3 無傳感位置檢測實現

依靠Hall傳感器的運行實現起來非常容易，但除去hall傳感器可降低系統成本并提高可靠性。BLDC電機轉動時，每個繞組都會產生叫做反電動勢的電壓，根據楞次定律，其方向與提供給繞組的主電壓相反。反電動勢主要取決于三個因素：轉子角速度，轉子磁體產生的磁場，定子繞組的匝數。

當采用傳感器時，MCU會根據hall信號來決定BLDC換向點。當采用無傳感控制時，則可以采用反電動勢過零點檢測來決定正確的換向點，如圖5所示。

圖5 BLDC反電動勢過零點

當在一個恒速情況下，切換周期等于過零點周期，途中圈圈待表著過零點發(fā)生的地方，一般處在兩個切換點的中間。所以通過timer得出上一次過零點時間以及本次的過零點時間，就可以計算出正確的換向點。

其中： –實際過零點時間， –上次過零點時間， –下次換向點時間， –范圍在0.3-0.5的常數 （取決于電機參數）。

所以，成功檢測反電動勢過零點就決定了無傳感控制BLDC成功的關鍵。如圖6所示，通常有硬件和軟件兩種方式來能檢測到反電動勢過零點。第一種是采用三個硬件比較器，在某切換周期中不加電的一相可以通過相應的硬件比較器與1/2的Udcb電壓進行比較，在PWM周期中On有效時，比較器能夠檢測到反向電動勢電壓變化從而得出過零點的位置。第二種方式可以用軟件AD采樣來實現，在BLDC電機運行過程中，使用ADC對不加電的一相進行采樣，與此同時Udcb會被另一路ADC模塊同時采樣，然后軟件可以實時的根據兩個采樣數值進行過零點判斷。

圖6 BLDC反電動勢過零點檢測方法

采用比較器的方式可以降低CPU的負擔，但軟件采樣的方式更加的靈活，可以更加精確檢測出過零點的位置。S12ZVM同時集成了實現上述兩種方式的硬件模塊，內部包括三個相位比較器來實現硬件比較，AD模塊包括兩個獨立的AD convertor來實現軟件采樣，兩個AD convertor可以對反向電動勢電壓與Udcb電壓的同時采樣，確保過零點檢測更加的準確。