運動控制專用集成電路及應用
譚建成(廣州電器科學研究所
【摘 要】本文為“運動控制專用集成電路及應用(續(xù)6)(見1993年《微電機》第4期)的續(xù)篇，介紹mc33034無刷直流電動機控制器的主要組成部分、功能、mc33039電子測速器的工作原理及在無刷直流電動機調速系統中的應用。
【敘 詞】集成電路無刷直流電動機閉環(huán)調速控制器原理應用7 mc33034無刷直流電動機控制器和mc33039電子測速器
mc33034是motorora稱之為第二代的無刷直流電動機控制器專用集成電路，它可用來控制三相(全波和半波)、二相和四相無刷直流電動機。再加上一片mc33039電子測速器作速度反饋后，可構成閉環(huán)速度調節(jié)系統。
7．1 mc33034無刷直流電動機控制器
本集成電路原理方框圖如圖1所示。它的主要組成部分包括：
·轉子位置傳感器的譯碼器
·帶溫度補償的內部基準電源
·頻率可設定的鋸齒波振蕩器
·誤差放大器
·脈寬調制(pwm)比較器
·輸出驅動電路
·欠電壓鎖定保護，芯片過熱保護等故障輸出
·限流電路
本集成電路驅動輸出電路共6路，用來驅動三相逆變橋。上面3個驅動電路是集電極開路npn晶體管，用以驅動逆變橋上橋臂。下面3個驅動電路是推挽式結構電路，用以驅動逆變橋下橋臂，可直接驅動一定功率的晶體管、1gbt或功率mosfet。
典型控制功能包括開環(huán)pwm速度控制、使能控制(起動或停止)、正反轉控制和能耗制動控制，適當加上外圍元件，可實現軟起動。
使用工作電壓40v以下，為24腳塑封雙列直插式封裝。
7．2功能說明
7．2．1轉子位置傳感器譯碼電路
本譯碼電路將無刷直流電動機轉子位置傳感器信號轉換成6路驅動輸出信號。它適用于集電極開路的霍爾效應集成電路、光電耦合電路等形式的傳感器。輸入端(4、5、6腳)設有提升電阻，輸入電路與ttl兼容，門坎電壓為1．4v。傳感器需要的直流電源可以從8腳基準電源中獲得(見表1)。
為適應不同的無刷直流電動機各相傳感器位置相位差不同，提供兩種不同型號產品：mc33034p60適合相位差為60o或300。，而mc33034p120則適合相位差為120。和240。(參見表2真值表)。 對于3個輸入信號，原則上可有8種邏輯組合。其中6種正常狀態(tài)決定了電機6個  不同的位置狀態(tài)。其余兩種組合對應于位置傳感器不正常狀態(tài)，即信號線開路或對地短路狀態(tài)，此時使fault信號為零。
用3腳來改變電機的旋轉方向。若3腳邏輯狀態(tài)改變，傳感器輸入信號在譯碼器內改變其邏輯狀態(tài)為原來的非，再經譯碼后，得到反相序的換向輸出信號，使電動機反轉運行。
電機的開／關控制由7腳enable實現。當7腳懸空時，內部40μa電流源電流使輸出驅動電路正常工作。若7腳接地，上3驅動  7．2．2誤差放大器
芯片內設有高性能、全補償的誤差放大輸出開路，下3驅動輸出強制為低電平，使電機失去激勵而停車，同時fault信號為零。
當23腳brake處于高電平時，實現電機制動控制。它使上3個驅動輸出開路，下面3個驅動輸出電路同時強制導通逆變橋3個下橋臂功率開關，將電動機繞組端頭短接，實現快速能耗制動。芯片內部的4與門電路，其輸入是brake input和上面3個驅動輸出信號，其作用是等待上3個驅動輸出信號都已轉為高狀態(tài)時，才使下3個驅動輸出信號變?yōu)楦郀顟B(tài)，從而避免逆變橋上下橋臂出現直通的危險。器。作閉環(huán)速度控制時，放大器的直流電壓增益典型值為95db，增益帶寬為800khz，有寬的共模輸入電壓范圍：從地到vcc一2．0v。當
系統作開環(huán)控制時，可將此放大器改接成增益為1的電壓跟隨器，速度設定電壓從其同相輸入端(11腳)輸入，12—13腳短接。
7．2．3振蕩器
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