Sterownik silnika BLDC

Sterownik silnika BLDC
Pobierz PDF Download icon
W EP 11/2015 szczegółowo opisano zasadę działania i sterowania silnikiem BLDC. Prezentowany moduł umożliwia praktyczne sprawdzenie silnika BLDC o małej mocy lub sterowanie nim w aplikacji.

Moduł jest oparty o specjalizowany kontroler DRV10983 produkowany przez Texas Instruments. Ten układ zawiera kompletny sterownik silnika BLDC oparty o model BEMF (pomiar wstecznej siły elektromotorycznej niewymagający dodatkowych czujników). Parametry silnika konfigurowane są za pomocą interfejsu I2C. Sterowanie jest możliwe przebiegiem PWM lub analogowym.

Układ ma wbudowany driver o obciążalności do 2 A (szczytowo 3 A) przy napięciu zasilania z zakresu 8…28 V. Dzięki zastosowaniu tranzystorów mocy o małej rezystancji przewodzenia, układ ma dużą sprawność. Uzupełniono go o sygnalizację stanów awaryjnych, takich jak: zablokowanie napędu, przegrzanie, przeciążenie, zwarcie i blokadę podnapięciową. Istotną cechą układu jest zasilanie silnika BLDC przebiegiem sinusoidalnym, co znacząco poprawia komfort pracy i zmniejsza szumy napędu.

Schemat ideowy modułu pokazano na rysunku 1. Aplikacja układu DRV10983 jest nieskomplikowana. Moduł jest zasilany za pomocą złącza PWR napięciem z zakresu 8…28 V, dobranym w zależności od zastosowanego silnika. Kondensatory CE1 i C1 filtrują zasilanie. Należy pamiętać o odpowiedniej dodatkowej, zewnętrznej pojemności filtrującej, zdolnej zapewnić stabilne zasilanie silnika. Z napięcia VM poprzez wewnętrzną przetwornicę jest generowane napięcie VCP potrzebne do zasilania drivera tranzystorów MOSFET.

Kondensatory C2 i C3 są niezbędne do pracy pompy ładunkowej VCP. Z napięcia VM jest otrzymywane także napięcie 3,3 V/1,8 V służące do zasilania wewnętrznych obwodów cyfrowych. Zastosowanie przetwornicy obniżającej ogranicza straty mocy szczególnie, jeśli układ jest zasilany z wyższego napięcia. Kondensatory C5 oraz C6 współpracują z wewnętrznymi stabilizatorami.

Silnik jest dołączany do złącza BLDC z zachowaniem kolejności uzwojeń UVW. DRV10983 sterowany jest sygnałami: DIR odpowiadającym za kierunek wirowania, SPD odpowiadającym za prędkość obrotową, na wyjściu FG dostępny jest sygnał tachometryczny. Zależnie od konfiguracji, układ dopuszcza pełne sterowanie albo za pomocą I2C, albo wejścia SPEED (SPD) sygnałem PWM lub analogowym (0…Vreg). Napięcie Vreg dopuszcza obciążalność 50 mA i może służyć do zasilania procesora sterującego. Wartość napięcia Vreg jest określana programowo na 3,3 V lub 5 V (VregSel).

Minimoduł zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej. Rozmieszczenie elementów przedstawia rysunek 2. Sposób montażu jest typowy i nie wymaga opisywania. Należy jedynie zwrócić uwagę na poprawne przylutowanie padu termicznego. Przed uruchomieniem modułu, należy zidentyfikować parametry silnika i odpowiednio skonfigurować sterownik. Szczegółowy opis rejestrów i metody sterowania opisane są w karcie katalogowej DRV10983.

Adam Tatuś, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
sierpień 2016
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik maj 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio czerwiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje maj 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna maj 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich maj 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów