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1、 f冷：口 - -r 可以获得反电势过零点信号。从上图可以看出，该检测电路设计思路灵活，结构简单。按照电路结构， 确定相应的参数后，采用Pspice软件对该检测电路进行仿真，结果显示：仿真过 程中，给电路输入频率分别为50Hz和200Hz.幅值为300V的模拟端电压梯形波（图 中幅值高的波形为输入波形，幅值低的为输出波形），经滤波电路滤波后，得到 幅值变小的、和原波形几乎同相位的梯形波。可见，该滤波电路在低频段产生的 移相不大，可以获得几乎没有移相的、比较准确的过零点信号，再延迟30电角 度便是换相时刻，这就减少了转子位置误差，保证了电机换相的及时性和准确性。给该检测电路输入频率分别为2KHz
2、和5KHz,幅值为300V的模拟PWM斩波信号， 结果显示：经过滤波电路滤波后，PWM斩波的波形从方波变成了近似三角波，在 不同的频率下，滤波后信号的幅值不同， PWM 斩波频率越高，得到的波形的幅值 越小。PWM斩波频率为5KHz时，滤波后信号的幅值在5V以上，这会对过零点信号 的检测产生干扰。可见，该检测电路对PWM斩波干扰的消除不是很理想。仿真结 果表明，只有当PWM斩波频率大于lOK Hz时才可以基本消除斩波干扰的影响。综上所述，这种类型的检测电路，滤波方式简单，所用器件较少，对反电势 波形造成的移相较小，但是对PWM斩波等低频干扰信号的抑制不是很理想。因此, 这种反电势过零检测电路适
3、用手对反电势波形移相要求较高，采用的PWM斩波频 率较高，对低频信号抑制要求不是很高的场合。同样，在确定好检测电路各项参数以后，采用Pspice软件对该检测电路进行 仿真。给电路输入频率分别为5OHZ和200Hz,幅值为300V的模拟端电压梯形波（图 中幅值高的波形为输入波形，幅值低的为输出波形），经滤波电路滤波后得到幅 值变小的梯形波。可以发现，在不同频率下，波形的移相不同，频率高的时候移 相大频率在200Hz时移相比较明显。但是，该电路在电机调速范围内的移相保持 在30度以内（从过零点到下一次换相的延迟角度）， 没有超出容许的范围。给该检测电路输入频率分别为2KHz和5KHz、幅值为300
4、V的模拟PWM斩波信号， 结果可以看出，经过滤波电路滤波后，WM斩波的波形从方波变成了近似正弦波， 在不同的频率下，滤波后波形信号的幅值不同，斩波频率越高，幅值越小。在2KHz 频率时，波形幅值己经大为减小，对过零点检测的影响不是很大了。至到5KHz的频 率后，对反电势过零点检测的影响儿乎不存在。可见，该电路对PWM斩波等低频 干扰信号的抑制还是有比较好的效果的。综述，这种类型的检测电路，所用元器件较多，电路结构稍许复杂:另一方 面，滤波电路在电机调速范围内的移相角度较大，但其对PWM斩波等低频信号的抑制效果比较好。所以这种类型的检测电路适用于电机调速范围不大，对PWM斩 波频率要求不高，需要
5、较好抑制干扰信号的场合。该检测电路主要由阻容分压、低通滤波、过零检测和光电隔离四部分电路组 成。通过阻容分压电路得到所需要的端电压信号，再经RC无源低通滤波电路隔直 滤波后，把得到的信号与参考电平相比较，获得方波波形信号，该信号经光祸隔 离器件和逻辑电路处理后，输出给微处理器的中断捕捉口，作为电机的换相信号 处理。下面来详细介绍和分析各部分电路。这里取A相电路为例来分析阻容分压电路和低通滤波电路。如图2-10所示， 电阻Rl, R2和电容Cl如成分压电路，把端电压的强电信号转变成比较器能够比较 处理的弱电信号。电阻Rl, R2起分压的作用，电容C1起到平滑波形、消除高频干 扰信号的作用，它们构
6、成了第一级无源低通滤波电路。由前面的分析知道，端电压信号包括两部分，一是相电压信号，一是中心点 对地电压信号。在理想情况下，三相绕组阻抗相等，中心点对地电压为1/2的直 流电源电压，该电压信号对反电势过零检测用处不大，是冗余的信号，因此在电 路中加入大数值隔直电容C2隔离端电压信号中的直流分量。为了避免经过隔直电 容后信号悬浮，电路中加入一大电阻R3接地，这样R3, C2构成第二级无源低通滤 波电路。前面的两级滤波电路消除了一部分干扰信号，但是滤波效果仍然不是很理 想。同时，该检测电路是设计成移相90度电路，为了保证在电机调速范围内，移 相角度尽量接近要求，加入了由R4,C3构成的第二级无源低
7、通滤波电路。为了防 止突变的电压对比较器产生影响，保证电路的稳定性和可靠性,还加入二极管D1, 起钳压的作用。同样采用Pspice软件对该滤波电路进行仿真。如图2-11所示，给电路输入 频率分别为50Hz和200Hz,幅值为300V的模拟端电压梯形波（图中幅值高的波形为 输入波形，幅值低的为输出波形），经滤波电路后得到幅值变小的近似正弦波。 可以看出，在不同频率下，波形的移相差别不大，基本保持在90度左右，达到了 设计要求。给该检测电路输入频率分别为2KHz和5KHz，幅值为300V的模拟PWM斩波信号， 结果可以看出，经过滤波电路后。PWM斩波的波形从方波变成了近似三角波，在 不同的频率下，
8、滤波后波形的幅值都大大降低，仅在mV数量级，也就是说PWM斩 波这类于扰信号被滤波电路有效的抑制了。通过仿真可以看出, 。该滤波电路对于低频干扰信号和高频干扰信号的抑制 作用非常明显，同时，在不同电机转速下（即不同端电压频率下），电路的移相角 度基本在90度左右的范围，达到了设计的要求。实际应用调试也表明，该电路具 有良好的滤波移相作用，起到了应有的效果。LM339 作为一款典型的电压比较器，内部有四个独立的电压比较器，其的特点是： 1）失调电压小，典型值为 2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2 - 36V,双电源为1V - 18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0 -
9、（Vcc - 1.5V） Vo；5）差动输入电压范围较大，最大可以等于电源电压值；6）输出端电平可灵活方便地选用。LM339 类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。一个称为同相输入端 （+），另一个称为反相输入端（-）。用作两个电压的比较时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压 （也称为门限电平，它可选择 LM339 输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+” 端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相 当于输出端接低电位。两个输入端电压差别超过10mV就可确保输出能够从一种状态可靠地转换到另一种 状态。因此，把 LM339 用在弱信号检测等场合是比较理想的。 LM339 的输出端相当于一只不接集电极电 阻的晶体管，在使用时输出端到正电源一般需接一只上拉电阻（选3 - 1 5K ） 。选不同阻值的上拉电阻会影响 输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。 另外，比较器的输出端允许连接在一起使用（即线与），以提高驱动能力。
