27 Фев
Микросхема LV8804FV компании ON Semiconductor предназначена для управления бесколлекторными двигателями постоянного тока в вентиляторах персональных компьютеров, серверов и холодильников.
LV8804FV представляет собой бездатчиковый драйвер трехфазного электродвигателя, обеспечивающий малое энергопотребление и низкий уровень вибрации. Отсутствие необходимости применения датчика Холла позволяет уменьшить размер готового решения. Драйвер LV8804FV ориентирован на применение в приложениях, требующих высокой надежности при длительном сроке эксплуатации, таких как вентиляторы серверов и холодильников.
 |
| Внутренняя архитектура LV8804FV |
Отличительные особенности:
Область применения:
Запросить образцы, средства разработки или техническую поддержку
Документация на LV8804FV (англ.)
www.ebvnews.ru
Драйверы безколлекторных двигателей.
Безколлекторный двигатель (прямоприводной электродвигатель постоянного тока, вентильный двигатель, электронный двигатель) в лазерном принтере применяется для перемещения лазерного луча и для механизма протяжки, все вентиляторы имеют подобный принцип работы. Там где требуется постоянная, высокая и стабильная скорость вращения – там применяются безколлекторные электродвигатели.
Этот тип двигателя характеризуется следующими преимуществами:
- малая неравномерность мгновенной скорости вращения
- низкий уровень акустических шумов
- небольшие габариты, масса, потребляемая мощность
- высокая надежность
- низкая стоимость
Для управления безколлекторными двигателями применяются специальные микросхемы - драйверы двигателя. Эти микросхемы выполняют следующие функции:
- усиление и обработка сигналов с датчиков положения ротора
- усиление и обработка сигнала от датчика частоты вращения
- формирование сигналов коммутации обмоток статора
- стабилизация частоты вращения.
Условно микросхемы драйверов можно разделить на мощные и маломощные. У маломощных - двигатель подключается через транзисторные усилительные ключи, например микросхема AN8261 (рис. 1).У мощных - обмотки статора подключаются непосредственно к выводам микросхемы и в качестве примера такого драйвера можно привести микросхему AN8245K (рис. 2).
На вход микросхемы подаются сигналы от датчиков положения ротора и от датчика частоты вращения. В большинстве микросхем имеется входной сигнал START/STOP для включения и выключения двигателя. Так как микросхема поддерживает скорость вращения стабильной, то сигнал от датчика скорости вращения сравнивается с сигналом опорной частоты. Сигал опорной частоты представляет собой синусоидальное напряжение, формируемое либо кварцевым (емкостным) резонатором, либо ведущей микросхемой (например микропроцессором). Сигнал частоты вращения обычно обозначается FG. Имеются исключительно ведомые драйверы двигателей, которые не стабилизируют частоту вращения, а работают с частотой, задаваемой ведущей схемой, поэтому такие драйверы просто усиливают сигнал датчика скорости вращения и выдают его на ведущую микросхему и, кроме того, они не имеют входов опорной частоты.
Описание контактов микросхемы AN8261.
|
№ |
Обозна-чение |
Назначение |
|
|
Vcc |
Напряжение питания |
|
2 |
FG1 |
Выход 1 датчика частоты |
|
3 |
FG2 |
Выход 2 датчика частоты |
|
4 |
GND |
Общий |
|
5 |
THD |
Установка порога срабатывания по перегреву |
|
6 |
VREF |
Опорное напряжение системы защиты от перегрева |
|
7 |
UH |
Выход фазы U, верхний транзистор |
|
8 |
VH |
Выход фазы V, верхний транзистор |
|
9 |
WH |
Выход фазы W, верхний транзистор |
|
10 |
WL |
Выход фазы W, нижний транзистор |
|
11 |
VL |
Выход фазы V, нижний транзистор |
|
12 |
UL |
Выход фазы U, нижний транзистор |
|
13 |
HC- |
Инвертирующий вход датчика холла фазы C |
|
14 |
HC+ |
Неинвертирующий вход датчика холла фазы C |
|
15 |
HB- |
Инвертирующий вход датчика холла фазы B |
|
16 |
HB+ |
Неинвертирующий вход датчика холла фазы B |
|
17 |
|
Инвертирующий вход датчика холла фазы A |
|
18 |
HA+ |
Неинвертирующий вход датчика холла фазы A |
Рис. 1
Описание контактов микросхемы AN8245K.
|
№ |
Обозна-чение |
Назначение |
|
1 |
h2+ |
Неинвертирующий вход датчика Холла фазы 1 |
|
2 |
h2- |
Инвертирующий вход датчика Холла фазы 1 |
|
3 |
h3+ |
Неинвертирующий вход датчика Холла фазы 2 |
|
4 |
h3- |
Инвертирующий вход датчика Холла фазы 2 |
|
5 |
h4+ |
Неинвертирующий вход датчика Холла фазы 3 |
|
6 |
h4- |
Инвертирующий вход датчика Холла фазы 2 |
|
7 |
VM |
Напряжение питания выходного каскада |
|
8 |
W OUT |
Выход фазы W |
|
9 |
R CS |
Резистор датчика тока |
|
10 |
V OUT |
Выход фазы V |
|
11 |
U OUT |
Выход фазы U |
|
12 |
GND |
Общий |
|
13 |
CLL |
Контроль ограничителя тока |
|
14 |
LS |
Захват |
|
15 |
SB |
Блокировка ФАП |
|
16 |
RFG |
Опорная частота FG |
|
17 |
FG OUT |
Выход усилителя датчика скорости |
|
18 |
FG |
Вход усилителя датчика скорости |
|
19 |
V REG |
Стабилизатор питания датчиков Холла |
|
20 |
VCC1 |
Напряжения питания |
|
21 |
PH ERR |
Выход фазового детектора |
|
22 |
E IN |
Вход усилителя ошибки |
|
23 |
E OUT |
Выход усилителя ошибки |
|
24 |
DTC |
Вход управления |
Рис. 2
al-tm.ru
Вообщем то дело это хоженое-перехоженое, но я зачем то решил наступать на грабли.Схема оказалась в принципе верной, но вот алгоритм управления не верен в корне был. Помогло это.Ну и результат не заставил себя долго ждать.Начал играться с задержками. Фактичски там два временных интервала. Первый момент от срабатывания прерывания о прохождении магнитов, до фактического прохождения.Второй время за которое электромагнит пройдет два постоянных магнита. Он то и наиболее интересен.Как я думаю, там его можно разбить на три этапа. Первый, когда после прохождения электромагнитом постоянного магнита, меняем полюсовку и фактичсески отталкиваемся от пройденного постоянного магнита. Второй, пустой интервал, когда ток через обмотку не протекает и электромагнит двигается по инерции. Уменьшается масса проворачиваемая (фактически масса винта+сопротивление воздуха), но уменьшается потребление. Третий, когда подтягиваем электромагнит к полюсу следующего постоянного магнита.Ну и вот что вышло.Помеха по земле ужастная. Даже на мониторе жуткая рябь идет при работе.
А вот уже при работе от литиополимерной батареи.Уже что то...И интересно смотреть на вращение винта на фотографии.Без движения.
В движении, без вспышки.
В движении, со вспышкой.
Интересно, прозрачность лопастей это особенность ПЗС матриц или стробоскопический эффект в действии?Теперь нужно работать над эффективностью работы схемы. Т.к.сейчас двигатель съест, вообщем то не маленький аккумулятор, минут за 20 максимум.
mr-ia.livejournal.com
Поняв, как это работает, можно приступать к сжиганию электроники практике.Так и родилась схемка драйвера бесколлекторного двигателя. Точнее, я по большому счету сплагиатничал вот отсюда. Но я обязуюсь нарисовать шелкографией "Веселого Роджера". И разводить плату выпив пинту рома.
Собственно ниже схема с пояснениями.Драйвер делается для этих 150W и 240W двигателей, но хотелось бы с запасом.Питание от 3SNP аккумулятора, т.е. диапазон 11V7-9V0.Управление скоростью вращения планирую сделать на шине I2C (драйвер будет ведомым). Управление коммутациями будет осуществляться микроконтроллером. Он же, будет отслеживать момент коммутации.1) VCC-VT7-A-C-VT6-GND. В процессе движения на фазе B появляется напряжение. Оно по идее достигнет значения VCC в максимальной точке. Эту точку будет ловить компаратор DA2(2).
Причем значения делителей расчитывались, что бы компаратор отработал до того как будет максимальное напряжение. Это даст некоторый запас времени.2) Далее мы коммутируем ток. Пустим через VCC-VT1-B-A-VT9-GND. Соответсвенно смотрим напряжение на фазе C. В т.ч. компаратором DA2(3).3) VCC-VT2-C-B-VT5-GND. Смотрим на фазе А. В т.ч. компаратором DA2(1).
И так по кругу. Соответственно состоянием транзисторов управляет микроконтроллер. На него идут так же сигналы с компаратора. В схеме я еще ввел делители со всех трех фаз для АЦП. Планирую их использовать, для мягкого запуска двигателя. Т.е. для первоначального определения положения ротора.
Питание планирую сделать на линейнике (3V3, Хотя можно и 5V0)Разъемы входной + I2C шина, Выходной на обмотки двигателя, отладочный UART.
Как то так.Собственно вопросы.1) Ничего не упустил.2) Транзисторы не слабоваты? (Думаю что нет, но если ставить родные драйвера, то рекомендуют ставить на 50А...)3) На многих готовых драйверах видел большое кол-во электролитов. Не пойму зачем, т.к. схема вроде работает в ключевом режиме. Т.е. ток протекает примерно одинаковый всегда, без бросков...
mr-ia.livejournal.com
