ZHCU845 March   2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 重点产品
      1. 2.2.1 TMAG5170
      2. 2.2.2 DRV5055A4
    3. 2.3 设计注意事项
      1. 2.3.1 磁体选择
      2. 2.3.2 磁体形状
      3. 2.3.3 磁体转速
      4. 2.3.4 传感器位置
      5. 2.3.5 预期性能
      6. 2.3.6 传感器位置的布局
      7. 2.3.7 45° 对齐
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 测试设置
      1. 3.2.1 测试设备
      2. 3.2.2 测试硬件配置
      3. 3.2.3 测试软件配置和初始数据捕获
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 校准方法
      2. 3.3.2 TMAG5170 同轴
      3. 3.3.3 TMAG5170 平面内
      4. 3.3.4 TMAG5170 偏轴
      5. 3.3.5 TMAG5170 45° 对齐
      6. 3.3.6 DRV5055 偏轴结果
  9. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标

校准方法

从计算中去除信号链误差后,仍有一些可能的机械源会影响用于计算角度的输入磁场的质量:

  • 电机轴倾斜 - 导致 TIDA-060040 与旋转磁体之间产生正交误差。这会使预计场对齐发生固定偏移。
  • 电机轴偏移 - 导致传感器位于不同于目标的位置和方向。根据偏移方向,这会影响峰值输入振幅或输入的相位对齐。
  • 磁体倾斜 - 当磁体未正交安装到电机轴的旋转轴时发生。磁体在旋转期间出现摆动,并产生不断变化的场方向。
  • 磁体和电机轴偏心 - 旋转轴未与电机轴中心对齐或磁体中心未与旋转轴对齐所致。这会在旋转期间造成位置的侧向变化,影响 B 场幅度。
  • 焊接和装配对齐误差 - 因焊料回流过程中的封装对齐或安装 TIDA-060040 PCB 时的容差而产生的误差可能会导致各种方向和位置误差,这同样会影响输入的相位和幅度。
  • 近场行为 - 与许多磁体类型非常接近时,磁场可能会对传感器产生非理想输入。目标输入场是纯正弦波形。当传感器非常靠近磁体时,所观察的场通常会发生一定程度的失真,具体取决于磁体的几何形状。

先前的所有误差会共同在角度测量中造成非线性问题。这些因素不可预测,它们可能会共同造成重大误差,如果不加以考虑,会导致系统控制不佳。由于这些因素,必须实施最终校准以解决产生的误差,从而达到精密控制。

多点线性化是一种很有用的方法,可用于快速适应系统间的变化。请考虑周期性角度误差中的假设性误差。

图 3-5 周期性角度误差

在此示例中,多点线性化捕获任意数量离散点的绝对误差。控制器随即假定对这些点之间的误差进行的线性估算。随着点数量增加,估算的精度接近实际误差。当确定任何给定角度的误差近似值后,可以直接从测得的角度中减去此值。

图 3-6 多点线性化

随着样片数量增加,生成的峰值误差将持续减小。根据所需的系统精度,8 个点到 64 个点通常可提供适当精度。在更高级的方法中,可以将误差曲线与包括旋转频率谐波的一组公式相匹配。通过执行复杂分析,可以生成一系列系数 αi 和 βi,并按Equation10 所示来使用这些系数:

Equation10. C o r r e c t i o n   F a c t o r =   i = 1 n α i sin i * θ + β i cos i * θ

在此公式中,总误差包括测得角度的每个谐波的标量系数。使用此方法生成的结果比多点线性化方法更加准确,并且不需要在内存中存储大量数据。

图 3-7 第一个谐波近似
图 3-8 第二个谐波近似
图 3-9 第三个谐波近似

对于所有测试结果,数据均以 0.25° 间隔捕获并进行分析以减少谐波。

若要在实际制造环境中达成一致结果,可能需要对每个系统进行一定程度上的校准,因为每个器件会在各种机械容差中略有不同。