位置译码和换相控制电路的设计

图3-13中，V₁、V₃、V₄、V₆均作为第一步换相开关器件，与两绕组相连的公共开关V₂、V₅则作为第二步换相开关。

换相的依据是位置检测信号，位置检测采用图4-1所示的光敏式转子位置传感器半数检测方案。设与导通角θ_c对应的时间为t_c，两步换相的时间间隔为t_m，若开通角θ_on=0°，则SR电机动逆时针、顺时针转动的换相规则分别见表8-1、表8-2。

表8-1 逆时针转动换相规则（APC方式）

表8-2 顺时针转动换相规则（APC方式）

与表8-1、表8-2开关规则对应的时序关系如图8-3所示。图中，V₁～V₆高电平表示其处于通态，低电平则表示其处于断态。

图8-3 开关状态时序（APC方式）

a）逆时针转动 b）顺时针转动

图8-4所示为实现上述换相控制的硬件电路。因为I_V1～I_V6分别接至对应M5715L.BL-GTR驱动模块的输入脚②端，其为低电平时，给GTR提供正向驱动电流，所以I_Vk（k=1，…，6）为低电平，则对应的主开关器件导通。

图中，IC₁（六反相器）和IC₂（74LS157，四2选1数据选择器）构成30°导通制的硬件换相逻辑控制。由图8-4可见，当S接+5V时，有如下逻辑表达式：

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式（8-1）为SR电动机顺时针转动30°导通制的换相逻辑；而若S接0V时，则有

式（8-2）为SR电动机逆时针转动30°导通制的换相逻辑。

图8-4 主开关换相控制电路

8098的HSO.1、HSO.3分别产生V₂、V₅的换相控制信号。

8098片内的脉冲宽度调制器提供的PWM信号频率固定为15.625kHz，这一斩波频率对普通GTR而言偏高，故不采用片内的PWM方式，将P_2.5作为普通输出口，由软件定时器T₁、T₂中断形成定频调宽的PWM脉冲，和HSO.2、HSO.0、IC₁、IC₂、IC₃、IC₄一起为工作在PWM方式下V₁、V₃、V₄、V₆提供换相控制信号；若为APC方式，则将P_2.5置0。这里只用HSO.0、HSO.2即能完成V₁、V₃、V₄、V6四个主开关器件的换相控制，关键在于IC₁、IC₂构成了30°导通制的换相逻辑控制，使得A、C相可共用HSO.0，B、D相可共用HSO.2，而不致产生换相混乱。注意到HSO.0、HSO.2分别为两相共用，根据图8-3所示，可得与图8-3对应的HSO.0～HSO.3时序，如图8-5所示。

在图8-4硬件电路支持下，软件设计的任务就简化成在S、P跳变引起的HSI中断服务程序中判别电动机是逆时针转动还是顺时针转动（74LS157的①脚与8098的P_0.7脚是相连的，因此判别转向是通过测试P_0.7脚的状态实现的），然后检测S、P状态，产生相应的HSO.0～HSO.3信号。

由于两步换相限制了导通角θ_c不得超过30°，这降低了起动性能，为此在起动阶段HSO.0、HSO.2皆置0，而HSO.1、HSO.3皆置1，即不采用两步换相法，而采用两相全开通起动方式，待起动过程结束后，再切换到两步换相法。另外，由于SR电动机是从静止状态开始起动的，此时HSI口测不到S、P的跳变信号，因此IC₁、IC₂同时还为起动时主开关器件正确控制提供了保证。

图8-5 HSO口线时序（APC方式）

a）逆时针转动 b）顺时针转动