СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ МИКРОСХЕМЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯМИ
Развитие систем управления электроприводами характеризуется тенденциями повышения степени интеграции элементов, перехода от монтажного решения на базе дискретных элементов к специализированным интегральным микросхемам и микроконтроллерам, перехода от "жесткой" логики алгоритмов управления к более гибкому управлению, максимально учитывающие требования конкретного применения и реализуемые программируемым способом. Для массовых применений с относительно невысокими требованиями по точности эффективно применение специализированных, функционально законченных интегральных схем. Более гибкое решение базируется на микроконтроллерах, которые будут рассмотрены в четвертой главе. Motorola выпускает ряд ИС для непосредственного управления маломощными приводами с коллекторными и бесколлекторными двигателями постоянного и переменного тока. Эти ИС обеспечивают множество функций и позволяют легко создавать более дешевые по сравнению с дискретной реализацией системы. При необходимости мощность привода может быть увеличена за счет применения промежуточных драйверов и мощных силовых ключей.
Микросхемы MC33035 и MC33033 контроллера БДПТ
Микросхема
MC33035
является вторым поколением высокопроизводительного контроллера бесколлекторного двигателя постоянного тока (БДПТ) и содержит все необходимые функции для реализации разомкнутой системы управления трех- и четырехфазными двигателями. В состав ИС входят декодер положения ротора для осуществления требуемой последовательности коммутации фаз двигателя, термостабилизированный источник опорного напряжения, способный осуществлять питание датчика положения ротора, осциллятор с программируемой частотой колебаний, полностью доступный схемотехнически усилитель ошибки, компаратор ШИМ, три верхних драйвера с открытым коллектором и три нижних драйвера с высокой нагрузочной способностью по току, идеально приспособленные для управления мощными MOSFET.
Функциональная схема МС33035
В состав ИС также включены защитные функции: блокировка выходов при пониженном напряжении питания, токоограничение на каждом периоде ШИМ с устанавливаемой временной задержкой, блокировка от превышения внутренней температуры ИС.
Являясь полностью совместимым по выводам со своим предшественником MC33034, MC33035 предлагает две дополнительные функции при меньшей стоимости. Одна функция реализуется в выводе ИС, с помощью которого пользователь может выбирать электрическую фазировку датчика положения ротора 60°/300° или 120°/240°. Вторая возможность доступа как к инвертирующему, так и к неинвертирующему входам компаратора токоограничения.
Дискретные входные сигналы разрешения работы (вывод 7), выбора направления вращения (вывод 3) и внешней блокировки (вывод 23) совместно с аналоговым заданием скорости (вывод 11) управляют работой схемы. Для сигнализации неисправности предусмотрен вывод
Основные характеристики:
Напряжение питания от 10 до 30 В
Частота осциллятора 22 ... 28 кГц
Ток верхних драйверов до 50 мА
Ток нижних драйверов до 100 мА
Рабочий диапазон температур от -40° до +85°C
Пластиковый корпус 724 или 751E
Микросхема
MC33033
отличается от MC33035 только отсутствием раздельных выводов питания Vc и Vcc, инвертирующего входа компаратора токоограничения, входа блокировки и вывода выходного сигнала ошибки.
Для управления четырехфазными бесколлекторными двигателями, а также коллекторными двигателями постоянного тока часть входных сигналов датчика положения селективно объединяется, заземляется или подключается к постоянному напряжению. Коллекторный ДПТ может питаться по мостовой схеме от двух из имеющихся трех фаз.
Микросхема адаптера
MC33039
. ИС MC33033 и MC33035 в базовой схеме включения работают без обратной связи по скорости. Для получения более жестких механических характеристик и повышения точности регулирования замыкание контура скорости БДПТ может быть осуществлено при использовании ИС контроллера MC33035 (MC33033) совместно с ИС адаптера MC33039, предназначенной для преобразования сигналов датчика положения в импульсный сигнал со скважностью, пропорциональной скорости вращения двигателя.
Функциональная схема адаптера МС33039
Она содержит три входных буфера, каждый с гистерезисом для обеспечения помехозащищенности, три детектора фронта, одновибратор с программируемой длительностью импульса и внутренний стабилизатор напряжения питания. Также имеется инверсный выход фазы А для облегчения преобразования между 60°/300° и 120°/240° фазировкой датчика положения.
Итого: окончательная схема привода выглядит следующим образом: Окончательный вариант
