基于Mini51 的BLDCM 无位置传感器控制

宋建国，袁宇瑞，桓建文

(北京工业大学 信息学部，北京 100124)

0 引言

在现代技术高速发展的阶段，工业上需要电机对高速信号实时响应、实时处理的需求已经越发明显，理所应当的，对于新的高性能芯片的发现与应用也变得广受关注。

新唐的Mini51 系列单片机为32 位的微处理器，内嵌ARM CortexTM-M0 内核，可用于工业控制和需要高性能、低功耗的应用。其最快系统时钟为24 MHz，因而可以支持很广范围的工业控制和需要高性能CPU 的场合。在电机控制领域，Mini51 系列单片机自身可以产生6 路PWM 信号，并且这6 路信号可以分别调制也可以组合控制，芯片内部同时可以设定死区时间与启动延时，便于应用。

传统的BLDCM 控制都是由位置传感器传输转子位置信号来进行换相，一般都要在外部添加例如光电编码器[1-2]与霍尔传感器等[3]。位置传感器会使得整个控制系统体积增加，成本增加，限定了电机的使用场合。本设计采用反电动势过零检测[4-5](BEMF)法，通过采样电阻取得电机的UVW 相电压，并且通过精密电阻采集直流母线电压，使用六步换相[6-8]策略，利用调节输出PWM占空比来进行电机调速，同时监测起动电流、稳定三相电流、电源电压等控制驱动电路的通断来保护电路与电机[9]。通过对比实现无位置传感器的控制，使得该系统控制方式简单，结构稳定。

1 硬件整体设计思路

1.1 主控芯片

本系统选取Mini51 系列中的Mini52 作为主控芯片，最小系统由Mini52 以及其外围电路组成，该芯片的工作电压范围为2.5～5.5 V，同时，VDD 引脚的四个去耦电容能保证电源供电的稳定性。……