MLX90316KDC型號MELEXIS品牌系列產(chǎn)品MLX90316KDC MLX90316批號09+ROHSMLX90316KDC數(shù)量10000pcsMLX90316KDC封裝3-pinSIPMLX90316KDC包裝90pcs包裝MMLX90316KDC 備注可接受訂貨。 MLX90316產(chǎn)品簡介：　　對于非接觸式開關和位置感測，設計師采用了無數(shù)的霍爾效應傳感器，但利用霍爾效應的旋轉感測面臨著機械和對準方面的難題?！　elexis公司推出的一項新型設計克服了上述局限性，并提供了采用廉價磁鐵的非接觸式360 旋轉感測，以及針對不可避免的固有漂移的自補償。該公司負　　責汽車傳感器的產(chǎn)品市場經(jīng)理Vincent　Hiligsmann說： 對制造和耐熱容限進行了IC層面上的補償 ?！　LX90316采用了4個霍爾傳感器和支持電路，并在霍爾器件的上方設置了一個鐵磁集線盤，用于操縱z軸方向上的磁通線。這樣做的結果是：器件可在x、y和z平面中進行感測?；魻杺鞲衅鞯妮敵鰝魉椭列盘栒{節(jié)電路、A／D轉換器、一個DSP／微控制器和D／A轉換器，以生成多種格式的輸出信息。這些格式包括模擬正弦／余弦、正交x／y信號（暗示旋轉角度）以及一個12位PWM輸出和一個數(shù)字串行協(xié)議輸出?！　∵@款用戶可編程單片器件通過設計而成為比例式器件，故對于不可避免的通量密度變化（因溫度、老化和氣隙變化所致）的敏感度較低?！　τ趥鹘y(tǒng)應用，該表面組裝器件采用8引腳SOIC封裝，而對于諸如汽車操縱或油門（加速器）傳感等關鍵應用，則可作為冗余設計，將兩塊完全獨立的隔離芯片整合在一個TSSOP-16封裝中。該設計還具有自檢查和內部診斷功能。 MLX90316在無刷直流電動機控制中的應用文章來源：中國傳動網(wǎng)摘要：在介紹MLX90316內部結構以及其輸出模式的基礎上，給出了以dsPIC30F6010為CPU、以MLX90316為位置反饋的無刷直流電動機控制器的結構。詳細介紹了基于SPI輸出模式的MLX90316與dsPIC30F6010的連接方法，給出了在無刷直流電動機控制器中基于MLX90316的速度檢測策略。試驗結果證實了MLX90316能提高無刷直流電動機的控制性能。關鍵詞：MLX90316；無刷直流電動機；位置檢測；dsPIC30F6010sApplicationofMLX90316inControlofBrushlessDCMotorsCHENGShan mei，CHENZhou，CHENZhi yong（HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China）Abstract：TheschemeofbrushlessDCmotorcontrollerwaspresentedbasedonintroducinginternalstruetureofMLX90316anditsoutputmodes．Inthecontroller．dsPIC30F6010wasitsCPUandMI90316wasitspositionfeedbacksensor．TheconnectionbetweenMLx90316anddsPIC30F6010werein～oducedbasedonSPImodeindetail．ThespeedmeasurementbasedonMLx90316wasgiveninthecontrollerofbrushlessDCmotor．ThepresentedexperimentalresultsverifiedthatM12（90316couldimprovethecontrolperformanceofbrushlessDCmotor．KeyWords：MLX9O316：BrushlessDCmotor；Positionmeasurement；dsPIC30F6010s0引言 MLX90316是一種線性霍爾芯片。它采用了平面霍爾傳感技術的單片集成傳感芯片。傳統(tǒng)的平面霍爾技術僅僅可以測量垂直于Ic表面的磁通密度，而Triaxis霍爾技術也可以檢測平行于Ic表面的磁通密度。MLX90316可以用來測量與芯片表面共面的磁通密度，可以得到從0度到360度的旋轉位置值，通過多種模式輸出準確度很高的線性絕對位置信號，并且成本低廉，安裝簡便[1-2]。將MLX90316應用于無刷直流電動機控制系統(tǒng)中可大大提高電動機的調速范圍，降低采用霍爾元件的無刷直流電動機控制系統(tǒng)中低速轉矩的波動，改善控制性能。1MLX90316結構 圖1是MLX90316內部的結構框圖。芯片前端是采用Triaxis霍爾技術的傳感器。由霍爾傳感器得到的二路正交的模擬信號經(jīng)過放大處理后，經(jīng)過14位微分型A／D轉換器進入芯片微處理器（DSP），再經(jīng)過16位DSP處理之后的數(shù)字信號分3路輸出。MLX90316輸出具有12位角度分辨率，10位角度精度，并且在一定程度上可以避免外圍溫度變化對輸出精度的影響。MLX90316具有3種輸出：由12位D／A轉換為模擬量輸出；頻率為100Hz一1000Hz的PWM輸出；數(shù)字模式下利用串行通信協(xié)議輸出（SPI）。 SPI（SerialProtocolInterface）總線接口是一種同步串行外設接口。這是一個4根信號線的串行接口協(xié)議，包括主、從兩種模式。這4根信號線分別是：時鐘線（SCK）、數(shù)據(jù)輸入線（MISO）、數(shù)據(jù)輸出線（MOSI）和從設備使能線（／ss）。 圖2是數(shù)據(jù)傳輸結構圖。該圖詳細描述了MLX90316的SPI通信過程。即主控端先輸出一個0xAA以及一個OxFF作為通信起始信號，然后接著輸出8個OxFF，而從端會同時輸出2個OxFF、4個字節(jié)的角度信號以及4個OxFF，從而完成一次數(shù)據(jù)通訊。 在無刷直流電動機控制中，當電動機轉子在360。附近的一個很小區(qū)間內時，模擬量輸出會隨機產(chǎn)生一個電壓值，會導致電動機位置及速度檢測錯誤。另外，根據(jù)MLX90316內部結構框圖，串行通信的輸出信號直接來自于MLX90316的內部DSP輸出，SPI輸出模式更穩(wěn)定，誤差更小，并且具有更高的抗干擾能力。所以MLX90316的SPI輸出模式更適用于電動機控制系統(tǒng)中。在無刷直流電動機控制器的設計中，本文選擇了MLX90316的SPI輸出模式。2控制器結構　　無刷直流電動機控制器的總體結構如圖3所示。運動控制專用DSP芯片dsPIC30F6010構成了控制器的核心控制單元[2-3]。控制量由外部端子及模擬量或者RS485鍵盤或者PC機通過Modbus協(xié)議給出；電動機轉子位置由MLX90316獲得；MLX90316的SPI輸出信號直接與dsPIC30F6010的SPI模塊相連；PWM驅動信號通過電動機控制MCPWM模塊產(chǎn)生；故障信號的檢測由外部電路產(chǎn)生，并送給dsPIC30F6010的I／O口。 逆變電路采用IPM智能集成模塊。它不僅把功率開關管和門極驅動電路集成在一起，而且還包含了過壓、過流和過熱等故障檢測電路?？刂破鞑捎肞M20CSJ060模塊。該模塊為6只IGBT管封裝模塊，額定電壓為600V，額定電流為20A，開關頻率可達20kHz。 由于系統(tǒng)僅需要從MLX90316芯片獲得位置信號，屬于單向通信，因此為了進一步節(jié)省其引腳及精簡接線，MLX90316的SPI通信模式僅需3根線接入無刷電機控制系統(tǒng)中。dsPIC30F6010與MLX90316的時鐘線（SCK）和從設備使能線（／SS）直接相連，而dsPIC30F6010的SDI1和SD01這兩個引腳則通過一個信號處理電路接至MLX90316引腳MISO／MOSI。該處理電路如圖4所示。 3基于MLX90316的速度檢測 根據(jù)MLX90316芯片的通訊要求，本應用采用了dsPIc30F6010芯片為主控端、MLX90316芯片為從端的控制方式。通信所需的同步時鐘信號由主控端產(chǎn)生，并且數(shù)據(jù)幀同步信號／SS也通過將主控端的I／O口輸出拉低來實現(xiàn)。這樣，在主控端dsPIC3OF6010芯片上便可以完全控制位置信號輸入的時間以及信號的傳輸頻率。 在高速模式下，MLX90316對SPI通信的要求主要包括以下幾個方面：同步時鐘周期不小于2．3 s；每個傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)據(jù)之問的間隔不小于12．5 s；數(shù)據(jù)幀同步信號／ss的無效時問不小于300 s；通信起始字節(jié)數(shù)據(jù)與后面的位置信號數(shù)據(jù)之問的時間間隔不小于15 s。這些要求可通過合理設定時鐘周期和定時器溢出中斷延時實現(xiàn)。取速度環(huán)周期為1ms，在每個速度環(huán)一次發(fā)送0xAA和9個OxFF，同時通過查詢相應狀態(tài)位的方式將同步傳輸?shù)?0個字節(jié)的數(shù)據(jù)信號存人數(shù)組。 當所有接收數(shù)據(jù)都讀取到數(shù)組以后，再對該數(shù)組的數(shù)據(jù)進行校驗。在MLX90316的SPI通訊的數(shù)據(jù)格式中，第3～6個字節(jié)的數(shù)據(jù)為位置信號。其中，前兩個字節(jié)分別是位置信號的高字節(jié)和低字節(jié)；而后兩個字節(jié)則是前兩個位置信號數(shù)據(jù)的取反值，用來校驗數(shù)據(jù)的正確性。 如果前兩個字節(jié)與后兩個字節(jié)的取反值相同，則可確定SPI通訊過程中沒有出現(xiàn)任何問題，但是MLX90316芯片輸出的信號是否為有效信號，其角度檢測是否出現(xiàn)錯誤這個問題則需要進一步驗證。由于SPI輸出模式的角度信號是14位的二進制數(shù)，所以該芯片的輸出信號最低2位是數(shù)據(jù)狀態(tài)值，即當最低2位的值為1時表示高14位的角度信號正確，而當最低2位的值為2時則說明MLX90316在位置檢測時出現(xiàn)了錯誤，具體的錯誤來源可以根據(jù)高14位的值查相應的錯誤表得到。 如果在以上通信過程中出錯或者是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)顯示MLX90316檢測出錯，則應當立即封鎖PWM信號，并點亮錯誤指示燈，同時顯示錯誤信息。 如果獲得的角度信號正確，則可將此次的角度數(shù)據(jù)右移2位后減去前次的值以獲得1ms內位置信號的差SPI AngleDif，再根據(jù)下式計算獲得電動機轉速： 4試驗結果及結論 在實驗中采用的無刷直流電動機主要參數(shù)為：極對數(shù)4，額定轉速為2000r／min，額定電流0．55A，額定功率180W。 圖5和圖6為電動機采用MLX90316作為反饋，轉速給定分別為1000r／rain和100r／rain時的速度響應波形。 圖7為電動機采用霍爾元件作為反饋、轉速給定分別為1000r／min時的速度響應波形。當轉速為100r／min的低速時，速度環(huán)周期較大，測速誤差也較大，在實際應用中無法實現(xiàn)低速控制。 從試驗結果可以看出，在無刷直流電動機控制器中，MLX90316能克服霍爾元件低速性能差的缺點，提高電動機速度控制范圍和精度，并且具有價格優(yōu)勢。MLX90316的SPI輸出方式在應用中的主要問題是存在一定傳輸延時，影響控制精度，特別是在中高速表現(xiàn)得比較明顯，這是下一步研究工作中需要解決的主要問題。