原標(biāo)題：ADC采樣積分方式的BLDC方波無感控制的原理

ADC采樣積分方式的BLDC（無刷直流電機(jī)）方波無感控制的原理，主要基于電機(jī)反電動勢的檢測與控制。以下是對其原理的詳細(xì)解釋：

一、BLDC電機(jī)的基本工作原理

BLDC電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子上有繞組，轉(zhuǎn)子上有永磁體。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，會引起磁通的變化，這種磁通的變化在定子繞組上會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，即反電動勢。反電動勢的波形與電機(jī)的電角度有關(guān)，且其峰值與電機(jī)轉(zhuǎn)速幾乎是固定的比例關(guān)系。

二、ADC采樣積分控制原理

1. 反電動勢檢測：

• 在BLDC電機(jī)的控制過程中，需要檢測每相的反電動勢來確定換相點(diǎn)。由于每60度電角度區(qū)間，只有兩個半橋有驅(qū)動電壓輸出，另外一個半橋上下管全關(guān)，處于懸浮態(tài)，因此可以從檢測該懸浮相的端電壓推導(dǎo)出其實(shí)際的反電動勢電壓。

• 通過ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）對懸浮相的反電動勢進(jìn)行采樣，得到一系列離散的反電動勢值。

2. 積分計(jì)算：

• 對采樣得到的反電動勢值進(jìn)行積分計(jì)算，積分區(qū)間通常是從反電動勢過零點(diǎn)時刻到下一次換相點(diǎn)時刻。這個積分值反映了反電動勢在該區(qū)間內(nèi)的累積效應(yīng)。

• 由于反電動勢峰值與電機(jī)轉(zhuǎn)速幾乎是固定的比例關(guān)系，因此積分結(jié)果也幾乎不變。這個積分值可以作為判斷換相點(diǎn)的重要依據(jù)。

3. 換相點(diǎn)判斷：

• 將積分值與一個預(yù)設(shè)的固定閾值進(jìn)行比較。當(dāng)積分值達(dá)到或超過這個閾值時，就認(rèn)為到達(dá)了換相點(diǎn)，需要進(jìn)行換相操作。

• 換相操作的時機(jī)對于電機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行和效率至關(guān)重要。通過精確控制換相點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無感控制，即無需位置傳感器也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

三、ADC采樣策略

在ADC采樣積分方式的BLDC方波無感控制中，采樣策略的選擇對于控制效果有很大影響。通常采用的采樣策略包括：

1. 上管ON時采樣：

• 當(dāng)半橋上管導(dǎo)通時間較長時，在上管導(dǎo)通期間遠(yuǎn)離MOSFET開關(guān)時刻進(jìn)行采樣。這樣可以避免MOSFET開通關(guān)斷對采樣結(jié)果的影響。

2. 上管OFF時采樣：

• 當(dāng)半橋上管導(dǎo)通時間較短時，在上管關(guān)斷期間進(jìn)行采樣。此時可以利用下管MOSFET體二極管的續(xù)流作用來維持電路狀態(tài)，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的采樣。

四、注意事項(xiàng)

1. 積分閾值調(diào)整：

• 積分閾值需要根據(jù)電機(jī)的反電動勢峰值和轉(zhuǎn)速比值進(jìn)行調(diào)整。不同的電機(jī)可能需要不同的積分閾值來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的換相控制。

2. 采樣速率：

• 在電機(jī)高速運(yùn)行時，電頻率相對較高。為了確保采樣的準(zhǔn)確性，需要采用較高的開關(guān)頻率和采樣速率。如果開關(guān)頻率較低，可能會導(dǎo)致采樣速率慢、換相延遲大，從而影響電機(jī)的正?？刂?。

綜上所述，ADC采樣積分方式的BLDC方波無感控制原理主要基于反電動勢的檢測與積分計(jì)算。通過精確的采樣和積分判斷，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無感控制，提高電機(jī)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。