德州仪器永磁同步电机控制方案

　　设计注意事项

　　永久磁性同步电机（PMSM）概述

永磁同步电机(PMSM)非常类似于交流感应电机或BLDC电机。它们都有永磁转子和绕线定子。

PMSM电机通常由正弦波控制，而BLDC电机通常由梯形信号控制，这也称为六步换向。

PMSM的正弦控制效率非常高，电机运行平稳，可以最大限度地减少振动和噪音。将磁场定向控制(FOC)技术应用于PMSM电机也可以将系统产生的转矩波动和电磁干扰降至最低。与交流感应电机(ACIM)相比，PMSM电机可以提供更高的功率密度。

　　微处理器

德州仪器的C2000系列单片机可以使用标量或矢量控制技术控制PMSM电机。了解转子位置对于有效控制PMSM电机非常重要。转子的位置可以通过霍尔传感器或连接到电机的旋转编码器来检测。这些传感器输入用于带有传感器的反馈控制系统。

转子位置也可以通过使用反电动势电压信息来估计。这种反馈控制模式不需要使用传感器和附加线路。位置或速度估计器也可用于计算转子位置。

C2000MCU上集成的高速12位模数转换器、高分辨率脉宽调制器和正交编码器输入(QEI)使其适合PMSM电机控制。C2000MCU内核可以在短时间内完成复杂的数学功能，使得这款单片机系列成为实现矢量控制技术，同时控制多台电机的理想选择。该系列PWM具有可编程死区时间延迟，可驱动高端和低端栅极驱动器。

Stellaris MCU为偏爱开放架构内核的客户提供基于ARM的解决方案。微控制器还提供集成的模数转换器、脉宽调制和QEI输入，专用于传感器控制的电机控制。其基于硬件的故障检测系统可以在没有软件干预的情况下更快地关闭系统。这些微控制器也可以用来实现标量和矢量控制技术。

　　隔离

TI数字隔离器有逻辑输入输出缓冲器，由TI的二氧化硅(SiO2)隔离栅隔离，可以提供4kV隔离。当与隔离电源一起使用时，这些器件可以防止高电压、隔离接地和防止噪声电流进入局部接地并干扰或损坏敏感电路。

　　接口/连接

传统的模拟RS-232/RS-485接口一直是电机控制应用的常见选择。展望未来，设计师将把以太网、USB、CAN等主流接口集成到产品中。

德州仪器致力于为传统和新兴工业接口提供解决方案。例如，德州仪器最近推出了世界上第一台隔离式CAN收发器ISO1050。

　　电源管理

德州仪器(TI)提供从标准IC到高性能插件、变压器、数字功率MOSFET和集成电源模块的电源管理IC解决方案。从交流/DC和DC/DC电源、线性调节器和非隔离开关DC/DC调节器到PMIC电源和显示解决方案，德州仪器的电源管理集成电路解决方案可以帮助您完成项目开发。