作者：武汉华中科技大学电气与电子工程学院（430074）让余奇 武汉海军工程大学电气工程系（430033）蔡汉强 鲁军勇 吴 强 来源：《电子技术应用》

摘要：一种基于双单片机通信的无刷直流电动机控制系统的设计方案，对其中转子位置检测电路、驱动电路、保护电路、测速电路、双单片机控制电路等内容进行了讨论，给出了硬件电路和软件框图。实践证明该设计切实可行。 关键词：无刷直流电动机 单片机 串行通讯 在无刷直流电动机控制系统中，通常用dsp对信号进行采集和处理。但由于dsp的价格昂贵，在一些实时性要求不高的场合，可以用mcs-51单片机来代替dsp控制无刷直流电动机的起停、正反转和调速。

本文设计并实现了一种基于双单片机通信的无刷直流电动机控制系统。该设计方案电路简单、可靠性强、价格便宜。系统主要包括单片机控制电路、逻辑保护电路、过流保护电路、驱动电路、测速电路、转子位置检测电路等。其原理如图1所示。

表1 电机正转换相表 h1 h2 h3 导通的管子 控制字 1 0 1 q1,q2 0x0f 1 0 0 q2,q3 0x27 1 1 0 q3,q4 0x33 0 1 0 q4,q5 0x39 0 1 1 q5，q6 0x3c 0 0 1 q6，q1 0x1e 1 转子位置检测电路

控制无刷直流电动机时，必须要知道转子的位置。在本设计方案中，采用了三个光电式位置传感器。这种传感器利用光电效应，由跟随电动机转子一起旋转的遮光板和固定不动的光源及光电管等部件组成。遮光板开有180°电角度左右的缝隙。随着电机转子的旋转，光电管间歇接收从光源发出的光，不断导通和截止，从而产生一系列0、1信号。这些信号通过p0口传输给单片机后，单片机通过p1口送出相应的控制字，就能很好地控制电机的换相。其控制原理图和换向控制表如图2和表1所示。

2 驱动电路 绝缘栅极双极型晶体管igbt的栅极驱动电压一般为15v±10%，而关断负偏置电压为5～6v。因此选用tlp250驱动igbt，电路如图3所示。tlp250内部是光电耦合的，实现将控制电路与主电路隔离。当3脚接收到一个低电平时，vge输出近似为15v，可以驱动igbt使其导通；相反，当3脚接收到一个高电平时，vge输出近似为-5v，使igbt截止。六只tlp250随着输入电平变化，可以很好地控制igbt的开断，从而实现换相。

3 保护电路 3.1 起动时的限流保护电路

电动机起动时，由于转速较低，故转子磁通切割定子绕组所产生的反电势很小，因而可能产生过大的电流i。通常要加过流保护电路，如图4所