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1 概述
本公司研發生產的 BLDC 驅動器是一款高性能，多功能，低成本的帶霍爾傳感器直流無刷驅動器。 全數字式設計使其擁有靈活多樣的輸入控制方式，極高的調速比，低噪聲，完善的軟硬件保護功 能，驅動器可通過串口通信接口與計算機相連，實現 PID 參數調整，保護參數，電機參數，加減 速時間 等參數的設置，還可進行 IO 輸入狀態，模擬量輸入，告警狀態及母線電壓的監視。
1.1 驅動器參數列表
輸入電壓 | DC18V-50V |
工作電流 | <=10A |
電機霍爾類型 | 60 度,300 度,120 度,240 度 |
工作模式 | 霍爾速度閉環 |
調速方式 | 0-5V 模擬量輸入, |
0-100%PWM 輸入（PWM 頻率范圍：1KHz-20KHz） | |
內部給定, | |
多段速 1, | |
多段速 2, | |
調速范圍 | 0—6000RPM |
保護功能 | l 短路：當異常電流大于 50A 時，產生短路保護 |
l 過流：當電流超過工作電流設置值并持續一設定時間 | |
后產生過流保護 | |
l 過壓:當電壓超過 55V 時產生過電壓保護。 | |
l 欠壓:當電壓低于 18V 時產生欠電壓保護。 | |
l 霍爾異常：包括相位異常及值異常. | |
工作環境 | 場合：無腐蝕性，易燃，易爆，導電的氣體，液體,粉塵 |
溫度：-10-55 ℃(無凍霜) | |
濕度：小于 90%RH(不結露) | |
海拔：小于 1000m | |
振動：小于 0.5G, 10hz—60hz(非連續運行) | |
防護等級：IP21 | |
散熱方式 | 自然風冷 |
尺寸大小 | 120*76*33 單位:mm |
重量 | 250g |
1.2 特點
l 速度 PID 閉環控制，低速轉矩大，
l 調速范轉寬，0-6000RPM
l 運行加減速時間可由軟件設定，實現平滑柔和運行。
l 驅動器自身損耗小，效率高，溫升低，因此體積小，易安裝
l 多種速度控制方式，由軟件設定。
l 使能，方向，剎車輸入信號的極性可由軟件設定
l 多種完善的保護功能。
l 內置剎車電阻及控制電路（可選），用于消耗再生能量，防止過電壓。
2 接口定義與連接圖
各端子在面板上的位置
2.1 控制信號輸入輸出端
2.1.1 引腳列表
引腳排列及相關名稱
端子引腳號 | 引腳名 | 定義說明 |
1 | GND | 信號地 |
2 | ALM | 報警輸出（開漏）電流應限制在 20mA 內 |
3 | X1 | 多段速輸入 1 |
4 | PG | 霍爾信號異或輸出（開漏）電流應限制在 20mA 內 |
5 | X2 | 多段速輸入 2 |
6 | 5V | 5V 電源輸出，輸出電流應少于 20Ma （內部為線性電源，過大電流會導致過熱） |
7 | X3 | 多段速輸入 3 |
8 | SV | 模擬信號輸入 |
9 | FR | 方向控制信號 |
10 | GND | 信號地 |
11 | EN | 使能信號，低電平有效 |
12 | BK | 剎車信號，高電平剎車，正常應接 GND |
2.1.2 引腳 X1,X2,X3,EN,BK,FR 對應的內部電路
2.1.3 引腳 PG,ALM 對應的內部電路
2.2 霍爾信號輸入端
引腳排列及相關名稱
2.3 功率端子
功率端的引腳排列
端子引腳號 | 引腳名 | 定義說明 |
1 | GND | 電源輸入負端 |
2 | VDC | 電源輸入正端 DC18-50V |
3 | W | 電機相線 W |
4 | V | 電機相線 V |
5 | U | 電機相線 U |
2.4 通信接口
驅動器采用串行通信方式與計算機相連。接口為 RS232 電平。必須通過廠 商提供的專用電纜才能與計算機相連。物理接口采用 RJ12—6PIN 的電話插座， 其引腳排列如下圖，引腳號對應名稱在下表中描述。
RJ12 座引腳圖
端子引腳號 | 引腳名 | 定義說明 |
1 | NC | 空 |
2 | TXD | MCU 數據發送端 |
3 | VCC | 5V 電源 |
4 | RXD | MCU 數據接收端 |
5 | GND | 地 |
6 | NC | 空 |
2.5 典型接線圖
3 控制端口功能說明
3.1 模擬量/PWM 輸入端子 SV
SV 用于模擬量輸入或者 PWM 輸入端，當在 BLDC_2 軟件的輸入設置為“模擬輸入”或者 “PWM 輸入”方式時，該端口輸入的量作為速度的給定值，下面是接線圖及說明。
3.1.1可調電阻調節模擬輸入
可調電阻接線圖
圖中可調電阻的阻值應在 5K-10K 之前，在接分壓電阻時應先確認好電阻的兩 端及中間抽頭再連接，錯誤的接法有可能使 5V 電源短路導致驅動器損壞。若連接后， 或在調節分壓電阻時，驅動器電源 LED 指示燈變暗或者滅掉，應立即斷開驅動器電源， 重新認確電阻引腳后再接。
3.1.2 外部 0-10V 模擬量輸入
外部 0-10V 模擬接線圖
當 SV 連接外部模擬量輸入時，應注意輸入的模擬電壓應小于 5V，否則有可能損傷 內部電路，高于 5V 時應采用分壓電阻分壓，以保證分壓后的電壓最大值小于 5V。
3.1.3 SV 用作 PWM 輸入端
PWM 輸入接線圖
驅動器中的 SV 用于 PWM 輸入時，其輸入量是開關量，應滿 5V 電平要求。該 PWM 是真正的 PWM 輸入，并非是 PWM 濾波后轉為模擬量輸入。該 PWM 輸入信號的占空比可 為 0 到 100%任意值, PWM 頻率應在 1KHz-20KHz 之間，頻率偏向低則 PWM 精度高。建議 PWM 頻率設定在 2KHz
3.2 FR 正反轉方向控制端子
FR 端子用于控制電機轉動方向。FR 端子不同電平切換時會根據加減速時間設 定值，先減速到 0，然后切換方向再從 0 速加度到給定值。如果電機拖動的負載慣量
大，應適當加大加減速時間,否在方向切換時有過流或者電壓過高的情況。
3.3 EN 電機使能端子
EN 腳與 GND 的接通與斷開可控制電機的運行與停止，只有在 EN 腳與 GND 連 接時其它的操作才能被允許，若斷開則電機處于自由狀態，其它的操作被禁能。 當電機出現故障時，可以先斷開 EN 引腳，然后再接通來清除故障。
3.4 BK 剎車控制端子
當 BK 腳與 GND 腳的斷開時, 驅動器將三根相線短路，電機處于制動狀態。當 BK 腳與 GND 腳的接通時，電機脫離制動狀態。如果電機處于高速或者負載慣量 比較大時，剎車對電氣和機械裝置產生沖擊，損害大。除安全緊急制動外，應避 免此類制動行為。為了減小動作時間，盡量把速度減少到比較安全范圍再進行剎 車。
3.5 X1,X2,X3 多段速控制端子 在配置軟件中可設置多段速輸入模式
多段速模式有兩種，分別為模式 1 及模式 2，模式 1 為譯碼方式，模式 2 為位選 方式。
3.5.1 多段速模式 1
X1，X2，X3 與 GND 的斷開或導通可以組合成 8 種不同的狀態對應 8 段不同的 速度。通過不同狀態的切換實現不同的轉速，不同轉速過渡按設定的加減速時間 進行。
X1--GND | X2--GND | X3--GND | 速度段 | 值 |
閉合 | 閉合 | 閉合 | 速度段 0 | 用戶可設 |
閉合 | 閉合 | 斷開 | 速度段 1 | 用戶可設 |
閉合 | 斷開 | 閉合 | 速度段 2 | 用戶可設 |
閉合 | 斷開 | 斷開 | 速度段 3 | 用戶可設 |
斷開 | 閉合 | 斷開 | 速度段 4 | 用戶可設 |
斷開 | 閉合 | 斷開 | 速度段 5 | 用戶可設 |
斷開 | 斷開 | 閉合 | 速度段 6 | 用戶可設 |
斷開 | 斷開 | 斷開 | 速度段 7 | 用戶可設 |
多段速模式 1，X1，X2，X3 狀態對應不同的速度段
3.5.1 多段速模式 2
多段速模式 2 為位選模式，即 X1，X2，X3 各對應一個速度， 當 X1 閉合時，運行速度段 0 設定的轉速，
當 X2 閉合時，運行速度段 1 設定的轉速， 當 X3 閉合時，運行速度段 2 設定的轉速，
當 X1，X2，X3 有兩個或全部閉合時，優先級由高到低排列為 X1>X2>X3,如 X1， X2 同時閉合，則運行速度段 0。X2，X3 同時閉合時，則運行速度段 1。
當 X1，X2，X3 都斷開時，運行速度段 3 設定的轉速。 切換后不同轉速過渡按設定的加減速時間進行。
X1--GND | X2--GND | X3--GND | 速度段 | 值 |
閉合 | X | X | 速度段 0 | 用戶可設 |
斷開 | 閉合 | X | 速度段 1 | 用戶可設 |
斷開 | 斷開 | 閉合 | 速度段 2 | 用戶可設 |
斷開 | 斷開 | 斷開 | 速度段 3 | 用戶可設 |
多段速模式 2，X1，X2，X3 狀態對應不同的速度段
3.6 ALM 報警輸出端子
ALM 信號輸出是三極管開漏輸出。當驅動器 發生，短路，過流，霍爾信號錯誤， 過電壓，欠壓等異常時，在 ALM 輸出低電平。其吸收電流應小于 50mA ,報警輸 出電路有如下幾種
(1)LED 指示燈輸出 (2)數字信號輸出 (3) 蜂鳴器輸出
3.7 PG 霍爾信號輸出端子
PG 信號用于提供電機轉速脈沖信號，PG 信號為開漏輸出，測試時應在 5V 與 PG
之間加一個 2K-10K 電阻作上拉電阻。 電機一個電周期內將在 PG 信號端輸出 3 個脈沖。
機械周期=電周期*極對數
對于兩對極的電機旋轉一周將產生 6 個脈沖，四對極則為 12 個脈沖。 電機轉動時在 PG 端輸出的頻率與轉速關系如下式
電機轉速（RPM）=20x PG 信號頻率 / 電機極對數
3.8 PWR/ALM 指示燈
驅動器上有兩個 LED 指示燈，分別為紅色及綠色，紅色為 ALM 錯誤類型指示燈， 綠色為電源指示燈。上電后正常情況為綠燈常亮，如綠燈滅請確認電源是否正常。 紅色指示燈通過不同的閃爍次數可指示出不同的狀態。如下表所示
：
LED 燈狀態 | 表示 |
一直亮 | 外部或軟件禁能 |
隔一秒，閃爍 1 次 | 短路保護 |
隔一秒，連續閃爍 2 次 | 霍爾值異常 |
隔一秒，連續閃爍 3 次 | 霍爾相位異常 |
隔一秒，連續閃爍 4 次 | 過流 |
隔一秒，連續閃爍 5 次 | 母線電壓過低 |
隔一秒，連續閃爍 6 次 | 母線電壓過高 |
4 使用操作
安全提示：在連接之前應先看懂連接圖，在初次使用或者不熟悉本裝置時，應 該使電機與負載斷開，以避免錯誤的接線產生振動等原因對電機與負載的損害。
（1） 連接 X3 上的各種控制信號線， 驅動使能信號 EN 是必須的。只有 EN 信號為低時(圖 中 EN 信號對的開關閉合時)驅動器才能驅動電機。在計算機軟件對驅動器配置之前應 為高電平，即 EN 信號對應的開關斷開。
（2） 連接電機的相線及霍爾信號線。連接時應先確認電機的相線及霍爾信號線定義。然后 按照定義與驅動器上的端子對應正確連接。錯誤的接線可能導致上電調試時電機振動 或飛轉，異常報警等。
（3） 用專用通信電纜將驅動器與計算機連接，盡量避免上電后多次拔插通信電纜，防止地 電位不等或者靜電對接口芯片的損壞。
（4） 連接電源。注意電源的正負極方向。接反后，驅動器電源指示燈不亮，應盡快斷開電 源，否則對電源本身及驅動器都有一定損害。
（5） 打開計算機，安裝并運行配置軟件 BLDC_2，通過配置軟件對驅動器適配電機的霍爾 時序，極對數進行設置。設置輸入方式為內部給定，點擊“配置”輸入一定的轉速， 建議設置為 300RPM,用于試運行,設置完成后點擊“保存 EEPROM”。然后將外部使能 控制信號 EN 開關閉合，驅動器處于開始運行狀態，電機轉動運行到設定值。若出現 異常則斷開使能信號，重新檢查連接是否正確，異常情況描述請參考“常見問題”
（6） 正確硬件連接與軟件配置后，電機應轉動平穩，噪聲較低，空載運行時在軟件上監視 電流小，且變動小。否則請重新確認連接是否正確與配置是否無誤。
（7） 通過改變 FR 引腳信號切換電機轉動方向,
粵公網安備 44010602004352號