单片机与DSP中的单片机C868实现无传感器BLDC电机控制

引   言        BLDC具备诸多优势，例如外型紧凑、结构简单、高效率、低噪音、较长使用寿命等等，这种电机越来越广泛地应用于自动化、工业和消费类电子产品等领域。图1所示为典型的BLDC电机框图，该电机包括一个梯形磁通的永磁同步电机、一个转子位置检测器(通常为三个霍尔传感器)和一个驱动电机的三相逆变器。另外，必须配置一个单片机(MCU)，输出特定的脉冲宽度调制(PWM)模式来驱动BLDC电机。如同一个传统直流电机那样，电机的换流必须与转子位置同步，用户可以通过改变PWM的占空比来调节电机转速。                            &nb 【单片机与DSP中的单片机C868实现无传感器BLDC电机控制】\n\nBLDC（Brushless Direct Current）电机因其卓越的性能，如紧凑的体积、简单的结构、高效能、低噪音以及长寿命，在自动化、工业及消费类电子产品中得到了广泛应用。在典型的BLDC电机系统中，电机包含一个梯形磁通的永磁同步电机，一个转子位置检测器（通常是三个霍尔效应传感器），以及一个驱动电机的三相逆变器。单片机（MCU）在此扮演着关键角色，它负责输出特定的脉冲宽度调制（PWM）信号来驱动电机，并确保电机的换流与转子位置精确同步，通过改变PWM的占空比来调节电机的转速。\n\n在无传感器BLDC电机控制中，不再依赖于霍尔传感器来检测转子位置。相反，控制算法需要通过检测电机反电动势（Back EMF）或者电流波形的变化来估算转子的位置。这种方法降低了系统的成本，但对控制器的精度和实时性提出了更高的要求。\n\n英飞凌的C868单片机是8位微控制器系列的新成员，设计用于提供低成本且高性能的控制功能。其内置的CAPCOM6E单元是一个强大的PWM发生器，特别适合用于电力电子控制任务，尤其是对时间和成本敏感的应用。CAPCOM6E单元具备捕捉/比较通道和死区时间控制，可以生成多种类型的电机所需的PWM信号，包括BLDC电机。\n\nCAPCOM6E单元的T12定时器有三个捕捉/比较通道，每个通道具有两个输出，支持捕捉、比较以及死区时间控制等多种模式，适用于BLDC电机的速度捕捉和相位控制。T13定时器则提供一个独立的比较通道和高速PWM输出，可以与T12同步，用于控制电机转速。这些功能使得C868能够实现复杂的电机控制策略，而无需额外的硬件支持。\n\n软件开发方面，用户可以通过编程定义自定义的换流表或状态机，CAPCOM6E硬件会根据这些设定生成相应的PWM输出。例如，通过读取霍尔传感器输入（如CCPOS0-CCPOS2）的状态，控制CC60-CC62和COUT60-COUT62输出信号，从而实现无传感器BLDC电机的精确控制。此外，CAPCOM6E还设有CTRAP紧急中断输入，当检测到异常情况如过流或过压时，可以迅速响应，保护电机免受损坏。\n\n总结而言，C868单片机结合CAPCOM6E单元，为无传感器BLDC电机控制提供了高效、灵活的解决方案。通过软件定义的控制逻辑和硬件生成的PWM信号，C868能够实现对BLDC电机的精确、实时控制，同时降低了系统的复杂性和成本。这对于追求高效率、低成本的自动化和工业应用来说，是一个理想的选择。