MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board使用指南

在電子工程師的日常工作中，開發(fā)和調(diào)試三相無刷直流（BLDC）風(fēng)扇控制器是一項常見且重要的任務(wù)。Microchip的MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board為我們提供了一個便捷的解決方案。本文將詳細(xì)介紹該演示板的相關(guān)信息，包括產(chǎn)品概述、安裝操作、軟件使用以及關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容。

文件下載：ADM00345.pdf

產(chǎn)品概述

簡介

MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board可通過USB連接到PC，利用軟件實現(xiàn)對MTD6505設(shè)備的控制和監(jiān)控。該軟件具備多種功能，如(V{DD})控制與監(jiān)控、脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制、速度和電流消耗監(jiān)測等，還能控制(R{PROG})電阻值以適配不同風(fēng)扇。

硬件描述

• 微控制器：采用PIC24FJ256GB微控制器，負(fù)責(zé)USB連接、PWM生成、FG頻率測量、(V_{DD})測量、信號激活以及組件通信。
• 電源模塊：由可調(diào)LDO（MCP1827）和數(shù)字電位器（MCP42050）組合，為MTD6505設(shè)備提供(V_{DD})，且LDO可由微控制器啟用或禁用。
• 電流監(jiān)測：使用Delta - Sigma（MCP3421）和分流電阻，用于感應(yīng)MTD6505在(V_{DD})引腳的電流消耗。

套件內(nèi)容

• MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board（ADM00345）
• 3個帶有焊接MTD6505的插件模塊（3x3 UDFN - 10L）
• 一條迷你USB電纜
• 一個三相無刷直流風(fēng)扇（(K_{M}=1)）
• 重要信息表

安裝與操作

軟件安裝

從Microchip官網(wǎng)（http://www.microchip.com）下載MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board軟件安裝程序。搜索評估板部件號ADM00345，即可下載GUI。注意，該應(yīng)用程序需要Microsoft .NET Framework 2.0或更高版本。

硬件安裝

1. 將帶有MTD6505的插件模塊插入其插座。
2. 選擇以下方式連接三相無刷直流風(fēng)扇：
   • 使用演示板上的三相風(fēng)扇連接器（J5）。
   • 連接到MTD6505插件模塊的風(fēng)扇連接器。
3. 將電源連接到(V{IN})測試點，(V{IN})值為 +6V ±5%，電源應(yīng)能提供高達(dá)1.0A的電流。
4. 打開電源開關(guān)，POWER LED應(yīng)亮起。
5. 將迷你USB電纜從計算機(jī)的USB端口連接到演示板連接器。
6. 必要時，讓計算機(jī)識別演示板。
7. 必要時重啟計算機(jī)。
8. 啟動演示板軟件。軟件安裝后，會自動檢測演示板是否連接及其配置，因此可以在啟用板之前或之后啟動軟件。

軟件描述

控制與監(jiān)控選項卡

• 控制/監(jiān)控：包含“Turn On/Off VDD”按鈕，用于啟用/禁用MTD6505設(shè)備(V{DD})引腳的電源；“Change Direction”按鈕用于反轉(zhuǎn)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向，該按鈕僅在(V{DD})關(guān)閉時可用。
• (R_{PROG})引腳：可選擇所需的(R{PROG})電阻值，該值取決于風(fēng)扇的(K{M})（mV/Hz）。特定模式“HighZ”允許直接在插件模塊上設(shè)置外部(R{PROG})電阻值。若使用MTD6502B與演示板配合，需設(shè)置(K{M}=0)。
• 圖表：顯示MTD6505在(V_{DD})引腳的電流消耗（mA）和風(fēng)扇速度（RPM）的圖表，每秒添加10個值。提供“Start/Stop”（開始/停止值采集）、“Clear”（清除圖表中的所有值）和“Auto Scale”（恢復(fù)默認(rèn)縮放）按鈕。
• PWM引腳：通過滑動條設(shè)置MTD6505 PWM引腳的PWM比率，下方的儀表顯示當(dāng)前應(yīng)用的PWM。
• (V_{DD})引腳：通過滑動條設(shè)置所需的(V{DD})值，下方的儀表顯示演示板測量的即時(V{DD})值。
• 電流/速度字段：分別顯示即時電流測量值（mA）和即時速度測量值（RPM）。

測量選項卡

用于測試風(fēng)扇是否正確適配MTD6505，包含設(shè)置和結(jié)果兩個子選項卡。

• 設(shè)置選項卡：
  • 測量設(shè)置：指定測量所需的參數(shù)，如迭代次數(shù)、PWM角測量（包括PWM最大值、步長和最小值）、(V_{DD})角測量等。
  • 啟動：勾選后啟用啟動測量，測量每個測試角。
  • PWM變化：從PWM值100%開始，在指定的啟動延遲后，根據(jù)指定的PWM角改變PWM，然后驗證風(fēng)扇是否仍在運(yùn)行。
  • 速度曲線和穩(wěn)定性：需要在指定條件下采集指定數(shù)量的樣本，以檢查速度穩(wěn)定性。
  • 測量控制：包含“Stop Measuring”（開始和停止測量）、“Clear Result”（清除屏幕上的當(dāng)前結(jié)果）和“Save Results”（將當(dāng)前測量結(jié)果保存到Excel文件）按鈕。
• 測量結(jié)果選項卡：結(jié)果存儲在表格中，所有測試的前六列相同，其他列僅對特定測試有意義。同時可見設(shè)置控制按鈕。

確定正確的(R_{PROG})值

操作步驟

1. 向未連接的風(fēng)扇施加恒定氣流。
2. 使用示波器測量風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時兩相之間的波形。
3. 測量生成的峰 - 峰電壓（(V_{p - p})）值和頻率（f）。

4. 根據(jù)測量的(V{p - p})和f計算(K{M})（mV/Hz）： [K{m}=frac{V{p-p}}{2 f}] (K{M})應(yīng)在所有風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下保持恒定，測量時風(fēng)扇轉(zhuǎn)速應(yīng)接近標(biāo)稱轉(zhuǎn)速。不同(R{PROG})值對應(yīng)的(K_{M})范圍如下表所示：	R PROG	K M	K M Range (mV/Hz)
   V BIAS (0Ω)	3	26 - 52
   3.9 kΩ	2	13 - 26
   24 kΩ	1	6.5 - 13
   GND	0	3.25 - 6.5

附錄

原理圖和布局

附錄A包含演示板的各種原理圖和布局圖，如電源管理部分、方向引腳管理部分、PIC24FJ256GB106部分等的原理圖，以及頂部絲印和焊盤、頂部走線和焊盤、底部走線和焊盤等布局圖。

物料清單

附錄B列出了演示板的物料清單，包括電容、電阻、二極管、MOSFET、微控制器等各種組件的數(shù)量、參考編號、描述、制造商和部件號。

通過以上介紹，相信大家對MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board有了更深入的了解。在實際應(yīng)用中，大家可以根據(jù)具體需求進(jìn)行操作和調(diào)試，充分發(fā)揮該演示板的功能。你在使用類似的演示板時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。