基于霍尔的无刷直流栅极驱动器节省微处理器IO，并提供零速度扭矩

基于霍尔的无刷直流栅极驱动器节省微处理器IO，并提供零速度扭矩

2022年9月8日

丹·雅克
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无刷直流电机中的传感器

许多无刷直流电动机应用需要基于霍雷竞技最新网址尔的位置传感来快速适应方向变化并提供保持力矩。例如，自动割草机、电动自行车或个人移动设备必须能够在斜坡上停下来，但不能向后翻滚。另一个例子是需要快速改变方向的系统，如往复式或振荡机械。最后，平衡板、单轮个人机动滑板车和悬停板需要动态快速响应和快速向两个方向提供扭矩以保持平衡的能力。由于无刷直流电动机不能自换向，电机需要传感器来识别转子的位置。能够达到这些要求的无传感器解决方案是复杂的系统设计，通常需要电机保持高度显著性。在许多情况下，无传感器解决方案所需的投资促使许多客户考虑有传感器的方法。

集成霍尔整流的Allegro门驱动器集成了霍尔整流发动机，霍尔信号直接进入IC，在微处理器上节省了3到6个I/O。通过将换向电路集成到栅极驱动器中，单片机只需要提供PWM信号来控制速度。

复杂问题的简单解决方案

通过将换向逻辑和传感器输入集成到门驱动器中，微处理器可以提供单一的PWM信号，通过仅改变PWM的占空比来使电机向前或反向移动。

通过将PWM应用到方向销上，控制器可以提供正向或反向的扭矩，通过在两个方向之间快速变化，合力可以在速度为零的地方创造一个平衡。在没有外力作用的平面上，这相当于50%的占空比。占空比大于50%将提供一个方向的扭矩，而占空比小于50%将提供另一个方向的扭矩。

对于振荡和往复系统A49413可以用在不同的地方。PWM被应用于通过对绕组施加平均电压来控制速度的输入，并且方向引脚可以用来快速改变方向。

为一个完整的系统提供功能

A49413集成了额外的功能，使一个完整的功能系统与电流控制，速度反馈和LDO调节器。

tach输出为微处理器提供换向速度，以简化闭环速度控制。

集成的电流感应放大器具有可调增益和偏移量，自动限制电流到电机的固定时间PWM电流限制，可以保护系统避免过热。电流感应放大器输出是可用的，因此外部微处理器可以实现电流控制或转矩控制环，或监测环境条件下的电流，如负载增加或失速。

集成LDO控制器可用于霍尔传感器、角度传感器和微处理器供应，减少外部组件和减少占地面积。集成故障报告提供了包括热停机，MOSFET短路检测，电压条件下。

一个系统解决方案与allegro的门驱动器，霍尔传感器，和角度传感器

Allegro Hall锁扣在坚固的包装中提供精确的开关点。输出与A49413输入完全兼容，只需要一次上拉。5v可以从A49413中的集成LDO控制器直接提供到锁存器。

Allegro基于圆形垂直霍尔(CVH)技术的360度角度传感器可以向微处理器提供位置信息，实现闭环位置控制。

一个典型的实现如图4所示。系统级组件显示A49413, LDO控制器提供微处理器，霍尔锁扣和角度传感器。速度和电流信息返回给微处理器作为控制回路的输入。该角度传感器可获取旋转角度，用于闭环位置控制。

对于其他Allegro电机司机提供综合霍尔换向，考虑A4915对于不需要电流检测放大器和A4931对于负载小于400W的系统。

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