divisor de tensión -- para detectar la tensión más alta en el ADC

Question

Estoy trabajando en un motor BLDC sin sensores. Necesito detectar el evento BEMF Zero-cross. Mi motor funciona con 24 voltios.

Ahora tengo que detectar la parte posterior E.M.F. Como se refiere en esta nota de aplicación .

Mi MCU funciona a 5V. Y el rango del ADC es de 0 a 5V. Necesito convertir la señal de retroalimentación BEMF a ADC canalizado en esto.

Como sabemos la regla del divisor de voltaje dice: Vo = (R2/R1+R2)Vin

En la figura I :-- Ahora la señal (U) que necesito alimentar se aplica en el medio de las dos resistencias R1 & R7. ¿Cuál es el valor de la tensión VU?

En la Figura II :-- La suma de U,V,W se aplica en el centro de las dos resistencias R11 y R15. ¿Cuál es el valor de la tensión VN?

Además, ¿cuál es la función de los condensadores C1 y C4?

Por favor, ¿alguien puede explicar la MATEMÁTICA que hay detrás de esto?

Answer 1

Olvídate de los tapones por un momento. En la fig. 1 tienes tres resistencias con corriente desconocida y una tensión de salida desconocida, lo que hace cuatro incógnitas. Puede aplicar la ley de ohmios a cada resistencia y la ley de corriente de Kirchhoff al nodo común para obtener cuatro ecuaciones lineales. Resolverlas es matemáticamente sencillo. Aplicar la ley de superposición es equivalente.

Para el caso concreto que mencionas, la solución de la ecuación equivale a sustituir las dos resistencias a tensiones fijas (masa y Vcc) por una única resistencia virtual que tenga el valor de esas dos resistencias en paralelo conectadas a una fuente de tensión virtual que suministre una tensión como la que obtendrías de un divisor de dos resistencias entre las fuentes de tensión fijas.

El tapón actúa como filtro de paso bajo. Puedes calcular la frecuencia de corte como si la R del filtro RC fueran las tres resistencias en paralelo.

Answer 2

Suponiendo que la masa de tu inversor BLDC sea la misma que la de tu A/D - una suposición bastante segura - entonces puedes simplificar enormemente tu circuito (ver más abajo).

He utilizado esto con éxito en BLDC y PMSM unidades sin sensor durante años. La tapa es para proporcionar una baja impedancia "instantánea" de tensión sin dejar de permitir que la frecuencia PWM a través. Siempre muestreo simultáneamente los tres A/D en un momento determinado del ciclo PWM para reducir el ruido A/D. Aumentar el valor de la tapa aumentará su filtro en su A/D, si así lo desea.

Necesitará tres de los circuitos mostrados, uno para cada fase. No necesitas un circuito neutro adicional si trabajas con software. Si sumas las tensiones de fase y las divides por 3, obtendrás el valor del "neutro virtual". O puede tomar la tensión del bus y dividir por dos y a menudo será lo suficientemente cerca, dependiendo de la aplicación, el motor, el método PWM, etc.