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采用Si9979的无刷直流电动机驱动电路设计.pdf

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采用Si9979的无刷直流电动机驱动电路设计.pdf

là°ù20020917¿à°ù20021227¨Si9979¥í—°ÈîzîÈ9何平,金明河,刘宏哈尔滨工业大学,哈尔滨150001TheDesignandDevelopmentofBrushlessDCMotorDrivingCircuitBasedonSi9979HEPing,JINMinghe,LIUHongHarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,ChinaK1ºBՍ˜¥¿Si9979aFPGA„DSP¥mzîdb£ü®Si9979a1ÈaÒïÖÈ„MOSFETÈîzîÈFªí—°ÈîzîÈðV¡zî„bW1pb9¥RCÏÈ,“z¹ÅÈZ_yÎMÐHÁ3¥§HÈâ,£zîd¥VLŸb1oMí—°ÈîzîÈSi9979RCÏÈÏmsË|TM33ÓDSM’AÓcI|10047018200303003203AbstractAnoveldrivingsystembasedonSi9979,FPGAandDSPisdevelopedinourlab.Si9979circuitrythatintegratesSi9979controller,comparatorcircuitry,optocouplercircuitryandpowerelectronicstogetherarebrieflydescribedinthispaper.Theresultsprovethatthedesigncanmeettherequirements.ToinsurereliableperformanceoftheSi9979drivecircuitry,asnubbernetworkisdesignedtocontrolthevoltagetransientsinthefastswitchingapplications.KeywordsBLDCMdrivingsystemSi9979RCsnubbernetwork1„ý¦_¦2Fm.l¥€œ8bWóm¥zîÈ9¦ô4øì¥j1p,YVm¥²ªÄ9„hlzîÈ¥84Ú¦m¥2FŸ„²ÅXŸ¥ñ1oåb.dØMí—°Èî¥zîȵ8v,iO³1¯¥ÈzîMOSFET,’ÈîÈ÷Ú¿15VHzîÈ­¹¯b7Si9979T¹í—°ÈeʼnË,†î¥MOSFETÚzîÈPV¸¹zîN¡¥ØMBÈ,Hñ¨7mmSQFP,VeÄzîÈihlÈj,†®î1bSi9979¹í—ÈîeÅ4íÂeŐ|{ÆaÁ3Ð_†aÊzî{„¹È©BtÿbSi9979îµ{ÆeŐ|,ÂPWMaZ_„ëڐ|,TTLY¸¥iYV‰Ë†˜ÈE˜žVDDbí—ÈîÊÂ.Ë4¥|YVSi9979¥††ÈÁ3Ð_†,V7LCÈîí¤Ð_bÐ_†„Si9979¥{ÆeŐ|YV†8†Á3¥6Úa®Êzî|,V7eÅÈîbSi9979†¥¹È4Ka¹„4â1í,iO©BÕfƒ3¥H©{pU|1bÓö1º¿Si9979¥í—°ÈîzîÈ“¶È,ÂRCÏÈ©,ie1¹ºFPGA„DSPÈb2zîd¥²í—°Èîzîd®Ø†sFîSi9979zîÈaFPGA”„YßÈDSP”Ø„eÅÈb¦m¥9Ï,¹4Úd¥çŸ„eÄœñd¥”.{,Óʨµ8ñY¡¥16Ê/”ÐAD7888LC|¥/”Ð,P¤í—°Èî.Ë„ð.Ë{¥E||÷Ðî1›”3|,ƒt|YVFPGALC”¥.{bHDSPYVFPGAÜeŐ|.{óSi9979eÅÈLCÈî¥eÅbí—°ÈîzîdÂm1îUbm1í—°ÈîzîdFî2.1Si9979zîÈí—°ÈîzîÈ¥9Ï,Èî¥Ð_aÎaFÎ{ïzîÈ9A¶In¥•”bÈî¥È{Ðm1«¥îiBñç¥1,ƒñ1®2Fm}îï.îd¥²ç,Óæ¨1«ÊÂ.ˤÈî¥0ÊÂb2Fmäñþ8€mГ¸Ìâ¤H,³1ï/ï̟’¹›îç¥T©bï/ï.ːžƒtï/ï|ª,YVAD7888Ðî1›”3|,T¹ÌeÅd¥QŒÌ«bDSP32±È2003M»3ùDzîeÅriveandcontroleÅðƒt|É›ØÁ3PWMaZ_„ëÚeŐ|,–ªYVFPGA.{óSi9979zîð,LCí—°Èî¥zîbSi9979zîÈ¥ÿ²Âm2îUbm2Si9979ȲӐ¨³¥í—°ÈîT¹m¥zîíq,ƒÕÈî†îÊÂ.Ë,µØ|{bSi9979ôƒt|Á3¥ÈîÐ_†,LCí—Èî¥í¤Ð_b®¿Si9979††Mг1”3{Æ,yNÈî{ʐ|³1{ÆSi9979­ÐîTTLY¸¥Zo|bLMV3391ÈV¡ƒñ1p,Âm2îUbÈ.Ë¥{|LCÈÐ_†Ð“,6“Bñ1¥ÿ9ØÈ0¥ÊÂV7YV±s¤1«¥Îb®¿.˵“Ú¥sOq,71«ÊÂ.˥ʐ|{µMv¥.2,yNzîeŐ¨||ؤž¥1«ÎT¹eÅd¥ÎQŒbôØ{Ï¥©i|V9Øí—È0¥ÊÂ,ÏÈ0Ê„|¡/1Hearctg32Ha/HaHb2TÏHaaHb¹©iʐ|{,He¹È0ÊÂb¹†®œñd¥ÿ{,9ϐ¨3.3VÈ÷,H®¿í—ÈîÊÂ.Ë{¹E|,7Si99791p{Ɛ|ÐTTLY¸,”3|,yNӐ¨ÒïÖÈP1È¥{ÐSi9979¥TTL{Ɛ|ï7,Âm2îU,£d9¥FÄï„¡46Zo{Ɛ|Èâ¥1pbØMí—°Èî¥ÄBM®BN¡¥MOSFETzîbÓʨN¡¥MOSFET,POWERTrendØ/ŒPhlMOSFETYHÈErds¥HVûª¥71MП,7Oѱ˜¥SOT6V¡ÈîzîÈð¥j1pbMOSFETÈ¥®VSi9979¥®{|°¤zî,¾|Si9979¥†YV˜ÈE˜žVDDbMOSFET¥Ú‚Si9979¥{°¤zî,Si9979¥Ú{|YV†¥œîÈzîMOSFET¥ÚbBŠMOSFET®Y,œîÈ¥ȸ7SÈi®YHûžVDD,’MOSFET®©¸H,¾{VzîMOSFETÚb2.2¹ÈSi9979¥¹ÿVEçí—°Èî¥îT¸zîÈsžåbƒt¹ÿ“Ka4â£ÈîØMž’¥Y¨½,HSi9979ÎV©BÕfƒ3H{FAULT|UsÈfƒ¥31bSi9979Úa®¥Êzî{|¿MMOSFET¥Yÿ,¹¸MOSFET¥Úa®HY,Si9979zîBMOSFET¥Ú®eŐ|,6„/†A¶iBñHWµ,/µu0,ñV¸MOSFET¥Y3bSi9979YV†/Y10ÈÁ3ñ{|W¥HWWï,ƒVPBMOSFETÚa®¥1aYÿMÐHÁ3250ns¥üHbSi9979†ÈVS©VDD„ÚÈÜ¥Èâ–´,£{Vµr¹zîMOSFETÈ,44â¹bMOSFETÉ›71ÿMÐHöPSi9979VDDÁ3Èâoî,¹£VDD¥Èâ‚®¿16V,ȳ1Bñ1LF¥ȸVDD„¹­W1¤¸MOSFET®YH‚ö34âfƒ,HKÈÂm3îU¹í—ÈFzîÈ9¹1¥bYVÈî¡F¥ÈÂTÑVÈîîõs¥çÈ,öP¡FÑûÃ6Ú°À/îÈòŸåbÓôʨÈ”Ê4BñÈ_©ÈERs,ñ©YVÈw¡F¥È,ÈE¥Èâ„Si9979†1È¥çÈâ100mV1ª‘¾ÈŽÑçS¶b’ÈVvH,KÈö1Y¥MOSFETBHW,¾HW®RCÈçb’È®¿çȪ,MOSFETYbm3KÈ2.3Ï©ŽµÂí—°ÈîƒÕËŸµ¥ÈyÎMЋ¨ÈÏ,®¿ÈË¥iö„v¥§HÈâ,§HÈâöåÊí—ÈîzîÈ÷¥çŸ,V7•YÈbƒÕ§HÈâÈ¥•YÈ¥9VñÏ‹¾¤žjb¹£9¥VLŸ,§HÈâA¶KÅBçS¶P¤ÈýTîʨ¥MOSFET‰Ë¥½†ýTS¶­bMOSFET„µ¥Ö85­W¥MÐHW‚Ä¥öÁÁ3§HÈâ,HÈðƒLëªÁ3¥73ÈË9Á3§HÈâ¥ö1ðy­BbMOSFETBÈ71ÿ¥MНÁí—°ÈîØM¡FÏ¥33¨Si9979¥í—°ÈîzîÈ9DzîeÅriveandcontrolÈZ_¿M,ôÈËq¥ÈŸV©ƒHöÁ3v¥§HÈâb÷ø¥’§HÈâÑVMOSFET¥½†ýTuHö/îMOSFET¥åÊb¹N,Ó9RCÏ©Žhl§HÈâÈ¥•Y,ñVÅÈîMÈâ¥MÄhl§HÈâ,Âm4îUbÏ©ŽÏ¥ȸVÅMOSFET{Èâ¥MÄy¤7ÈEVMOSFETYHKÅVMOSFET¥È‚´vl2bÏ©ŽÏRaC•”¥Ê4A¶¡Â/1RmaxVsmin/IpeakCIpeakdt/dvIpeakTrmax/VsmaxTÏVsminÈîKlÈÈâVsmaxÈîKvÈÈâIpeakÈî¡FKvÈTrmaxMOSFETP÷YHWb¹Å73ÈË“†ÌâÈîÈ÷¥Ä,Ӑ¨ÚÔȸ„ȳÉȸT¹•ȸ4ÚÈ÷¥çŸ,†®Õo,Âm4îUbm4Ï©Ž¥õ¤3FPGA„DSPȹLC¦2Fm¥ڒeÅ,A¶y›œ¥ÌeÅbƒ1pÚ¥eÅd‚Ç4í—°ÈîeŐ|,HƒñdÎ2FmT¥BtÿÉ›iÉ›Ø,ƒt|®î¥ÊÂaï/ïð¥.ˤbӐ¨16Ê¥AD7888Ü.ˤ¥E|Ðî1›”3|,–ªYVFPGAȐƒt|iLCЪDSPÈ¥Yß,HDSPYVFPGAYßÜeŐ|.{ó®¥ÈîzîÈbm5îU¹Si9979zm¥¥m,mÏzî¹3565mm2¥¹ªPCBð,ñ“ØzîÈ,HzîØûí—°Èîbm5†m¥m4²‚Óº†Ë±zî‰ËSi9979¥í—°ÈîzîÈbœñzîdö1®FPGA|„YßÈDSP”Ø„eÅÈFîbSi9979¡zî1p¥Hq/vv†®.dí—ÈîzîÈ¥8,Hñî¥Bt¹ÈÂKa4â¹È4ÚzîÈ¥Ÿb¹4ÚzîÈ¥VLŸ,Ȑ¨RCÏ©ŽÅËŸµÈÏÁ3¥§HÈâ,¾Ï©ŽÜL£üñVPMOSFETBÈýTMOSFET¥½†ýTu­b•IÓD1WhartonMcDaniel.ACompactControllerforBrushlessDCmotorR.VishaySiliconix,Number70585.2ThomasL.Hopkins.ControllingVoltageTransientsinFullBridgeDriverApplicationR.ApplicationNoteofSGSThomsonMicroelectronics.PartNumberAN280/0189,1995.3DavidLeggate,RusselJ.Kerkman.PulseBasedDeadTimeCompensatorforPWMVoltageInverters.IEEEIndustrialElectronicsConferenceIECONC,Orland,1995,474481.4RobertFried.GENFETTMSafeOperatingAreaandMaximumRatingsR.ApplicationNoteofVishaySemiconductor,PartNumber71934,2001.5L6202L6203DMOSFullBridgeDriverR.SGSThomsonMicroelectronics.PartNumber1373,1997.T€eºÜ1976,3,pV3,ùî5¹mxØeÅ,ÈB8Ä/ŒbÁüŠ1970,3,pV,ùî5¹¦/Œ,ÈB8Ä/Œb¡1963,3,/ÉЀ9Ã0q,ùî5¹¦db¤»314ü,š§Ó.Ñ2ÈMÔzî¥9ÐsJ.âÈÐ2,2000,226.5Ü,bùî,ñü©.âÈÈzîeÅÈ¥ùîJ.âÈÐ2,2001,236.6Û,f½´,uu©.¯†‹Ñ2°LÈ¥îeÅJ.âÈÐ2,2002,241.7Û\,Ù½,uA3.¿DDS¥Ñ2ÈzîÈ÷J.âÈÐ2,2002,243.8ÛM‡,{7æ.Ñ2ÈÐÀƒJ.1–½,1999,216.9„Ü,øæÜ,fЃ©.TMS320LF240xDSP²aðØ‹¨M.ØØtbtvÐñ,2002,4.10£Ü‡,’ƒ,¹ô.ÔqaMÊa–VØœ¥oÑ2”rzîÈ÷J.Š2SvÐÐ,1999,274.11ÙÔê,¿,¢¥b©._3„›l˜°LÑ2ÈJ.±È,200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