基于S12ZVM的車用BLDC無傳感控制方案

　　采用比較器的方式可以降低CPU的負擔，但軟件采樣的方式更加靈活，可以更加精確地檢測出過零點的位置。S12ZVM同時集成了實現上述兩種方式的硬件模塊，內部包括三個相位比較器來實現硬件比較，AD模塊包括兩個獨立的ADC來實現軟件采樣，兩個ADC可以對反向電動勢電壓與Udcb電壓同時采樣，確保過零點檢測更加準確。

　　當采用軟件采樣的方式時，必須選擇合適的采樣點。圖7顯示在一個PWM周期中通電情況下反向電動勢電壓的變化情況。在PWM周期中ON有效時，SAtop管被打開接DCBUS，SCbot也打開與地相連。所以電流會從DCBUS經過SAtop管流過A相與C相，再進過SCbot管流入地，可見三相的中間點電壓可以近似為DCBUS/2。此時在B相上產生基于DCBUS/2電壓的反向電動勢就可以被檢測出正向與反向，這也意味著過零點的電壓能夠被成功地檢測到。在PWM周期中處于OFF時，此時A相與C相的下橋分別與地相連，三相的中間點也就近似于與地相連，在這種情況就很難檢測到B相反電動勢的過零點。　　

　　

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　　由此可以發現，對反向電動勢的檢測只有在PWM周期中處于ON狀態時才能實現。對于AD模塊來說，就需要與PWM進行同步，配合定時延遲模塊，可以在PWM周期中ON狀態即將結束之前進行精確采樣。S12ZVM有PTU可編程觸發單元模塊，其內部包含一個16bit計數器，兩個獨立的觸發發生器，可以配置高達32個觸發事件，同時可以根據PWM模塊的Reload事件來啟動PTU觸發過程。圖8可以很形象的理解無傳感檢測反向電動勢的采樣過程，PMF/PWM產生一個PWM Reload信號給PTU單元，PTU單元中的16bit Counter開始計數，PTU會在T2這個時間點產生一個觸發事件來觸發ADC0與ADC1分別對反向電動勢與DC bus電壓同時采樣，當ADC采樣轉換結束后就產生一個ADC中斷，在ADC中斷服務子程序中就可以做反向電動勢過零點的判斷等操作。

　　總結

　　本文詳細介紹了飛思卡爾S12ZVM混合集成芯片在車用BLDC中的應用，其中包括S12ZVM的無傳感控制策略及啟動過程，同時也詳細介紹了反電動勢過零點檢測方法及策略。通過飛思卡爾S12ZVM單芯片電機控制解決方案，設計師可縮小產品尺寸、降低噪音并提升能效，加快車用BLDC控制器的開發過程。

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