MC33035是MOTOROLA公司第二代无刷直流电动机控制专用集成电路,外接

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MC33035内部电路图

MC33035内部电路图

产品说明MC33035是高性能第二代单片无刷直流马达控制电路。

它包含实现开环、三相或四相马达控制所需的全部功能。

此电路包括转子位子检测器,温度补偿基准,锯齿波振荡器,三个集电极开路的高速驱动器,和三个高电流的图腾柱低速驱动器,适用于驱动功率MOSFET 管。

此控制器还包含一些有保护特点的电路,如欠电压锁定,时间延迟可选的周期接周期限流控制,内部过热保护电路和一个独特的故障输出,易于和微控制系统连接。

典型的马达控制功能包括开环速率,前进/后退方向,运行使能和动态制动。

MC33035是专门为电气相位为60°/300°或120°/240°的马达电路设计的,并能有效的控制无刷直流马达。

DIP-24SOP-24• 10 ~ 30 V 工作电压 • 欠电压锁定• 6.25 V 基准传感器工作电源 • 闭环伺服应用中的误差放大器• 高电流驱动,可控制外部三相MOSFET 电桥• 周期接周期限流控制 • 管脚输出的电流感应基准 • 内部过热保护电路• 60°/300°或120°/240°传感器相位可选 • 通过外部MOSFET 电桥可有效控制产品归类产品型号工作温度封装MC33035DW SOP–24 MC33035PTA =-40° to +85°CDIP-24管脚连接低速驱动输出传感器输入/PWN 输入°选择典型原理图此器件包含了285个有效的晶体管。

极限参数参数符号范围单位电源电压VCC 40 V数字输入(管脚3, 4, 5, 6, 22, 23) – VrefV 振荡器输入电流(源电流或陷电流)IOSC 30 mA 误差放大器输入电压范围(管脚 11, 12,注1)VIR –0.3 ~ Vref V误差放大器输出电流(源电流或陷电流,注2)IOut 10 mA 电流检测输入电压(管脚9,15)VSense –0.3~5.0V故障输出电压VCE(Fault) 20 V故障输出陷电流ISink(Fault) 20 mA高速驱动电压(管脚1, 2, 24) VCE(top) 40 V高速驱动陷电流(管脚1, 2, 24) ISink(top) 50 mA低速驱动工作电压(管脚 18) VC 30V 低速驱动输出电流(源电流或陷电流,管脚19, 20, 21)IDRV 100 mA 功率消耗和热特性DIP-24最大功耗@ TA = 85°C 过热电阻,结对空SOP-24最大功耗@ TA = 85°C 热敏电阻,结对空电阻PDRθJAPDRθJA86775650100mW°C/WmW°C/W工作结温TJ 150°C环境温度TA –40 ~ +85 °C贮存温度Tstg –65~+150°C电气特性(除非特别制定,否则VCC = VC = 20 V, RT = 4.7 k, CT = 10 nF, TA = 25°C)参数符号最小值典型值最大值单位基准部分基准输出电压(Iref = 1.0 mA) TA = 25°CTA = –40°~ +85°C Vref5.95.826.24–6.56.57V线路调整(VCC = 10~30 V, Iref = 1.0mA)Regline -- 1.5 30 mV负载调整(Iref = 1.0~20 mA) Regload -- 16 30 mV输出短路电流(注 3) ISC 40 75 – mA基准欠电压锁定阈值 Vth4.04.55.0V误差放大器输入偏移电压(TA = –40° ~ +85°C) VIO -- 0.4 10 mV输入偏移电流(TA = –40°∼+85°C) IIO -- 8.0 500 nA输入偏置电流(TA = –40° ~ +85°C) IIB -- -46 -1000 nA输入共模电压VICR (0 V ~ Vref) V开环电压增益(VO = 3.0 V, RL = 15 k) AVOL 70 80 -- dB输入共模抑制比 CMRR5586--dB 电源抑制比(VCC = VC = 10 to 30 V) PSRR 65 105 -- dB输出电压摆浮高电平状态(RL = 15 k to Gnd) 低电平状态(RL = 15 k to Vref)VOHVOL4.6–5.30.5–1.0V振荡单元振荡频率 fOSC222528kHz 频率随电压改变(VCC = 10~30 V) ∆fOSC/∆V – 0.01 5.0 %锯齿波峰值电压 VOSC(P)–4.14.5V锯齿波谷值电压 VOSC(V)1.21.5–V逻辑输入输入阈值电压(管脚3, 4, 5, 6, 7, 22, 23)高电平状态低电平状态VIHVIL3.0--2.21.7--0.8V传感器输入(管脚4, 5, 6)高电平输入电流(VIH = 5.0 V) 低电平输入电流(VIL = 0 V)IIHIIL-150-600-70-337-20-150µA前进/后退,60°/120°可选(管脚3, 22, 23)高电平输入电流(VIH = 5.0 V) IIHIIL-75-300-36-175-10-75µA低电平输入电流(VIL = 0 V)输出使能高电平状态输入电流(VIH = 5.0 V) 低电平状态输入电流VIL =0V IIHIIL-60-60-29-29-10-10µA限流比较仪阈值电压 Vth85101115mV 输入共模电压 VICR--3.0--V输入偏置电流 IIB---0.9-5.0µA输出和电源单元高速驱动输出饱和陷电压(Isink = 25 mA) -- 0.51.5 V高速驱动输出关闭状态漏电流(VCE = 30 V) -- 0.06100 µA高速驱动输出转换时间(CL = 47 pF, RL = 1.0 k)上升时间下降时间trtf––10726300300ns低速驱动输出电压高电平状态(VCC = 20 V, VC = 30 V, Isource = 50 mA)低电平状态(VCC =20V, VC = 30V, Isink = 50 mA) VOHVOL(VCC-2.0)--(VCC-1.1)1.5--2.0V故障输出饱和陷电压(Isink = 16 mA) VCE(sat) -- 225 500 mV 故障输出关闭状态漏电流(VCE = 20 V)IFLT(leak) -- 1.0 100 µA欠电压锁定驱动输出允许 (VCC 或VC 增加)滞后Vth(on)VH8.20.18.90.2100.3V电源电流管脚17 (VCC = VC = 20 V)管脚17 ( VCC = 20 V, VC = 30 V) 管脚18 ( VCC = VC = 20 V)管脚18 (VCC = 20 V, VC = 30 V) ICCIC--------12143.55.01620 06.010mA注: 1.输入共模电压或输入信号电压不能低于-0.3V。

直流电机各种励磁

直流电机各种励磁

并励直流电动机【有硬的机械特性】、转速随负载变化小、磁通为一常值,转矩随电枢电流成正比变化,相同情况下,【起动转矩比串励电动机小】,【适用于转速要求稳定,而对起动转矩无特别要求的负载】。

串励直流电动机【有软的机械特性】、转速随负载变化较大、负载轻转速快、负载重转速慢、转矩近似与电枢电流的平方成正比变化,【起动转矩比并励电动机大】,【适用于要求起动转矩特别大,而对转速的稳定无要求的运输拖动机械】。

汽车上采用串励直流电动机,它具有以下特点。

①启动转矩大。

串励式直流电动机的电磁转矩在磁路未饱和时与电枢电流的平方成正比。

在启动瞬间,由于启动机的阻力矩很大,启动机处于完全制动的情况下,转速为0,因电枢反应引起的反电动势也为0,此时电枢电流达到最大值,产生最大转矩,从而使发动机易于启动。

②轻载转速高,重载转速低。

还有一个优点就是采购成本低.当然缺点也有,比如噪音大,转速小,有刷电机还要定期更换碳刷直流电机按照励磁种类可以分为:串励,并励,复励和他励。

串励只是直流电机其中的一种励磁方式而已。

他的结构就是励磁回路和电枢回路相串联,励磁电流和电枢电流相同。

定义定义输出或输入为直流电能的旋转电机,称为直流电机,它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。

当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。

直流电机的结构由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到,直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。

直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。

运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

1. 定子(1)主磁极主磁极的作用是产生气隙磁场。

主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。

铁心一般用0.5mm~1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成,分为极身和极靴两部分,上面套励磁绕组的部分称为极身,下面扩宽的部分称为极靴,极靴宽于极身,既可以调整气隙中磁场的分布,又便于固定励磁绕组。

直流无刷电机驱动器ATE33035(MC33035)使用说明

直流无刷电机驱动器ATE33035(MC33035)使用说明

直流无刷电机驱动器ATE33035使用说明介绍ATE33035(替代MC33035)是一种单片的直流无刷电机控制器,它包含了开环控制的三、四相电机控制系统所需的全部功能。

此外,也可以用于控制直流有刷电机。

采用双极性模拟技术,其全功能和高耐用性非常适合与恶劣的工业环境。

功能包括:1、准确转动位置测序的转子译码器;2、参考与电源电压传感器的温度补偿;3、可预设频率的锯齿波振荡器;4、全接近误差放大器;5、脉宽调制比较器;6、上部的三个集电极开路驱动器;7、下部的三个用于驱动功率场效应管MOSFET的大电流图腾柱电路。

保护功能包括:1、欠压锁定;2、可预设关断延迟时间的逐周期电流限制模式;3、内部热关断;4、可以连接到微处理器控制系统的故障输出端口。

电机控制功能包括:1、开环时间控制;2、正、反向运行控制;3、可控的启用和制动。

4、可以通过60°/ 120°选择引脚设置转子位置解码器,用于60°或120°的电机相位传感器输入。

方框图功能说明典型应用方框图见图19,其它各种应用方框图见图36,38,39,43,45和46。

下面各种方框图中关于内部功能和特性的说明,都要参照图19和图36。

转子位置译码器内部转子位置译码器监控三个传感器输入(管脚4,5,6)为上部和下部驱动提供适当的输出顺序。

传感器输入端口设计为可以直接连接到集电极开路型霍尔效应开关或光电耦合器(通过旋转开槽孔)。

内部上拉电阻可以保证外部器件的小信号输入有效。

兼容典型门限为2.2 V 的TTL电平输入。

ATE33035设计用于常用的三、四相位传感器的电动机控制。

通过管脚22(60°/120°选择输入)可以便利的完成A TE33035内部设置,能够控制60°、120°、240°和300°电相位传感器的电动机。

三个传感器输入能够组合成八组可能的输入代码,其中的六组用于有效转子位置。

刘要直——基于MC33035的电动自行车控制器设计

刘要直——基于MC33035的电动自行车控制器设计
南京工程学院自动化学院自动化 112——刘要直 5
基于 MC33035 的电动自行车控制器设计——指导老师:林健
要按无刷直流电机调速机理进行脉宽调制处理。处理后的三相下桥 PWM 控制信 号(AB、BB、CB)及三相上桥控制信号(AT、BT、CT)经过驱动放大后,施加到逆变 器的六个开关管上, 使其产生出供电机正常运行所需的三相方波交流电流。 在控 制电机运转的过程,如有出现过流或欠压的情况,MC33035 就会控制电机停转, 来保护电机和电池。 计算过程: 【1.】发光二极管串阻值 R
R
Vcc Vd 5V 1.6V 170 I 20 10 3 A
(1)
给发光二极管供电采用 Vcc=5V,查阅资料,得到发光二极管的导通压降 Vd=1.6V,又可得发光二极管最大允许工作做电流 I=20mA, 故所需要串接的电阻 R 可由公式(1)求得,此处为保证安全,取 R=200 . 【2.】RC 时钟震荡电路
[keyword]: brushless DC motor;d control; drive circuit
南京工程学院自动化学院自动化 112——刘要直
2
基于 MC33035 的电动自行车控制器设计——指导老师:林健
【引言】:
永磁直流无刷电机是近年来迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机。该电 机由定子、转子和转子位置检测元件霍尔传感器等组成,由于没有励磁装置,效率 高、结构简单、工作特性优良,而且具有体积更小、可靠性更高、控制更容易、 应用范围更广泛、制造维护更方便等优点,使无刷电机的研究具有重大意义。 本系统设计采用MOTOROLA公司MC33035无刷电机专用控制芯片实现无刷直流 电动车启动、调速、刹车控制,并实现保护功能。利用MC33035内部的转子位置 信号译码电路、温度补偿控制电路、频率外部调整的锯齿波发生器、PWM 调制放 大器、过流保护电路、欠压保护电路、芯片过热保护电路、输出驱动电路,外加 电源驱动电路设计无刷电机控制器。

无刷直流电动机专用控制集成电路MC33035的应用

无刷直流电动机专用控制集成电路MC33035的应用
电流检测输入 反相输入端 接 地
Vc c Vc
l 4
l 5 l 6 l 7 l 8 1 2 21 9, 0,
2 2




具 有 温度 补偿 的 6 2 V内部 基 准 电源 ; .4 R 、 变锯齿 波 振荡 电路 ; Tc 可 脉 宽 调制 比较 器 ;
Ke od : r hesD oo; us i oua rP yw r sBu ls Cm t P l wd m d lt ( WM)Eet ncvl t s r e e o ; l r i e me r co o e
中图 分类 号 :M3 文献 标识 码 : 文章 编 号 :5 3— 75 2 0 )9—0 1 T 3 B 16 4 9 (0 2 0 0 4—0 3


欠压 、 过热保护 以及故障电平输出。
2 3 引脚 功 能 .
参 见 表 1 。
表 1 M 3 0 5的 引脚 功 能 C33
引脚号
1, 2 2, 4
侧 半桥 输 出 P WM 对 电机进 行 调速 。
引 脚 符 号 与 功 能
B, , T AT CT


2 MC 3 3 30 5的功 能和组成
误 差放 大 器 ; 输 出驱 动 电路 ;


芯片供 电电源 (O I V一3 V) 0 给下桥驱动输 出提供 电源 ( O I V~3 V) 0 下桥三端驱动输 出 高电平选 择传感器相位差 6 。 0 ,低电平选 择传感器 相位差 10 2。 高 电平使 电机正常运行 , 低电平使电机制 动减 速
关键 词 : 无刷 直流 电机 ; 宽调 制 器 ; 脉 电子 测速 器

mc33035

mc33035

1 MC33035功能介绍MC33035是安森美公司推出的第二代无刷直流电机控制专用集成电路,主要组成部分包括转子位置传感器译码电路、带温度补偿的内部基准电源、频率可设定的锯齿波振荡器、误差放大器、脉宽调制(PWM)比较器、输出驱动电路、欠压封锁保护、芯片过热保护等故障输出电路和限流电路等。

MC33035的典型控制功能包括PWM速度控制、使能控制(启动或停止)、正反转控制、相位选择和制动控制等。

芯片功能引脚定义如表1所列。

SA、SB、SC为霍尔信号输入端,内部上拉20 kΩ电阻,外接霍尔传感器即可。

Fwd/Rew、Brake、Output Enable和60°/120°Select分别为方向、制动、使能和霍尔相位控制端口,内部上拉40 kΩ电阻,MCU控制端只要通过光耦或者三极管开漏接地即可进行控制。

如果不采用IC内置的硬件速度环,则将PIN12、13短接,通过PIN11端口输入PWM即可对电机进行调节控制。

如果采用IC内置的硬件速度环则将PIN12、13通过R、C连接,通过PIN11端口输入PWM进行电机控制,HALL换向反馈信号通过PIN12端口输入。

2 基于MC33035的直流无刷电机控制驱动电路设计在本设计中主控制器以Freescale公司的基于PowerPC构架的32位处理器MPC5604P为例,MPC5604P控制端口通过比较器和MC33035接口,设计了基于MC33035直流无刷电机控制驱动电路。

传统的直流无刷电机控制驱动电路采用MPC5604P、预驱动IC和MOSFET 实现,其中包括电压泵即自举电路。

本设计是基于直流无刷电机控制芯片MC33035实现的,MC33035实现预驱动和电子自动换向功能,采用MC33035实现直流无刷电机的控制驱动电路,既简化了电路设计,同时也减轻了MPC5604P 的运算量。

MPC5604P和MC33035之间通过光耦或者比较器实现电平转换。

无刷直流电机专用控制集成电路MC33035的原理及应用

无刷直流电机专用控制集成电路MC33035的原理及应用

它的工作原理可简析为:正常状下,接于引脚 10 的电阻 RT 与定 配的三相逆变器中高端功率开关器件选用三只达林顿晶体管
时电容 CT 决定了内部振荡器的振荡频率,在引脚 10 形成锯齿 (VT1、VT2、VT3),而低端功率开关器件选用三只功率 MOSFET
波,该锯齿波与从引脚 11 输入的经误差放大器放大或调节后的 (VF4、VF5、VF6)。应注意的是每个开关器件内部均带有续流二极
发展规划,找出本企业在投入、产出方面存在的问题,并参考给
1806.
出的模型计算结果和投影结果增加或减少相关的投资,也可以 [3] 毛世平.技术效率理论及其测度方法[J].农业技术经济,1998
利用给出的方法,计算未讨论的投入、产出指标配置是否合理, (3):37- 41.
计算出合理的指标值,研究提高本企业技术效率的对策和措施, [4] 王丽,魏煜.企业效率研究方法比较[J].预测,1999(5):76- 79.
或闭环转速调节系统,现举例说明其应用。三相六状态全波电动 电压一样高,此时一旦突然制动,将产生两倍于电 (下转 12 页)
MYKJ 10
科技论坛
民营科技 2008 年第 10 期
角股钢丝绳,钢丝绳直径 Φ18mm,钢丝直径 Φ0.95mm,钢丝绳单 Φ1600mm 天轮,其直径也符合《金属非金属矿山安全规程》的要
900mm 的绞车在卷筒直径和宽度上都可满足需要。天轮采用
化管理委员.金属非金属矿山安全规程[S].2006.
(上接 10 页) 动机正常电流的极大电流,这一点尤其应当注 意。
图 2 三相六步全波电机控制电路图 另一方面,转子位置检测信号还被送入 MC33039 经 F/V 转 换,得到一个频率与电机转速成正比的脉冲信号,该信号通过简 单的阻容网络滤波后形成转速反馈信号。利用 MC33035 中的误 差放大器可构成一个简单的 P 调节器,实现电机转速的闭环控

跑步机的控制方式

跑步机的控制方式

关于直流电机在跑步机中的控制方案调研报告对于专业的跑步机,国内外跑步机用驱动电机仍以有刷直流电机为主,采用直流电动机不可逆PWM系统。

此前,青岛英派斯健身集团开发的一款DP220T健身房用跑步机就是采用了跑步机用有刷直流电动机为驱动电机,以集成PWM控制芯片SG3525A为核心,硬件电路实现的电压负反馈、电流补偿控制的PWM闭环控制系统。

尽管有着控制简单的优点,但直流有刷电动机由于存在电刷和换向器的机械换向结构,长期运行必然需要经常维护电刷和换向器,而且,由于损耗存在于转子上,使得散热困难、温升增加,限制了电机转矩重量比的进一步提高。

对于价格相对便宜的家庭用小型跑步机,主要是根据市场的实际需求,在保证技术指标的前提下,尽量考虑设计的经济性和实用性。

家庭用跑步机几乎都采用的是直流有刷调速系统。

例如,国内某型号的跑步机,采用低价位的8位单片机AT89C2051为核心单元构成了直流有刷电机调速系统,电机采用脉宽调制方式进行调速,通过软件编程改变控制算法,增加了控制的灵活性,具有较高的性价比。

使用交流伺服驱动系统取代直流有刷调速系统是目前研究的一个重要方向。

但是我们不用交流伺服电机驱动系统,故不做过多讨论。

目前无刷直流电动机调速系统在电动跑步机上的应用也是研究的一大热点。

一方面,无刷直流电动机具有有刷直流电动机运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等优点;另方而,由于其采用电子换向装置取代了有刷直流电动机的机械换向结构,从而又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点。

因此,采用无刷直流电动机调速系统较其它方案具有更高的性价比。

而对于电动跑步机系统,由于其要求较大的起动转矩,所以,采用带位置传感器的PWM调速系统是性能较好的方案。

对于其具体的实现方案主要有两种,一种是以无刷直流电机专用控制芯片为核心控制单元构成无刷电动机调速系统。

最具代表性的是MOTOROLA公司生产的第二代无刷电机控制专用芯片MC33035,它集成了译码、PWM生成、保护等无刷电机控制的诸多功能,组成的系统所需外围电路结构简单,运行可靠,可与同系列芯片MC33039配合构成速度闭环控制,具有较好的调速性能,其不足之处在于调速式单一,无法使用较为复杂的算法。

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MC33035是MOTOROLA公司第二代无刷直流电动机控制专用集成电路,外接功率开关器件和电子测速器MC33039,可构成闭环调速系统来控制三相(全波或半波)、两相或四相无刷直流电机。

它通过下侧半桥输出PWM对电机进行调速。

2MC33035的功能和组成
2.1功能
——可控制电机正反转;
——实现电机刹车制动;
——启停功能;
——可选择三相无刷直流电机传感器相位差60°或120°;
——欠压封锁保护,IC过热保护和故障输出。

2.2组成
——转子位置传感器译码电路;
——限流电路;
——具有温度补偿的6.24V内部基准电源;
——RT、CT可变锯齿波振荡电路;
——脉宽调制比较器;
——误差放大器;
——输出驱动电路;
——欠压、过热保护以及故障电平输出。

2.3引脚功能
参见表1。

表 1 MC33035的引脚功能
3MC33035的应用
图1是MC33035与MC33039构成的闭环三相无刷直流电机控制电路图。

其电路各部分功能介绍:
1)脚4、5、6是传感器位置信号输入,MC33035通过对输入位置信号译码对应输出驱动电机。

这三个信号与TTL电平兼容。

当输入全“0”或“1”表示非法信号。

故障输出端(引脚14)输出有效低电平。

通过选择引脚22来确定输入三相信号相位差为60°还是120°。

2)阻容RT、CT与内部振荡器产生锯齿波,作为PWM载波信号。

锯齿波幅值为1.5V~4.1V。

为防止噪声干扰,载波频率不宜过低,但频率太高容易使功率管过热,建议载波频率为20kHz~30kHz。

锯齿波是由引脚8输出6.24V参考电压经RT对CT充电,通过内部电路放电所产生。

由引脚11给定速度电压以及来自MC33039引脚5的速度方波信号经积分形成斩波信号与锯齿波形成PWM,参见图2,CT、误差输出PWM、内部锁存、上桥、下桥、错误信号对应时间关系如图3。

构成闭环的主要原理是当负载改变(如变大),则电机速度下降,测速器MC33039引脚5输出方波密度变低,此信号经积分形成斩波信号后幅值抬高,则使输出PWM占空比加大,输出电流增加,自然速度逐渐提高,以达到输出跟踪输入。

3)引脚8输出6.24V参考电压,可为MC33039提供工作电源。

同时通过电位器给引脚11(速度给定端)提供可调给定电压。

引脚11对地电压越高则控制电机输出速度越大。

参考电压亦可为电机位置传感器提供电源。

如果给外部提供电源驱动能力不够,可加三极管驱动。

4)引脚12、13之间1MΩ电阻和0.1μF电容和芯片内部运放构成积分电路,可调节此电阻、电容以达到合适效果。

5)通过电机相电流采样并转化为电压输入到引脚9,此电压信号输入芯片内部比较器一端。

当此电压高于100mV时说明过流,故障信号输出。

直到过流信号消失,故障信号也自动复位。

6)6个输出引脚分为上桥和下桥。

下桥有PWM信号。

上下桥输出最高电压可达40V,驱动电流可达50mA。

上桥为反相输出,下桥则为正向输出。

6个输出引脚可通过串接一只几百欧的电阻来驱动功率管。

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