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

在电子工程师的日常工作中，开发和调试三相无刷直流（BLDC）风扇控制器是一项常见且重要的任务。Microchip的MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board为我们提供了一个便捷的解决方案。本文将详细介绍该演示板的相关信息，包括产品概述、安装操作、软件使用以及关键参数设置等内容。

文件下载：ADM00345.pdf

产品概述

简介

MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board可通过USB连接到PC，利用软件实现对MTD6505设备的控制和监控。该软件具备多种功能，如(V{DD})控制与监控、脉冲宽度调制（PWM）控制、速度和电流消耗监测等，还能控制(R{PROG})电阻值以适配不同风扇。

硬件描述

• 微控制器：采用PIC24FJ256GB微控制器，负责USB连接、PWM生成、FG频率测量、(V_{DD})测量、信号激活以及组件通信。
• 电源模块：由可调LDO（MCP1827）和数字电位器（MCP42050）组合，为MTD6505设备提供(V_{DD})，且LDO可由微控制器启用或禁用。
• 电流监测：使用Delta - Sigma（MCP3421）和分流电阻，用于感应MTD6505在(V_{DD})引脚的电流消耗。

套件内容

• MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board（ADM00345）
• 3个带有焊接MTD6505的插件模块（3x3 UDFN - 10L）
• 一条迷你USB电缆
• 一个三相无刷直流风扇（(K_{M}=1)）
• 重要信息表

安装与操作

软件安装

从Microchip官网（http://www.microchip.com）下载MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board软件安装程序。搜索评估板部件号ADM00345，即可下载GUI。注意，该应用程序需要Microsoft .NET Framework 2.0或更高版本。

硬件安装

1. 将带有MTD6505的插件模块插入其插座。
2. 选择以下方式连接三相无刷直流风扇：
   • 使用演示板上的三相风扇连接器（J5）。
   • 连接到MTD6505插件模块的风扇连接器。
3. 将电源连接到(V{IN})测试点，(V{IN})值为 +6V ±5%，电源应能提供高达1.0A的电流。
4. 打开电源开关，POWER LED应亮起。
5. 将迷你USB电缆从计算机的USB端口连接到演示板连接器。
6. 必要时，让计算机识别演示板。
7. 必要时重启计算机。
8. 启动演示板软件。软件安装后，会自动检测演示板是否连接及其配置，因此可以在启用板之前或之后启动软件。

软件描述

控制与监控选项卡

• 控制/监控：包含“Turn On/Off VDD”按钮，用于启用/禁用MTD6505设备(V{DD})引脚的电源；“Change Direction”按钮用于反转风扇旋转方向，该按钮仅在(V{DD})关闭时可用。
• (R_{PROG})引脚：可选择所需的(R{PROG})电阻值，该值取决于风扇的(K{M})（mV/Hz）。特定模式“HighZ”允许直接在插件模块上设置外部(R{PROG})电阻值。若使用MTD6502B与演示板配合，需设置(K{M}=0)。
• 图表：显示MTD6505在(V_{DD})引脚的电流消耗（mA）和风扇速度（RPM）的图表，每秒添加10个值。提供“Start/Stop”（开始/停止值采集）、“Clear”（清除图表中的所有值）和“Auto Scale”（恢复默认缩放）按钮。
• PWM引脚：通过滑动条设置MTD6505 PWM引脚的PWM比率，下方的仪表显示当前应用的PWM。
• (V_{DD})引脚：通过滑动条设置所需的(V{DD})值，下方的仪表显示演示板测量的即时(V{DD})值。
• 电流/速度字段：分别显示即时电流测量值（mA）和即时速度测量值（RPM）。

测量选项卡

用于测试风扇是否正确适配MTD6505，包含设置和结果两个子选项卡。

• 设置选项卡：
  • 测量设置：指定测量所需的参数，如迭代次数、PWM角测量（包括PWM最大值、步长和最小值）、(V_{DD})角测量等。
  • 启动：勾选后启用启动测量，测量每个测试角。
  • PWM变化：从PWM值100%开始，在指定的启动延迟后，根据指定的PWM角改变PWM，然后验证风扇是否仍在运行。
  • 速度曲线和稳定性：需要在指定条件下采集指定数量的样本，以检查速度稳定性。
  • 测量控制：包含“Stop Measuring”（开始和停止测量）、“Clear Result”（清除屏幕上的当前结果）和“Save Results”（将当前测量结果保存到Excel文件）按钮。
• 测量结果选项卡：结果存储在表格中，所有测试的前六列相同，其他列仅对特定测试有意义。同时可见设置控制按钮。

确定正确的(R_{PROG})值

操作步骤

1. 向未连接的风扇施加恒定气流。
2. 使用示波器测量风扇旋转时两相之间的波形。
3. 测量生成的峰 - 峰电压（(V_{p - p})）值和频率（f）。

4. 根据测量的(V{p - p})和f计算(K{M})（mV/Hz）： [K{m}=frac{V{p-p}}{2 f}] (K{M})应在所有风扇转速下保持恒定，测量时风扇转速应接近标称转速。不同(R{PROG})值对应的(K_{M})范围如下表所示：	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

附录

原理图和布局

附录A包含演示板的各种原理图和布局图，如电源管理部分、方向引脚管理部分、PIC24FJ256GB106部分等的原理图，以及顶部丝印和焊盘、顶部走线和焊盘、底部走线和焊盘等布局图。

物料清单

附录B列出了演示板的物料清单，包括电容、电阻、二极管、MOSFET、微控制器等各种组件的数量、参考编号、描述、制造商和部件号。

通过以上介绍，相信大家对MTD6505 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller Demonstration Board有了更深入的了解。在实际应用中，大家可以根据具体需求进行操作和调试，充分发挥该演示板的功能。你在使用类似的演示板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。