[發明專利]基于片上系統的帶霍爾傳感器的三相無刷直流電機控制方法

有效

• 申請號: 201310733256.9
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103684128B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 郝鑫;周毅;孫進軍;宋超;奚谷楓
• 申請（專利權）人: 東莞潤風電子科技有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/16
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 林弘毅;聶漢欽

1.一種基于SOC的帶霍爾傳感器的三相無刷直流電機控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1）組建控制系統：

所述控制系統由SOC芯片內兩個支持霍爾事件采樣和支持可編程死區時間的互補PWM輸出功能的定時器級聯實現，第一定時器作為接口來連接霍爾傳感器，第二定時器產生PWM信號驅動電機；

所述第一定時器、第二定時器分別包括觸發器、預分頻器、自動裝載寄存器、CNT計數器、霍爾傳感器接口，以及由三個輸入濾波和邊沿檢測器、三個捕獲/比較寄存器以及三個輸出控制模塊構成的三個通道；其中，第一定時器的第二通道的輸出端連接到第二定時器的觸發器的輸入端；

所述觸發器與觸發輸入信號以及預分頻器相連，根據有效的觸發輸入信號產生觸發事件，復位或使能預分頻器；

所述預分頻器與時鐘信號、觸發器以及CNT計數器相連，將CNT計數器的時鐘頻率按1到2³²之間的任意值分頻，是一個基于32位寄存器控制的32位計數器，所述預分頻器帶有緩沖器，能夠在工作時被改變；

所述自動裝載寄存器與CNT計數器相連，具有預先裝載功能，所述自動裝載寄存器的內容允許立即或在每次的更新事件時傳送到影子寄存器，當計數器達到溢出條件時產生更新事件；

所述CNT計數器與預分頻器、自動裝載寄存器以及三個通道的捕獲/比較寄存器相連，是一個32位的計數器，由所述預分頻器輸出分頻后的時鐘信號驅動，可向上計數、向下計數或者向中間對齊計數；

所述霍爾傳感器接口包括一個異或門，所述異或門的輸出端連接到第一通道的輸入濾波和邊沿檢測器，所述異或門的三個輸入端為分別作為與霍爾傳感器的接口；

所述輸入濾波和邊沿檢測器與霍爾傳感器接口以及捕獲/比較寄存器相連，針對輸入信號進行濾波和有效邊沿檢測，濾波的帶寬可配置；

所述捕獲/比較寄存器與輸入濾波和邊沿檢測器以及輸出控制模塊相連，如果選擇預裝載特性，寫入的數值被立即傳輸至所述捕獲/比較寄存器中，否則只有當更新事件發生時，預裝載值才傳輸至當前捕獲/比較寄存器中，當前捕獲/比較寄存器與所述CNT計數器的值比較，產生輸出信號；

所述輸出控制模塊與捕獲/比較寄存器相連，處理剎車事件和產生帶死區時間的互補PWM輸出；

2）控制流程：

所述第一定時器作為接口連接霍爾傳感器，霍爾傳感器的信號連接到第一定時器的三個輸入腳，三個輸入通過霍爾傳感器接口的異或門連接到第一輸入通道，第一定時器捕獲霍爾信號；當三個輸入之一變化時，第一定時器的CNT計數器重新從0開始計數，產生一個由霍爾輸入端的任何變化而觸發的時間基準，第一定時器的第一通道的捕獲/比較寄存器配置為捕獲模式，捕獲值反映了捕獲/比較寄存器的兩輸入間的時間延遲，給出了電機的速度信息；

第一定時器在每次任一霍爾傳感器輸入上發生變化之后的一個指定的時刻，輸出一個脈沖，所述脈沖通過觸發一個COM事件改變第二定時器各個通道的屬性以及PWM的配置；

第二定時器產生PWM信號驅動電機，第一定時器的通道在一個指定的延時之后產生一個正脈沖，所述正脈沖被送到第二定時器；第二定時器產生三相六路由寄存器配置可調周期和占空比的互補PWM信號；

第二定時器的輸出控制模塊的死區時間寄存器控制電路，根據死區寄存器調節兩路互補PWM信號間的死區時間；

第二定時器的輸出控制模塊的剎車控制電路，在有外部剎車輸入時，輸出首先被置于復位狀態即無效的狀態，當設置了剎車中斷使能時，進入剎車中斷處理程序來處理所述剎車事件。