风机控制的讨论

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# G# y. w  ^$ d: M关于风机控制的应用，文中信息不尽完善，更多信息可电联：陈工，13802556458
- @" Q$ _) E# N& u# E无刷直流风机的基本原理
7 ]9 |6 s- J1 f8 J9 `. H   由于无刷直流风机是基本的无刷直流电机的变体，因此所有无刷直流电机的基本原理对其都适用。Microchip的有些应用笔记中涉及到了无刷直流电机的基本原理，这些应用笔记的列表在该文档的参考文献部分给出。
在无刷风机中，电枢是静止的，旋转的是永磁体，如图1所示。该永磁体呈环状，风机叶片附于其上。许多风机都在环形磁铁中使用4个磁极；不过，可以通过增加磁极数目来获得功率更大的风机。

: ^* I/ N1 d2 F; n7 _6 k1 c3 I$ B    最后，电枢绕组型式可能会有所不同。一台两相风机具有两个可以分别通电的独立绕组。这两个绕组一直在通电，具有相同的电流流向。还有一种单相系统，其只有一个绕组在持续通电，但电流方向会反向。
两相法所需成本较低，且每相只需一个MOSFET器件。然而，在任一特定时刻，其电枢绕组只有一半得到利用，因此，它不适合于功率较高的应用。而单相法，其电枢上的各个绕组同时通电，因此它更适合于功率较高的应用。然而，这种方法共需4个MOSFET器件。
   风机可以通过霍尔传感器来决定对哪一相通电（或采取何种方式给各相通电）。这些传感器能够检测到环形磁铁的磁极位置，为确定电枢绕组的通电方式提供必要的信息。这些传感器将在以下各节中详细介绍。
8 [( i$ ~1 s4 r8 [   图2显示了一个通用的风机控制器的框图。 与该结构图中的各个模块相关的软件与硬件技术将在以下各节中详细介绍。
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位置检测
# h! r8 Y0 l2 T# t7 B3 `! H% |. z   位置检测器件有两种类型：霍尔元件和霍尔效应传感器。选用其中任何一种都可以。
   霍尔元件与霍尔效应传感器的对比
  K! `6 s8 s7 a' C* {/ C, ]* p   霍尔元件这个术语用来描述那种能够产生与磁场强度相对应的模拟差分电压的器件。
   霍尔元件的输出是一个相对较小的模拟差分电压。
* f( S1 p) ?3 Z" |9 W) M   图3显示了当采用旋转环形磁铁时，由霍尔元件产生的输出波形。

    使用霍尔元件的主要优点是成本低廉。但要获得最佳性能，其需要使用一个恒流源。此外，霍尔元件的输出电压较低，可能还需要放大。
$ K5 }/ V5 }% p8 I. Q   霍尔效应传感器摒除了以上这些需要把霍尔元件，电流源和放大器封装在一起的弊端。 霍尔传感器有很多种，包括集电极开路输出和TTL电平输出。许多无刷风机都采用锁存霍尔传感器，其N极将器件锁存为一个状态，直到S极出现时，才将器件锁存为相反的状态。 图3显示了由旋转风机叶片产生的霍尔传感器输出波形。
霍尔效应传感器接口
   霍尔效应传感器是一种数字器件，因此，其与单片机进行接口非常简单。可以使用任一可用的具有电平变化中断（IOC）功能的引脚作为其接口。如果采用集电极开路的霍尔效应传感器，那么可以使用内部弱上拉，以减少需要的元件数。
% w% L/ |5 D* `/ k/ M   要确保霍尔效应传感器的低电压输出信号在输入引脚的可接受范围内，这一点很重要。如果该低电压输出信号不在引脚输入电压的可接受范围内，那么可以采用一个模拟比较器来对霍尔效应传感器进行读取。
霍尔元件接口
! L9 u: X8 S4 D4 B/ S   与霍尔效应传感器相比，霍尔元件与大部分单片机进行接口并不那么容易。正如前面提到的，霍尔元件需要使用一个电流源。一种低成本解决方案是简单地将霍尔元件与一个电阻串联。该方法的缺点是输出电压较低。
为了能够读取低电压的模拟差分输出信号，有必要使用模拟比较器的两个输入端，如图4所示。由图3中的霍尔传感器的输出波形可知，当两个输出之间的差小于比较器的输入失调电压时，典型比较器就会遇到问题。如果所使用的单片机中包含一个具有内部滞后功能的比较器，那么霍尔元件就可以得到有效的使用。

    对于以上不同的用法，各个公司都会基于功耗，应用，产品来进行特定的选型，我司分别提供了霍尔元件，和霍尔传感器的产品以供选择。特型推荐分别是：HE12AF1U12 和 SS2413   
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