Двигатель BLDC — это привод, питающийся постоянным током под управлением синхронного электронного коммутатора. Контроллер подает питание на обмотки бесщеточного двигателя в определенном порядке, создавая магнитные поля. За ними следует ротор, имеющий постоянный магнит, что заставляет его вращаться.
Схема контроллера двигателя BLDC
В основе рассматриваемого модуля лежит специализированный контроллер DRV10983 производства. Эта микросхема включает в себя полный контроллер двигателя BLDC, основанный на модели BEMF (измерение обратной электродвижущей силы, не требующее дополнительных датчиков). Параметры мотора настраиваются через интерфейс I²C. Управление возможно сигналом ШИМ или аналоговым сигналом.
Микросхема имеет встроенный драйвер с нагрузочной способностью до 2 А (пиковое значение 3 А) при напряжении питания в диапазоне 8…28 В. Благодаря использованию силовых транзисторов с низким сопротивлением устройство демонстрирует высокую эффективность.
Имеется сигнализация аварийных состояний, таких как: блокировка привода, перегрев, перегрузка, короткое замыкание и блокировка по пониженному напряжению. Важной особенностью контроллера является питание BLDC-двигателя сигналом синусоидальной формы, что существенно повышает комфорт эксплуатации и снижает шум привода.
Принципиальная схема регулятора скорости представлена на рисунке. Включение микросхемы DRV10983 очень простое. Питание модуля осуществляется напряжением в диапазоне 8…28 В через разъем PWR. Оно выбирается в зависимости от используемого бесщеточного двигателя. Конденсаторы CE1 и C1 фильтруют питание. Помните о соответствующей дополнительной внешней фильтрующей способности, которая обеспечивает стабильное питание мотора. Из напряжения VM через внутренний преобразователь генерируется напряжение VCP, необходимое для питания драйвера MOSFET-транзистора.
Конденсаторы С2 и С3 необходимы для работы накачки VCP. Напряжение 3,3 В/1,8 В также получается из напряжения VM и используется для питания внутренних цифровых схем. Использование понижающего преобразователя уменьшает потери мощности, особенно если устройство питается более высоким напряжением. Конденсаторы С5 и С6 обеспечивают работу внутренних стабилизаторов.
Двигатель подключается к разъему BLDC с соблюдением порядка обмотки UVW. Микросхема DRV10983 управляется следующими сигналами: DIR отвечает за направление вращения, SPD отвечает за скорость вращения, на выходе FG имеется тахометрический сигнал.
В зависимости от конфигурации система обеспечивает полное управление либо с помощью I²C, либо входа SPEED (SPD) с ШИМ или аналоговым сигналом (0…Vreg). Напряжение Vreg допускает нагрузку 50 мА и может использоваться для питания процессора управления. Значение напряжения Vreg определяется программным обеспечением как 3,3 В или 5 В (VregSel).
Минимодуль собран на двусторонней печатной плате. Расположение элементов показано на рисунке выше. Способ сборки типовой и не требует описания. При сборке своими руками нужно обратить внимание на правильную пайку. Перед запуском модуля определите параметры двигателя и соответствующим образом настройте контроллер. Подробное описание регистров и методов управления описано в даташит DRV10983.
Перечень элементов драйвера
Перечень элементов принципиальной схемы упрощает комплектацию устройства:
- C1…C3 — 0,1 мкФ (SMD 0805);
- C4 — 10 мкФ (SMD 0805);
- C5, C6 — 1 мкФ (SMD 0805);
- CE1 — 100 мкФ/63 В;
- U1 — DRV10983 (HTSSOP24);
- CTRL — разъем IDC;
- L1 — 47 мкГн;
- PWR — разъем DG381-3.5-2;
- BLDC — разъем DG381-3.5-3.
Loading...
