單相交流通用電動(dòng)機(jī)控制電路ppt課件

1、 單相交流通用電動(dòng)機(jī)控制公用單相交流通用電動(dòng)機(jī)控制公用電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì) 6.5.1 基于MLX90804的單相交流電機(jī)控制電路 1. MLX90804的主要技術(shù)性能與特點(diǎn) MLX90804是MELEXIS公司消費(fèi)的一個(gè)功率控制集成電路，利用Triac三端雙向可控硅控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。從SET引腳端輸入一個(gè)電壓通常采用電位器調(diào)理即可設(shè)定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這個(gè)轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓與在SPD引腳端輸入脈沖比較。SPD引腳端輸入可以接受感應(yīng)式或磁敏式如霍爾傳感器檢測(cè)器信號(hào)。Triac所需觸發(fā)相位角由PI調(diào)理器計(jì)算，是完全數(shù)字式的。芯片具有軟起動(dòng)、過(guò)載和超速維護(hù)功能，可消除電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)大沖擊電流問(wèn)題。內(nèi)部鎖相

2、環(huán)PLL)電路用來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)線電壓頻率的變化，使觸發(fā)頻率穩(wěn)定。最小和最大轉(zhuǎn)速、軟起動(dòng)延時(shí)，整定PI調(diào)理器的增益等參數(shù)可以編程存儲(chǔ)在掩模存儲(chǔ)器中。 MLX90804的電源電壓VDD1為1418V，電流耗費(fèi)5mA，內(nèi)部基準(zhǔn)電壓VDD為5V，三端雙向可控硅門(mén)極驅(qū)動(dòng)電流為3090mA。 2. MLX90804的引腳功能與封裝方式的引腳功能與封裝方式 MLX90804采用采用DIP-8、PDIP-8、DIL-8或者或者PDIL-8封裝，封裝，引腳功能如表引腳功能如表6.5.1所示。所示。 3. MLX90804的內(nèi)部構(gòu)造與控制原理的內(nèi)部構(gòu)造與控制原理 MLX90804內(nèi)部構(gòu)造方框圖如圖內(nèi)部構(gòu)造方框圖如圖6

3、.5.1所示，芯片內(nèi)部包含所示，芯片內(nèi)部包含有穩(wěn)壓器、振蕩器、有穩(wěn)壓器、振蕩器、PLL、過(guò)零檢測(cè)、過(guò)零檢測(cè)、ADC、控制邏輯、控制邏輯、雙向可控硅驅(qū)動(dòng)等電路。雙向可控硅驅(qū)動(dòng)等電路。圖6.5.1 MLX90804內(nèi)部構(gòu)造方框圖1速度調(diào)理速度由一個(gè)PI調(diào)理器控制，PI調(diào)理器參數(shù)Kp和Ki可編程。Kp和Ki參數(shù)是在掩模時(shí)配置。2速度丈量可采用一個(gè)線圈或一個(gè)霍爾傳感器獲得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖。3速度設(shè)置速度設(shè)置由加到SET引腳端上的電壓確定。SET引腳端上的電壓輸入到ADC轉(zhuǎn)換成一個(gè)4bit的數(shù)碼，對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)在內(nèi)部ROM的表格地址，表格內(nèi)容表示了16種不同的速度，輸入電壓與對(duì)應(yīng)速度之間的關(guān)系可以自在選擇，無(wú)須

4、線性。4軟起動(dòng)存儲(chǔ)的軟起動(dòng)程序可保證電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)平滑的起動(dòng)，軟起動(dòng)函數(shù)是在掩模時(shí)配置。電動(dòng)機(jī)開(kāi)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)延遲時(shí)間最大為300ms。5速度斜坡設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)設(shè)定速度改動(dòng)為新的速度時(shí)，在內(nèi)部產(chǎn)生一條速度變化斜坡，以優(yōu)化PI調(diào)理器暫態(tài)性能。這一個(gè)斜坡函數(shù)是在掩模時(shí)配置。 4. MLX90804的運(yùn)用電路的運(yùn)用電路 MLX90804的運(yùn)用電路如圖的運(yùn)用電路如圖6.5.2所示，圖中，所示，圖中，L端是相線，端是相線，N端是中線，端是中線，Load端銜接電機(jī)，速度檢測(cè)可采用線圈作為端銜接電機(jī)，速度檢測(cè)可采用線圈作為速度傳感器或者霍爾速度傳感器如速度傳感器或者霍爾速度傳感器如MLX5881。R1、R2、R3、R4

5、、VD1和和C1構(gòu)成芯片的電源電路。圖中數(shù)值構(gòu)成芯片的電源電路。圖中數(shù)值適宜在電網(wǎng)線電壓為適宜在電網(wǎng)線電壓為220V運(yùn)用。電阻功率普通需求運(yùn)用。電阻功率普通需求0.5W或更高的。設(shè)定速度需求采用一個(gè)線性的電位器，電位器或更高的。設(shè)定速度需求采用一個(gè)線性的電位器，電位器的阻值約的阻值約200k。電阻。電阻R7用來(lái)限制用來(lái)限制Triac的柵極驅(qū)動(dòng)電流，的柵極驅(qū)動(dòng)電流，不是必要的。不是必要的。TEST測(cè)試端可開(kāi)路或銜接到測(cè)試端可開(kāi)路或銜接到VDD上。上。 MLX90804內(nèi)部參數(shù)的編程需參考內(nèi)部參數(shù)的編程需參考MLX90804用戶手冊(cè)。用戶手冊(cè)。圖6.5.2 MLX90804的運(yùn)用電路 6.5.2

6、基于MLX90805的三端雙向可控硅單相交流電機(jī)控制電路 1. MLX90805的主要技術(shù)性能與特點(diǎn) MLX90805是MELEXIS公司消費(fèi)的一個(gè)功率控制集成電路，適宜采用三端雙向可控硅Triac控制的電阻性或電感性負(fù)載，主要用于交流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和轉(zhuǎn)速控制，也可用于白熾燈控制。 該芯片具有軟起動(dòng)、過(guò)熱維護(hù)功能；可消除電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的浪涌電流；從最小到最大功率，Triac利用一個(gè)線性“斜坡進(jìn)展控制；起動(dòng)速度為0.53s，經(jīng)過(guò)改動(dòng)選擇位選擇；片內(nèi)具有一個(gè)用來(lái)穩(wěn)定觸發(fā)點(diǎn)的頻率鎖相環(huán)；電源電壓VDDA為13.516.5V，基準(zhǔn)電壓VREF為4.35.4V，Triac門(mén)極電流ITRG為90mA；掩?？捎喼?/p>

7、在50或60Hz任務(wù)。 2. MLX90805的引腳功能與封裝方式的引腳功能與封裝方式 MLX90805采用采用PDIP-8和和SOIG8封裝，引腳端功能如表封裝，引腳端功能如表6.5.2所示。所示。 3. MLX90805的內(nèi)部構(gòu)造與任務(wù)原理的內(nèi)部構(gòu)造與任務(wù)原理 MLX90805內(nèi)部構(gòu)造方框圖如圖內(nèi)部構(gòu)造方框圖如圖6.5.3所示。所示。圖6.5.3 MLX90805內(nèi)部構(gòu)造方框圖芯片內(nèi)部包含有：1穩(wěn)壓器芯片電源以交流線電壓經(jīng)半波整流器獲得，VDDA引腳端的電壓限制在15.5V以內(nèi)，芯片內(nèi)部的數(shù)字電路部分和一些外圍電路電源電壓由片內(nèi)穩(wěn)壓器提供，電壓為5V。2模擬電源導(dǎo)通復(fù)位模擬電源導(dǎo)通復(fù)位電路

8、跟蹤電源電壓VDDA，只需當(dāng)VDDA13V時(shí)才產(chǎn)生Triac雙向三端可控硅觸發(fā)脈沖。3振蕩器振蕩器為芯片內(nèi)部電路提供時(shí)鐘。4頻率鎖相環(huán)頻率鎖相環(huán)電路從電流控制的振蕩器獲得一個(gè)以電網(wǎng)頻率作為參考的時(shí)鐘頻率，利用逐次近似計(jì)算法減少振蕩器調(diào)整時(shí)間。5基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓來(lái)自外接的電位器，用來(lái)設(shè)定不同的速度。 6ADC 來(lái)自電位器的模擬信號(hào)用來(lái)設(shè)定速度，利用一個(gè)來(lái)自電位器的模擬信號(hào)用來(lái)設(shè)定速度，利用一個(gè)4bit的的ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。 7ROM 來(lái)自來(lái)自ADC的數(shù)字作為的數(shù)字作為ROM的表地址，的表地址，ROM表中存儲(chǔ)有不表中存儲(chǔ)有不同的導(dǎo)通角，總共有同的導(dǎo)通角，總共有16個(gè)不同的導(dǎo)通角

9、可選擇。個(gè)不同的導(dǎo)通角可選擇。 8過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè) 過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路檢出電網(wǎng)線電壓過(guò)零點(diǎn)，準(zhǔn)確的檢測(cè)可獲過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路檢出電網(wǎng)線電壓過(guò)零點(diǎn)，準(zhǔn)確的檢測(cè)可獲得好的同步，使驅(qū)動(dòng)得好的同步，使驅(qū)動(dòng)Triac的導(dǎo)通脈沖可以在正確的時(shí)辰的導(dǎo)通脈沖可以在正確的時(shí)辰產(chǎn)生。產(chǎn)生。 9控制邏輯控制邏輯 控制邏輯電路完成一切的控制功能，照實(shí)時(shí)同步、平滑軟控制邏輯電路完成一切的控制功能，照實(shí)時(shí)同步、平滑軟起動(dòng)、起動(dòng)、Triac觸發(fā)等，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在設(shè)定的速度上。觸發(fā)等，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在設(shè)定的速度上。10Triac驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器Triac驅(qū)動(dòng)器輸出經(jīng)過(guò)一個(gè)外接電阻驅(qū)動(dòng)器輸出經(jīng)過(guò)一個(gè)外接電阻RT150驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)Triac，

10、它確定，它確定Triac的門(mén)極電流和控制的門(mén)極電流和控制Triac作為開(kāi)關(guān)任務(wù)。作為開(kāi)關(guān)任務(wù)。11自動(dòng)再觸發(fā)自動(dòng)再觸發(fā)自動(dòng)再觸發(fā)電路跟蹤自動(dòng)再觸發(fā)電路跟蹤Triac在每個(gè)觸發(fā)脈沖后能否開(kāi)通，假設(shè)一個(gè)觸在每個(gè)觸發(fā)脈沖后能否開(kāi)通，假設(shè)一個(gè)觸發(fā)脈沖之后發(fā)脈沖之后Triac是關(guān)斷的，在是關(guān)斷的，在20s后，會(huì)再產(chǎn)生一個(gè)新的觸發(fā)脈沖。后，會(huì)再產(chǎn)生一個(gè)新的觸發(fā)脈沖。12過(guò)熱維護(hù)過(guò)熱維護(hù)芯片可以提供一個(gè)外部維護(hù)電路，典型的是利用一個(gè)芯片可以提供一個(gè)外部維護(hù)電路，典型的是利用一個(gè)NTC電阻作為基電阻作為基準(zhǔn)電阻，用來(lái)跟蹤環(huán)境溫度。假設(shè)在準(zhǔn)電阻，用來(lái)跟蹤環(huán)境溫度。假設(shè)在THP引腳端的電壓等于引腳端的電壓等于Vr

11、ef/2，維護(hù)功能有效，芯片即設(shè)定的觸發(fā)角是在維護(hù)功能有效，芯片即設(shè)定的觸發(fā)角是在ROM地址地址1存儲(chǔ)的數(shù)值。銜存儲(chǔ)的數(shù)值。銜接一個(gè)電阻到接一個(gè)電阻到FB引腳端，可以使檢測(cè)滯后。引腳端，可以使檢測(cè)滯后。13選項(xiàng)選項(xiàng)選項(xiàng)電路定義芯片的不同操作方式。選項(xiàng)電路定義芯片的不同操作方式。 4. MLX90805的運(yùn)用電路的運(yùn)用電路 1只需軟起動(dòng)功能的運(yùn)用電路只需軟起動(dòng)功能的運(yùn)用電路 采用采用MLX90805只需軟起動(dòng)功能的運(yùn)用電路如圖只需軟起動(dòng)功能的運(yùn)用電路如圖6.5.4所示，所示，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平滑軟起動(dòng)，當(dāng)電網(wǎng)電壓加上時(shí)，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平滑軟起動(dòng)，當(dāng)電網(wǎng)電壓加上時(shí)，MLX90805將產(chǎn)生將產(chǎn)生Tri

12、ac觸發(fā)脈沖，電動(dòng)機(jī)開(kāi)場(chǎng)升速，并觸發(fā)脈沖，電動(dòng)機(jī)開(kāi)場(chǎng)升速，并在預(yù)定時(shí)間之后到達(dá)最高速度電動(dòng)機(jī)以全功率運(yùn)轉(zhuǎn)。在預(yù)定時(shí)間之后到達(dá)最高速度電動(dòng)機(jī)以全功率運(yùn)轉(zhuǎn)。在軟啟動(dòng)后，總是選擇最高速度運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于最高的在軟啟動(dòng)后，總是選擇最高速度運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于最高的ROM表地址。圖中，表地址。圖中，SET引腳端銜接到引腳端銜接到Vss。圖6.5.4 只需軟起動(dòng)功能的運(yùn)用電路 2具有軟起動(dòng)功能與采用具有軟起動(dòng)功能與采用2線式設(shè)置速度的運(yùn)用電路線式設(shè)置速度的運(yùn)用電路 采用采用MLX90805具有軟起動(dòng)功能與采用具有軟起動(dòng)功能與采用2線式設(shè)置速度的線式設(shè)置速度的運(yùn)用電路如圖運(yùn)用電路如圖6.5.5所示，電路具有軟起動(dòng)和速度控制

13、功所示，電路具有軟起動(dòng)和速度控制功能。電位器采用能。電位器采用2線方式銜接到芯片，用來(lái)設(shè)置不同的速線方式銜接到芯片，用來(lái)設(shè)置不同的速度。一個(gè)與電位器阻值相等的電阻度。一個(gè)與電位器阻值相等的電阻RP接到接到VREF引腳端，引腳端，用來(lái)堅(jiān)持用來(lái)堅(jiān)持ADC輸入的比例。輸入的比例。ADC的輸入信號(hào)在的輸入信號(hào)在0和和VREF/2之間變化。對(duì)于最低速度，電位器調(diào)理到最大值；之間變化。對(duì)于最低速度，電位器調(diào)理到最大值；對(duì)于最高速度，電位器調(diào)理到最小值。當(dāng)加上電網(wǎng)電壓后，對(duì)于最高速度，電位器調(diào)理到最小值。當(dāng)加上電網(wǎng)電壓后，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，在軟起動(dòng)完成后，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到由電位器設(shè)定電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，在軟起動(dòng)完成后，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)

14、到由電位器設(shè)定的速度。的速度。 對(duì)于最低速度的設(shè)定，采用對(duì)于最低速度的設(shè)定，采用2線式設(shè)置速度是不利的，電線式設(shè)置速度是不利的，電位器絕對(duì)值的偏向使位器絕對(duì)值的偏向使SET引腳端的輸入電壓產(chǎn)生誤差，影引腳端的輸入電壓產(chǎn)生誤差，影響最低速度的準(zhǔn)確度。運(yùn)用響最低速度的準(zhǔn)確度。運(yùn)用3線式銜接可以防止這一缺陷。線式銜接可以防止這一缺陷。 R1、R2和和NTC熱敏電阻僅在過(guò)熱維護(hù)時(shí)才需求，通常可熱敏電阻僅在過(guò)熱維護(hù)時(shí)才需求，通常可不采用。不采用。圖6.5.5 具有軟起動(dòng)功能與采用2線式設(shè)置速度的運(yùn)用電路 3具有軟起動(dòng)功能與采用具有軟起動(dòng)功能與采用3線式設(shè)置速度的運(yùn)用電路線式設(shè)置速度的運(yùn)用電路 采用采用MLX90805具有軟起動(dòng)功能與采用具有軟起動(dòng)功能與采用3線式設(shè)置速度的線式設(shè)置速度的運(yùn)用電路如圖運(yùn)用電路如圖6.5.6所示，電路具有軟起動(dòng)和速度控制功所示，電路具有軟起動(dòng)和速度控制功能。電位器采用能。電位器采用3線方式銜接到芯片，用來(lái)設(shè)置不同的速線方式銜接到芯片，用來(lái)設(shè)置不同的速度。度。ADC輸入信號(hào)在輸入信號(hào)在0和和VREF之間變化。對(duì)于最低速度，之間變化。對(duì)于最低速度