過去幾年，BLDC 電機的使用量穩(wěn)步增加，因為這些電機的成本及其控制技術(shù)有所下降，并且它們相對于其他電機類型的優(yōu)勢變得更加重要。因此，Zilog 開發(fā)了一種使用 Z8 微控制器的應用程序，以提供電機從怠速到運行速度的無縫啟動、旋轉(zhuǎn)方向的即時反轉(zhuǎn)、極快的故障檢測周期以及更低的總轉(zhuǎn)速。解決方案成本。
    該實施的主要特點包括：
    平滑的 S 曲線電機啟動，降低啟動電流
    使用鎖相環(huán)反饋的無傳感器（反電動勢）控制
    基于微控制器的過流保護
    可選擇的速度或扭矩設(shè)置
    可選擇速度或扭矩控制
    可選擇控制電機方向
    LED 指示最大速度
    LED行駛指示
    LED故障指示
    討論
    白色家電、汽車、航空航天、醫(yī)療和工業(yè)自動化等行業(yè)的變速電機應用越來越多地使用 BLDC 電機，而不是其他類型的電機（例如有刷直流和交流感應電機）。與其他電動機相比，BLDC 電動機的結(jié)構(gòu)具有多種優(yōu)勢。首先，由于 BLDC 電機采用電子換向，因此與有刷直流電機相比，其使用壽命更長，并且由于電機上的電刷不需要清潔和更換，因此需要的維護更少。BLDC 電機的運行也更加安靜，無論是電氣上還是聽覺上，因為該電機既不會出現(xiàn)電刷電弧，也不會出現(xiàn)其他類型電機的機械換向。由于繞組連接到定子，因此 BLDC 電機通常每機架尺寸可產(chǎn)生更高的輸出。運行時產(chǎn)生的熱量可以直接傳遞到電機外殼，以實現(xiàn)更涼爽的運行。最后，BLDC 電機將大大降低電力和摩擦損耗，因為它不需要通過電刷傳輸動力。
    操作原理
    在無刷直流電機中，轉(zhuǎn)子使用永磁體，而定子繞組與交流感應電機中的類似。換向由電刷位置控制。然而，在 BLDC 電機中，換向由支持電路控制。因此，轉(zhuǎn)子的位置必須反饋到支持電路以實現(xiàn)正確的換向。
       圖 1 三相電機控制系統(tǒng)
    硬件架構(gòu)
    本設(shè)計中使用的 MOSFET 是 IXYS 高效溝槽柵極功率器件。為了控制小型 30W BLDC 電機，選擇了 IXYS 部件號 IXTP64N055T。然而，這種設(shè)計可以擴展，以滿足大多數(shù)三相 BLDC 電機（從 1 瓦到 5 千瓦）的需求。為了支持更大的電機，主要的設(shè)計變化在于電源轉(zhuǎn)換部分，其中包括保險絲和 MOSFET。IXYS 系列功率 MOSFET 包括模塊和分立器件，提供多種封裝，以滿足應用的特定機械要求。它們還具有多種額定功率，可支持超過 500A 的電流。
    軟件架構(gòu)
    Z8安可！MC? 系列微控制器具有高達 16 KB 的閃存，基于 Zilog 先進的 eZ8 8 位 CPU 內(nèi)核，可提供單相和多相變速電機的閉環(huán)控制。目標應用包括大型電器、暖通空調(diào)、工業(yè)自動化和消費電子產(chǎn)品。在 Zilog 的每臺 Z8 Encore! 中 MC 產(chǎn)品的新穎器件架構(gòu)允許實現(xiàn)許多增強的控制功能，包括用于速度控制的時間戳、集成運算放大器和故障響應。
      圖 2 初始化和應用程序代碼空間流程
    該實現(xiàn)提供了對電機的精確控制，同時為額外的應用程序代碼留出了足夠的資源。即使使用非常小且經(jīng)濟高效的 8 位 MCU，額外的 13 KB 閃存和 420 字節(jié) RAM 也可用于額外的用戶應用代碼。
    測試
    使用的設(shè)備 本節(jié)提供有關(guān)如何運行代碼和演示此應用程序的信息，包括用于構(gòu)建實現(xiàn)的設(shè)備、其配置及其測試結(jié)果。
    以下設(shè)備用于設(shè)置：
    Zilog Z8FMC16 MDS 模塊 (99C0987-001) – Z8FMC16100KITG
    Zilog 三相電機控制應用板 (99C0960-001)
    LINIX 三相 BLDC 電機 24VDC，30W 3200RPM (45ZWN24-30)
    光電隔離 USB 智能電纜
    Z8FMC16 MCU 的 5V 直流電源
    BLDC 電機的 24 V DC 電源
    數(shù)字示波器或邏輯分析儀