AN2227
相位延迟滤波器可以置于三个PSoC列中,并且内置式
比较器可用来检测输出交叉信号。贝塞尔滤波器为首
选器件,因为在截止点之前它们的相位延迟与频率成
线性关系。滤波器相位延迟在截止频率处为90度。SC
滤波器截止频率直接与滤波器时钟速率成正比,从而
可以通过适当地调节滤波器时钟频率,在整个输入频
率范围内提供稳定的相位延迟。该相位延迟等于转子
磁极与定子绕组在换向瞬间所形成的恒定角度。在此
应用中,相位延迟角度保持在30度。在可编程期内使
用16位计数器可以生成滤波器的时钟速率,可在PSoC
数字资源中进行分配。
每个SC滤波器都有一个可将滤波器输出信号与AGND
信号进行比较的输出比较器。比较器输出可驱动比较
器总线,在软件或触发器中断时可以对总线进行查询。
根据固件中的预配置,内置查找表(LUT)可以触发比
较器总线上升沿或下降沿上的中断。该功能用来检测
反电动势信号的跨零事件以及为马达绕组生成换向的
信号。每个滤波器都会使用专用的状态机触发在固件
中的中断,并通过修改LUT控制寄存器的内容来确定下
一个相位转换命令及调整运行时的下一个中断极性。
注意,每次马达相位变化时,下一个预期的反电动势
信号极性的变化方向均与上一个相反。因此,在刚开
始变化时使用触发的中断服务程序(ISR)中的LUT时,
比较器总线信号是反相的。对于触发多个中断时可造
成滞后现象与附加的噪声抗扰度。
图2与3说明了驱动器与马达工作的主要原理。A、B与
C是马达相位上的电压。UP_A、DOWN_A、UP_B、
DOWN_B、UP_C与DOWN_C是桥接旁路控制电压。
UP是上面(高电平侧)的旁路。DOWN是下面(低电
平侧)的旁路。高电平用“on”状态指示,而低电平
用“off”状态指示。INT是相位上的中断信号。А30、
В30及С30 是比滤波后的电压相位延迟了30度。
这种架构的一个特性是仅在上面的桥接旁路(高电平
侧)处供给控制PWM的电压。这会相对于电源DC总线
电压的一半产生不对称的信号。
当
PWM占空比较低时,经过滤波的相位电压远远低于
电源电压的一半。这种情况再加上DC总线上的纹波
(在滤波器的通带中),可能会导致马达启动时在比
较器上产生错误的触发动作。为了避免这一点,补偿
网络使用了反相的PWM信号,并将三个滤波器一起进
行偏置。这会在整个PWM占空比范围内将滤波器的DC
组件电压提高到DC电源电压的一半。
为此,反相的主PWM信号被发送到外部引脚,并采用
带有分压器(驱动器原理图上的R4、C5与R5)的RC
滤波器来进行滤波。因此,C1 DC电压与主PWM DC
组件电压成反比。将C1的分压与相对于PSoC数字接地
的反电动势信号相加,并补偿相对于“DC总线输入”
信号的DC组件的分压。图12显示了最小/最大转速与
最小/最大PWM 占空比值对应的补偿电压。
Channel_1显示了反相的PWM信号,而Channel_2显
示了补偿电压。
2004年10月18日 修订版A - 5 -
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