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无位置传感器无刷直流电机锁相环速度控制系统
ml4425内置的锁相环可实现无位置电机的精确换相，但其pwm稳速控制只是－种开环pwm速度控制系统，即电机是由固定占控制比的pwm信号控制，系统本身无法响应速度的变化。因此，对于稳速精度要求很高的场所，ml4425是无法满足要求的。基于锁相环具有频率信号跟踪功能，本节提出了基于ml4425的锁相稳速法。此方法的中心思想是利用专用bldcm控制芯片实现电机的pll逻辑换相，再配合外部的速度锁相环控制电路，通过对设定的速度频率信号跟踪，实现电机高速高精度的稳速控制。 ml4425在加速状态下，上三桥hc、hb、ha和下三桥la、lb、lc按照固定的逻辑换相顺序发出驱动信号，在此阶段，上桥和下桥的占空比均为100%，即单纯的逻辑换相信号。因此，在此阶段引人锁相环电路是较理想的。由于ml4425加速状态完成以后即进入pwm调速阶段，并产生固定的pwm信号控制电机运转，因此为了使锁相环不受此影响，必须设法使ml4425一直工作在加速状态下，不进人pwm调速阶段，根据ml4425本身的特性，只需保证ml4425的速度设定电压大于参考电压，即可使电机一直工作在加速状态下。为达到上述目的，本节使设定电
无位置传感器永磁无刷直流电机控制器的选用
由于tda5142t只能驱动额定电压18v以下的无位置传感器电机，对于以tda5142t为控制器的永磁无刷直流电机控制系统不适合额定电压18v，所以本节以ml44255作为无位置传感器永磁无刷直流电机的主控制芯片。ml4425是microlinear公司推出的一种智能型无位置传感器永磁无刷电机控制器专用电路。该电路内置起动电路、锁相环逻辑换相电路、pwm速度控制电路和过电流保护电路。该芯片集成度高，应用范围广，适合各种负载和电压的δ形或y形绕组的无刷电机控制系统。 ml4425还具有以下特点： 1）通过采用pll换相技术，防止了pwm尖峰脉冲的噪声干扰，可实现电机精确的换相控制； 2）内具专门的反电动势采样电路，可方便无位置传感器电机的位置信号检测； 3）具有过电流、限流保护功能； 4）ml4425是一种非常灵活的集成化电路，对于不同无位置传感器永磁无刷直流电机来说，只需对ml4425外围电容、电阻进行相应的改变，即可满足各自系统的要求； 5）频率可设定的锯齿波振荡器和pwm比较器为电机速度反馈提供了输人端，使电机锁相稳速成为可能； 6）芯片所需电压为
ML4425用于高速电机的起动问题及解决方案
由于ml4425采用pll换相，因此电机能否成功起动与pll内部元件有很大的关系。如前所述，ml4425的pll换相控制主要由采样器、环路低通滤波器、压控振荡器vco和相位交换机组成。ml4425的vc0敏感的最低输人电压为0.5v，但对于高速电机来说，由于其起动校准时，给vc0输人的电压低于0.5v，因此高速电机不易直接起动，以下将以4对极、rpmmax=30000r/min电机说明。对于上述电机，根据前文所述，当电机在vrc＝7v时，n=30000r/min。当rvco=80.5kω时，vc0电容cvco、vc0增益kvco和vc0频率fvco分别为很显然，对于任何电机，在刚起动校准完后是不可能达到此转速的，即无法使压控振荡器正常起振。因此，对于高速电机来说，若压控振荡器直接接一小电容是无法起动的，必须采用别的方法而使电机正常起动。理论上我们可以采用电容切换法使高速电机起动。所谓电容切换法，是指先采用大的vc0电容使高速电机起动，当电机起动完以后再切换至所要求的小的vco电容，以保证电机顺利转到预定最大转速。但实际中发现，采用电容切换法并不成功，因为电容是一种充
快速锁相稳速控制
，才有可能被琐定。显然，不论是有位置传感器电机的锁相稳速，还是无位置传感器电机的锁相稳速，它们的锁相稳速电路只是最基本的锁相环稳速控制电路。实验中，必须使电机加速至锁相稳速范围，并在锁相范围内把电机由电流环或双闭环控制切换至锁相环，以使电机正确锁相，其调节过程不仅复杂，而且电机进人锁相稳速点很慢。因此，对于应用于航天领域的磁悬浮控制力矩陀螺电机来说，这种锁相稳速是不适合的。为此，本节以下将对高速高精度无刷直流电机的快速自动稳速系统进行重点介绍，由于有位置电机控制器mc33035和无位置电机控制器ml4425在自动锁相稳速原理相同，所以下面将以lvll4425为例进行说明。实验中，若直接用锁相环控制电机稳速，则锁相环刚开始时输出电流将很大；而且由于控制力矩陀螺的惯性量很大，在进人锁相范围以后，锁相环调节速度较慢，若不使用其他方法，一般很难真正锁住，更不用说实现电机快速和精确的锁相稳速。为解决上述问题，本节设计了电流环和快速锁相稳速环双闭环系统。电流环用于保证系统在起制动或突然加载时具有良好的机械特性，快速锁相稳速环则使电机快速而精确地进入锁相稳速点，具体原理如图1所示。图1 高速
ML4425反电动势PLL换相控制技术
对于三相无刷直流电机来说，为使电机朝同一方向运转，必须按一定顺序导通三相逆变桥一相的n极和另一相的p极。对于ml4425来说，它采用锁相环技术达到精确的换相，其原理如图1所示。图1 pll反电动势换相原理电路 ml4425芯片反电动势pll换相电路由反电动势采样电路、压控振荡器（vco）、环路滤波器及换相状态机组成。整个电路是根据电机不导通相绕组的反电动势与中线电位相交点是该时刻的换相点的原理设计而成。反电动势采样电路由多路开关、中点模拟电路、符号变换电路组成，目的是获取每时刻高阻态绕组反电动势与中线电压的换相误差信号。vco则用于把换相误差信号转变为频率信号，以控制多路开关和换相状态机运作，从而获得准确的换相时序信号。换相状态机内置7种确定的换相逻辑，其中r状态只在复位校准时起作用，其他6种（a，b，c，d，e，f）状态在vc0输出频率信号激励下按确定的顺序轮流输出。换相状态机在每输人一个脉冲激励下，即输出一种换相信号，同时选出高阻态的绕组，以控制多路开关正确运作。整个反电动势pll换相过程如下：高阻态绕组反电动势与中线电压相减后，得到换相误差信号，该误差信号通过跨导

ML4425用于高速电机的起动问题及解决方案
　　由于ML4425采用PLL换相，因此电机能否成功起动与PLL内部元件有很大的关系。如前所述，ML4425的PLL换相控制主要由采样器、环路低通滤波器、压控振荡器VCO和相位交换机组成。ML4425的VC0敏感的输人电压为0.5V，但对于高...
ML4425起动参数的选取
　　ML4425起动过程分为三个阶段：校准、加速、运转几个阶段。校准是为了使电机处于复位状态，在校准阶段，通过导通上桥HA、Ha和下桥LB使转子向前移动30°电角度，如表6－1中的R状态所示。对于不同的电机和负载，电机达到...
ML4425外围电路的参数选取
　　ML4425是一种非常灵活的集成电路，对于不同无位置传感器永磁无刷直流电机来说，只需对ML4425外围电容、电阻进行相应的改变，即可满足各自系统的要求。以下将重点对起动参数、VC0滤波参数和速度闭环补偿参数重点介绍，...
ML4425过电流保护电路
　　ML4425通过内设的PWM电流比较器来控制过电流保护，其原理电路如图1所示。外接逆变桥经一电阻R_SENSE接地，作电流采样，输人给比较器的负端I_SENSE。比较器的正端相当于接有460mV的基准电压，作为...
ML4425反电动势PLL换相控制技术
　　对于三相无刷直流电机来说，为使电机朝同一方向运转，必须按一定顺序导通三相逆变桥一相的N极和另一相的P极。对于ML4425来说，它采用锁相环技术达到精确的换相，其原理如图1所示。

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无位置传感器永磁无刷直流电机控制器的选用

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ML4425起动参数的选取

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