MLX90316KDC 型号
MELEXIS 品牌系列产品 MLX90316KDC 
MLX90316批号 10 ROHS
MLX90316KDC 数量 10000pcs
MLX90316KDC 封装 3-pin SIP
MLX90316KDC 包装 90pcs包装
MMLX90316KDC  备注 可接受订货。 

MLX90316产品简介：

　　对于非接触式开关和位置感测，设计师采用了无数的霍尔效应传感器，但利用霍尔效应的旋转感测面临着机械和对准方面的难题。
　　Melexis公司推出的一项新型设计克服了上述局限性，并提供了采用廉价磁铁的非接触式360°旋转感测，以及针对不可避免的固有漂移的自补偿。该公司负
　　责汽车传感器的产品市场经理Vincent　Hiligsmann说：“对制造和耐热容限进行了IC层面上的补偿”。

　　MLX90316采用了4个霍尔传感器和支持电路，并在霍尔器件的上方设置了一个铁磁集线盘，用于操纵z轴方向上的磁通线。这样做的结果是：器件可在x、y和z平面中进行感测。霍尔传感器的输出传送至信号调节电路、A／D转换器、一个DSP／微控制器和D／A转换器，以生成多种格式的输出信息。这些格式包括模拟正弦／余弦、正交x／y信号（暗示旋转角度）以及一个12位PWM输出和一个数字串行协议输出。

　　这款用户可编程单片器件通过设计而成为比例式器件，故对于不可避免的通量密度变化（因温度、老化和气隙变化所致）的敏感度较低。
　　对于传统应用，该表面组装器件采用8引脚SOIC封装，而对于诸如汽车操纵或油门（加速器）传感等关键应用，则可作为冗余设计，将两块完全独立的隔离芯片整合在一个TSSOP-16封装中。该设计还具有自检查和内部诊断功能。

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MLX90316在无刷直流电动机控制中的应用

文章来源：中国传动网

摘要：在介绍MLX90316内部结构以及其输出模式的基础上，给出了以dsPIC30F6010为CPU、以MLX90316为位置反馈的无刷直流电动机控制器的结构。详细介绍了基于SPI输出模式的MLX90316与dsPIC30F6010的连接方法，给出了在无刷直流电动机控制器中基于MLX90316的速度检测策略。试验结果证实了MLX90316能提高无刷直流电动机的控制性能。
关键词：MLX90316；无刷直流电动机；位置检测；dsPIC30F6010s

Application of MLX903 16 in Control of Brushless DC M otors
CHENG Shan—mei，CHEN Zhou，CHEN Zhi—yong

（Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China）

Abstract：The scheme of brushless DC motor controller was presented based on introducing internalstrueture of MLX903 16 and its output modes． In the controller． dsPIC30F6010 was its CPU andMI 90316 was its position feedback sensor． The connection between MLx90316 and dsPIC30F6010were in～oduced based on SPI mode in detail．The speed measurement based on MLx903 16 was given inthe controller of brushless DC motor． The presented experimental results verified that M12（903 16 couldimprove the control performance of brushless DC motor．
Key Words：MLX9O3 16：Brushless DC motor；Position measurement；dsPIC30F6010s
0 引 言
     MLX903 16是一种线性霍尔芯片。它采用了平面霍尔传感技术的单片集成传感芯片。传统的平面霍尔技术仅仅可以测量垂直于Ic表面的磁通密度，而Triaxis霍尔技术也可以检测平行于Ic表面的磁通密度。MLX90316可以用来测量与芯片表面共面的磁通密度，可以得到从0度到360度的旋转位置值，通过多种模式输出准确度很高的线性位置信号，并且成本低廉，安装简便[1-2]。将MLX90316应用于无刷直流电动机控制系统中可大大提高电动机的调速范围，降低采用霍尔元件的无刷直流电动机控制系统中低速转矩的波动，改善控制性能。
1 MLX90316结构
     图1是MLX90316内部的结构框图。芯片前端是采用Triaxis霍尔技术的传感器。由霍尔传感器得到的二路正交的模拟信号经过放大处理后，经过14位微分型A／D转换器进入芯片微处理器（DSP），再经过16位DSP处理之后的数字信号分3路输出。MLX90316输出具有12位角度分辨率，10位角度精度，并且在一定程度上可以避免外围温度变化对输出精度的影响。MLX90316具有3种输出：由12位D／A转换为模拟量输出；频率为100 Hz一1 000 Hz的PWM输出；数字模式下利用串行通信协议输出（SPI）。

      SPI（Serial Protocol Interface）总线接口是一种同步串行外设接口。这是一个4根信号线的串行接口协议，包括主、从两种模式。这4根信号线分别是：时钟线（SCK）、数据输入线（MISO）、数据输出线（MOSI）和从设备使能线（／ss）。

      图2是数据传输结构图。该图详细描述了MLX90316的SPI通信过程。即主控端先输出一个0xAA以及一个OxFF作为通信起始信号，然后接着输出8个OxFF，而从端会同时输出2个OxFF、4个字节的角度信号以及4个OxFF，从而完成一次数据通讯。
      在无刷直流电动机控制中，当电动机转子在360。附近的一个很小区间内时，模拟量输出会随机产生一个电压值，会导致电动机位置及速度检测错误。另外，根据MLX90316内部结构框图，串行通信的输出信号直接来自于MLX90316的内部DSP输出，SPI输出模式更稳定，误差更小，并且具有更高的抗干扰能力。所以MLX90316的SPI输出模式更适用于电动机控制系统中。在无刷直流电动机控制器的设计中，本文选择了MLX90316的SPI输出模式。
2 控制器结构
　　无刷直流电动机控制器的总体结构如图3所示。运动控制专用DSP芯片dsPIC30F6010构成了控制器的核心控制单元[2-3]。控制量由外部端子及模拟量或者RS485键盘或者PC机通过Modbus协议给出；电动机转子位置由MLX90316获得；MLX903 16的SPI输出信号直接与dsPIC30F6010的SPI模块相连；PWM驱动信号通过电动机控制MCPWM模块产生；故障信号的检测由外部电路产生，并送给dsPIC30F6010的I／O口。

      逆变电路采用IPM智能集成模块。它不仅把功率开关管和门极驱动电路集成在一起，而且还包含了过压、过流和过热等故障检测电路。控制器采用PM20CSJ060模块。该模块为6只IGBT管封装模块，额定电压为600 V，额定电流为20 A，开关频率可达20 kHz。
      由于系统仅需要从MLX903 16芯片获得位置信号，属于单向通信，因此为了进一步节省其引脚及精简接线，MLX90316的SPI通信模式仅需3根线接入无刷电机控制系统中。dsPIC30F6010与MLX90316的时钟线（SCK）和从设备使能线（／SS）直接相连，而dsPIC30F6010的SDI1和SD01这两个引脚则通过一个信号处理电路接至MLX90316引脚MISO／MOSI。该处理电路如图4所示。

3 基于MLX90316的速度检测
      根据MLX903 16芯片的通讯要求，本应用采用了dsPIc30F6010芯片为主控端、MLX90316芯片为从端的控制方式。通信所需的同步时钟信号由主控端产生，并且数据帧同步信号／SS也通过将主控端的I／O 口输出拉低来实现。这样，在主控端dsPIC3OF6010芯片上便可以完全控制位置信号输入的时间以及信号的传输频率。
      在高速模式下，MLX90316对SPI通信的要求主要包括以下几个方面：同步时钟周期不小于2．3 μs；每个传输的字节数据之问的间隔不小于12．5  μs；数据帧同步信号／ss的无效时问不小于300  μs；通信起始字节数据与后面的位置信号数据之问的时间间隔不小于15μs。这些要求可通过合理设定时钟周期和定时器溢出中断延时实现。取速度环周期为1 ms，在每个速度环一次发送0xAA和9个OxFF，同时通过查询相应状态位的方式将同步传输的10个字节的数据信号存人数组。
      当所有接收数据都读取到数组以后，再对该数组的数据进行校验。在MLX90316的SPI通讯的数据格式中，第3～6个字节的数据为位置信号。其中，前两个字节分别是位置信号的高字节和低字节；而后两个字节则是前两个位置信号数据的取反值，用来校验数据的正确性。
      如果前两个字节与后两个字节的取反值相同，则可确定SPI通讯过程中没有出现任何问题，但是MLX90316芯片输出的信号是否为有效信号，其角度检测是否出现错误这个问题则需要进一步验证。由于SPI输出模式的角度信号是14位的二进制数，所以该芯片的输出信号2位是数据状态值，即当2位的值为1时表示高14位的角度信号正确，而当2位的值为2时则说明MLX90316在位置检测时出现了错误，具体的错误来源可以根据高14位的值查相应的错误表得到。
      如果在以上通信过程中出错或者是传输的数据显示MLX90316检测出错，则应当立即封锁PWM信号，并点亮错误指示灯，同时显示错误信息。
      如果获得的角度信号正确，则可将此次的角度数据右移2位后减去前次的值以获得1 ms内位置信号的差SPI—AngleDif，再根据下式计算获得电动机转速：

4 试验结果及结论
      在实验中采用的无刷直流电动机主要参数为：极对数4，额定转速为2 000 r／min，额定电流0．55 A，额定功率180 W。

      图5和图6为电动机采用MLX90316作为反馈，转速给定分别为1 000 r／rain和100 r／rain时的速度响应波形。

      图7为电动机采用霍尔元件作为反馈、转速给定分别为1 000 r／min时的速度响应波形。当转速为100 r／min的低速时，速度环周期较大，测速误差也较大，在实际应用中无法实现低速控制。
      从试验结果可以看出，在无刷直流电动机控制器中，MLX90316能克服霍尔元件低速性能差的缺点，提高电动机速度控制范围和精度，并且具有价格优势。MLX90316的SPI输出方式在应用中的主要问题是存在一定传输延时，影响控制精度，特别是在中高速表现得比较明显，这是下一步研究工作中需要解决的主要问题。

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