1、前言

直流電機的電磁轉矩是電樞電流的函數，電流受到轉速，負載轉矩等多種因素的影響，是一個復雜的轉換過程。因之，對直流無刷電機控制的關鍵環節在于電流環的控制，即電流閉環控制和電流變化率控制。不但要滿足精度的要求，還要滿足速度的要求。特別是電流變化率的控制，要求響應速度非常快才行。

2、控制系統的設計

在一些特殊的應用環境中，如電梯、起重、曳引等，要求驅動、拖動系統的起步、停止及運行過程非常平穩，以增強舒適感和安全性。圖1是一個典型的閉環控制系統，圖中Vgn是中心控制單片機給定轉速，Vfn是反饋轉速，兩者之間的差值經速度調節器產生給定電流信號Vgi，該閉環稱為速度調節環。Vgi和霍爾電流傳感器HL檢測出的電流Vfi求差后進入電流調節器LT，該調節器是在最大電流限制下進行調節的，輸出的波形控制信號Vgb在電流變化率控制電路LBT的控制下產生驅動IGBT的PWM脈沖。電流變化率信號是將來自HL的電流信號經微分電路LD微分后產生的，在LBT中對Vgb進行調整，限制電流變化率的增長。在圖l所示的控制系統中，虛線框內部分利用UC3846進行了設計。下面介紹一下設計原理。

圖1 閉環控制框圖

2.1、電流型控制器原理

電流型控制器除了要有電壓型PWM控制器的全部功能外，還需要有電流檢測環節，檢測點可以根據需要任意選擇，例如開關管電流、電感電流或由HL傳感器送來的總輸出電流等。下面以UC3846為例說明其工作原理。圖2示出了該芯片的內部結構。圖中不同于電壓型控制器件之處是設置了一個電流測定放大器，增益為3。E/A放大器為誤差放大器，輸出經過二極管和0.5v偏壓后送至比較器反向端，同相端為三倍后的電流測定信號。電流測定放大器輸出由內電路限定在3.5V以下，因之，電流測定信號最大電壓值被限定在3.5/3=1.2V之內。根據1.2V可選擇電流測定環節參數。對于電流型控制，為了保證輸出電流恒定，不受占空比d的影響，就必須進行斜坡補償。其方法是：在電流檢測放大器輸入端（4腳）或誤差放大器輸出端（7腳）疊加一個從振蕩器波形派生的三角波形與電感電流波形之和，即完成了斜坡補償，其幅值應大于電流波形下斜坡的l／2。

圖2 ?UC3846的內部結構

圖3給出了UC3846內部局部和外電路連結原理圖。圖中S為PWM寄存器，有兩個置位端S1、S2，均可使y．。為高電平，封鎖PWM輸出。在設計中，用sl接受A，的輸出，當輸出電流I，大于給定值時，A3輸出為高電平，從而形成PWM的后沿。S2端接受由外電路形成的兩個控制信號K1、K2的控制。其中K1用作電路關斷，K2為輸出檢測電流I經微分電路的輸出，其作用是當電流變化率超過一定值時，關閉脈沖輸出。圖中R5C.構成斜坡校正網絡，對輸出電流進行校正。下面分別討論電流環和電流變化率環的工作原理。

圖3 ?部分uc3846內部結構與外部聯線圖