由于ML4425采用PLL換相,因此電機能否成功起動與PLL內部元件有很大的關系。如前所述,ML4425的PLL換相控制主要由采樣器、環(huán)路低通濾波器、壓控振蕩器VCO和相位交換機組成。ML4425的VC0敏感的最低輸人電壓為0.5V,但對于高速電機來說,由于其起動校準時,給VC0輸人的電壓低于0.5V,因此高速電機不易直接起動,以下將以4對極、RPMmax=30000r/min電機說明。
對于上述電機,根據(jù)前文所述,當電機在VRC=7V時,n=30000r/min。當RVCO=80.5kΩ時,VC0電容CVCO、VC0增益KVCO和VC0頻率FVCO分別為
很顯然,對于任何電機,在剛起動校準完后是不可能達到此轉速的,即無法使壓控振蕩器正常起振。因此,對于高速電機來說,若壓控振蕩器直接接一小電容是無法起動的,必須采用別的方法而使電機正常起動。
理論上我們可以采用電容切換法使高速電機起動。所謂電容切換法,是指先采用大的VC0電容使高速電機起動,當電機起動完以后再切換至所要求的小的VCO電容,以保證電機順利轉到預定最大轉速。但實際中發(fā)現(xiàn),采用電容切換法并不成功,因為電容是一種充放電元件,其狀態(tài)與它的初始狀態(tài)有關。在切換過程中,兩個VC0電容初始狀態(tài)是不一樣的,因此對VC0的沖擊較大,使得VCO在切換過程中容易失振,導致電機在切換過程中停轉。
根據(jù)式(6-39)可知,KVCO不僅與CVCO有關,而且也與RVCO有關。因此,當CVCO一定時,VCO的增益也與RVCO成反比,也即CVCO與RVCO對VC0來說其實是等效的。因此,既然可通過改變CVCO大小而改變電機的最大速度,當然也可以通過改變RVCO大小而改變電機的最大速度,兩者其實是等效的。
故可假設可采用電阻切換法使高速電機起動,而所謂電阻切換法,是指先采用大的RVCO電容使高速電機起動,當電機起動完以后再切換至所要求小的RVCO電阻。由于電阻元仵與初始狀態(tài)無關,因此這種 切換對VCO并不會產生過大的沖擊。但在實驗中,若單獨采用“電阻切換法”,電機并不能順利起動。這是因為切換前后,VCO的輸出頻率變化過大,由式(6-40)可知FVCO=因此,ML4425在電路切換前后:
式中,“2”表示切換后狀態(tài),“1”表示切換前狀態(tài)。
顯然,不管是電容切換法還是電阻切換法,電路切換前后,變化結果都一樣,兩者均超過VC0響應突變,因此,兩種方法都不能使電機正常起動。
為了解決上述矛盾,
提供了以下方案,簡稱瞬時變壓電阻切換法,其主要工作原理是切換時,在RVCO改變時,同時改變VRC大小,以使接近1。具體實驗切換步驟如下:
1)初設CVCO=1.5nF,RVCO=320kΩ。
2)當VRC=6.5V后,VRC和RVCO同時變化。其中,RVCO由320kΩ切換至80.5kΩ,同時VRC“瞬時切換”至2V的二極管。所謂瞬時切換,是指切換至2V的二極管后,延時J秒(J<1s)后,立即斷開,其具體框圖如圖1 所示。
圖1 電路切換框圖
上述參數(shù)設定原因如下:
1)RVCO初始設定為320kΩ是為了使電機正常起動,小于此值,則ML4425在CVCO=1.5nF情況下,電機無法正常起動。
2)VRC=6.5V才切換,主要是考慮到后級滯環(huán)比較器容易觸發(fā),不易受雜波干擾。
3)VRC瞬時切換至2V的穩(wěn)壓管,主要是保證切換前后接近1,這里
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4)采用單穩(wěn)觸發(fā)器主要是為了在切換的瞬后,系統(tǒng)又田到正常的運行狀態(tài)。