基于dsPic30F2010直流电机控制系统设计(3)
图2.2 吹冰拍换相
的查表操作来确定要对哪两队特定的绕组通电以使转子转动。同时，将霍尔效应传感器连接到dsPIC30F2010的输入引脚上，来检测变化。当这些引脚上的输入电平发生变化时，就会产生中断。在CN中断服务程序中，由用户应用程序读取霍尔效应传感器的值，用以计算偏移量并查表，来正确地驱动无刷直流电机的绕组。
2.1.3 硬件描述
图2.3中的框图简略说明了使用dsPic30F2010驱动无刷直流电机。6个MCPWM输出连接到3对MOSFET驱动器（IR2103）,最终连接到6个MOSFET。这些MOSFET以三相桥式连接到3相无刷电机绕组。3个霍尔效应传感器的输出信号连接到输入引脚，使能输入的同时也能响应中断。若这3个引脚中的任何一个发生电平变化，就会发生中断。
图2.3 硬件框图
2.1.4 功率驱动方式
根据采用吹冰拍换相方式来计算转子位置，本次设计采用全桥式驱动电路作为无刷直流电动机的驱动电路，同时，采用两两导通方式。因为全桥式驱动电路每一时刻都有一个上桥臂功率器件导通，使相应的绕组获得正向电流；同时又有一个下桥臂功率传感器件导通，使另一相绕组获得反相电流。而两两导通方式是每一时刻电机都有两相导通，第三相悬空。这样的选择，刚好满足吹冰拍换相得要求。
同时，采用IR2103芯片控制6个功率器件MOSFET，来实现两两导通的导通方式。该部分电路将会在第三部分具体介绍。
2.2 芯片介绍
2.2.1 dsPIC30F2010
本次课题，我们将选用dsPIC30F2010作为无刷直流电机控制器的控制芯片。dsPIC30F2010是一款专门为嵌入式电机控制应用设计的28引脚16位的MCU。它主要是为交流感应电机（AC Induction Motor,ACM）、无刷直流电机（Brushless DC,BLDC）和普通直流电机这些典型的电机类型而专门设计的。以下是dsPIC30F2010的一些主要特点[11]：
1.电机控制PWM模块：
• 6个PWM输出通道，采用互补或独立的输出模式
• 4个占空比发生器
• 用于同步A/D转换的触发器
2.DSP引擎特性：
• 模寻址和位反转寻址模式
• 17位*17位单周期硬件小数/整数乘法器
• DSP引擎可实现控制环的快速响应
3.高性能改进型RISC CPU
• 24位宽指令，16位宽数据总线
• 12KB片内闪存程序空间
• 27个中断源
• 每一个中断具有8个用户可选择的中断优先级
4.外设特性（图2.1）：
• 3个16位定时器/计算器：可选择将16位定时器配对组成32位定时器模块
• 2个16位比较/PWM输出功能引脚
• 高灌电流/拉电流I/O引脚：25mA/25mA
图2.1 28引脚SDIP和SOIC封装
2.2.2 IR2103
本次设计中的电路驱动采用的是IR2103芯片，IR2103芯片是IR公司专为驱动功率开关管而设计的，是一种高电压高速的功率MOSFET和IGBT驱动器，它有两个独立的高端和低端输出通道，一个芯片可以驱动两个MOSFET管或IGBT管。输出的浮置通道可用来驱动高端接于600V(最大)的N沟道电力MOSFET或IGBT。
IR2103具有的特点是[3][11]:
(1) 浮置通道具有自举电路，工作电压可达600V，抗dv/dt干扰:
(2) 驱动电压为10~20V;
(3) 低压自锁功能;
(4) 5V施密特触发逻辑;
(5) 禁止直通逻辑(一个桥的上下臂不能直通);
(6) 两个传输通道延时相同;
(7) 内部设有死区;
(8) 高端输出与HIN输入相位相同，低端输出与/LIN相位相同。