[MCU] 【AutoChips AC7801x电机demo板测评】+从零写Hall有感BLDC方波控制

 

 

下图为一对极电机旋转示意图，三个霍尔H1、H2、H3间隔120°放置一周，根据霍尔的输出状态，不断的改变A、B、C三相通电顺序，使定子形成一个旋转磁场，带动转子旋转。

电机按一定方向转动时，3个霍尔的输出会按照6步的规律变化如下：

BLDC有感控制系统如下:根据霍尔信号的换向顺序图，红线的方向为电流的方向，标记红线的管为打开的MOS管，每次换向只为其中的两相通电。

按照这样的顺序给ABC三相加电，电机就会全速旋转起来，如果想反向旋转，按照霍尔的反向顺序给三相供电即可。直流电机的转速和电压是成正比的，如果想改变转速只需要改变导通的MOS管的PWM占空比即可，相当于调压。
PWM的调节一般有三种方式，下桥臂打开，只调节上桥臂，比如第一个状态，UB给正UC给负，Q3 Q4打开，电流从Q3流向B再经C流出到Q4最后至电源的负极。那么就可以只调节上桥臂Q3的占空比，而Q4一直打开；也可以Q3常开只调节Q4；还有一种方式为互补PWM调节，Q3和Q2为一组互补输出，Q5与Q4为一组互补输出，Q1和Q0关断；互补的好处是上管关断的瞬间电流可以由下管续流而不经过MOS管的内部续流二极管，以免在大电流时造成MOS管的烧坏。

在BLDC电子换相的基础上，通过更改导通时PWM占空比即可改变等效的输出电压， 从而更改来实现调速。

 

根据之前分享的AutoChips AC7801x电机demo板的硬件电路和相关的驱动程序，就可以写一个简单的BLDC方波控制程序。

hall传感器接口

PC8	PWDT_IN0
PC7	PWDT_IN1
PC6	PWDT_IN2

VR:AD调速

PC1

ADC_IN9

电机驱动IO引脚

PB5	PWM1_CH0
PB4	PWM1_CH1
PB8	PWM1_CH2
PB7	PWM1_CH3
PB10	PWM1_CH4
PB9	PWM1_CH5

 

电机驱动程序

void BLDC_PhaseSwitch(int16_t motorDir, uint8_t hallStatus)
{
	if(motorDir == 1)
	{
			switch (hallStatus)
			{
			case 5://B+,A-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEB, PHASEA);
			break;
			case 1: //B+,C-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEB, PHASEC);
			break;
			case 3: //A+,C-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEA, PHASEC);
			break;
			case 2:// A+,B-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEA, PHASEB);
			break;
			case 6: //C+,B-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEC, PHASEB);
			break;
			case 4://C+,A-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEC, PHASEA);
			break;
			default:
					BLDC_Stop();
			break;
			}
	}
	else if(motorDir == 2)
	{
			switch (hallStatus)
			{
			case 5://A+,B-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEA, PHASEB);
			break;
			case 1: //C+,B-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEC, PHASEB);
			break;
			case 3: //C+,A-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEC, PHASEA);
			break;
			case 2:// B+,A-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEB, PHASEA);
			break;
			case 6: //B+,C-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEB, PHASEC);
			break;
			case 4://A+,C-
					BLDC_PwmUpdate(PHASEA, PHASEC);
			break;
			default:
					BLDC_Stop();
			break;
			}
	}
}

main.c文件

int main(void)
{
	GPIO_LedInit();
	MC_PWDT1_Init();
	CTU_Config();
	ADC_init();
	TIMER_PrdInit();
	BLDC_PWM_Init();
		
	//发波调试
	g_startupPwmRatio = ratio_q12(10);//30
	BLDC_SetMotorSpeed(g_startupPwmRatio); 
	
	g_hallStatus = PWDT_GetHallStatus(PWDT1) & 0x07;

	BLDC_PhaseSwitch(1,g_hallStatus);
		
	while(1)
	{
		GPIO_ToggleLedPrd();
				
		if(g_scanKeyTime >= SCAN_KEY_INTVL)
		{
			g_scanKeyTime = 0;
			AdjustPwmVal = (g_ADCValueBuffer[0]*100)>>12;//AD调速
			if(AdjustPwmVal != AdjustPwmValpre)
			{
				if(AdjustPwmVal > 80)
				{
					AdjustPwmVal = 80;
				}
				else if(AdjustPwmVal < 8)
				{
					AdjustPwmVal = 8;
				}
				g_startupPwmRatio = ratio_q12(AdjustPwmVal);//30
				BLDC_SetMotorSpeed(g_startupPwmRatio); //设置速度
			}
		}
				
	    if(g_hallStatus != g_hallStatuspre)
		{	
		    BLDC_PhaseSwitch(1,g_hallStatus);//换相
			g_hallStatuspre = g_hallStatus;
		}
	}
}

编译工程，下载程序运行可直以看到电机成功转动起来，用示波器可以看到三相线上的输出电压波形图如下：

程序在此

 

 

请看调速波形动态图，哈哈