专利名称：一种单相直流无刷电机智能控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术、自动控制技术等技术领域，它是针对宽范围电压(30-60V)、 较大电流(3A)的单相直流无刷电机的智能性控制电路，突破了通常电机控制电路的寿命 短，发热量大、电磁辐射大等技术难点，从而达到了安全、有效、绿色的控制技术能力。
背景技术：
近年来，直流无刷电机以其效率高、噪音小、启动力矩大、免维护(相对于有刷电 机)，在微特电机领域得到了越来越广泛的应用。目前用于无刷电机控制的专用集成电路种 类有很多，这些专用芯片对使用电压、工作电流及电机类型都有一定要求。实践证明使用专 用芯片设计控制器在芯片的选择、驱动电路设计及试验等环节并非省时省力，而且在使用 过程中经常是发热、容易损坏、电磁辐射大。
发明内容本实用新型目的是提供一种单相直流无刷电机智能控制装置，以克服现有专用芯 片设计控制器在芯片在使用过程中经常是发热、容易损坏、电磁辐射大的弊端。 具体地说， 一种单相直流无刷电机智能控制装置，具有作为控制器的单片机，在单 片机上连接有复位电路、调速电路、过流检测电路、串口编程电路、速度反馈/输出电路和 MOS桥驱动电路以及电源系统，复位电路通过单片机中A/D转换器接入，单片机中P丽脉宽 调制输出口与M0S桥驱动电路连接，M0S桥驱动电路接入M0S桥功率输出电路及单片机端 口 C并和电机连接，调速电路、过流检测电路、串口编程电路一起接入单片机端口 B，速度反 馈/输出电路接入单片机端口 C。 本实用新型单相直流无刷电机的智能性控制电路，突破了通常电机控制电路的寿 命短，发热量大、电磁辐射大等技术难点，从而达到了安全、有效、绿色的控制技术能力。
图1为本实用新型原理框图。 图2为本实用新型中M0S桥功率输出电路。 图3为本实用新型中过流检测电路。 图4为本实用新型中电源电路。 图5为本实用新型中P丽输出波形。
具体实施方式如图1本实用新型原理框图所示，一种单相直流无刷电机智能控制装置，其具有
作为控制器的单片机，在单片机上连接有复位电路、调速电路、过流检测电路、串口编程电
路、速度反馈/输出电路和M0S桥驱动电路以及电源系统，复位电路通过单片机中A/D转换 器接入，单片机中P丽脉宽调制输出口与M0S桥驱动电路连接，M0S桥驱动电路接入M0S桥功率输出电路及单片机端口 C并和电机连接，调速电路、过流检测电路、串口编程电路一起 接入单片机端口 B，速度反馈/输出电路接入单片机端口 C。控制器采用PIC16F876单片 机，使用的功能和接口有四路输入10位A/D转换器，分辨率达十位的P丽脉宽调制输出口 CCP1，端口 B、C。 M0S驱动电路用于低压控制器的驱动芯片IR210 8是美国国际整流器公司 (International Rectifier Company)的产品，可驱动M0SFET或IGBT。该芯片的应用简化 了驱动电路的设计。IR2108内部采用自举技术设计出悬浮电源，实现一相两个N沟道逆变 桥输出电路的控制。 M0S桥功率输出如图2，采用标准H桥输出，M0S管由IR2108芯片驱动，为了保证 长期稳定工作选用大功率耐温较高的M0S管，并且每个M0S管配备泄流二极管，从而保证大 电流功率器件长期稳定工作。 过流检测电路如图3所示，电压比较器的反相输入端接入采样电阻端，输出接到 单片机的终端输入口 ，当电流太大，产生中断信号，单片机做相应处理。从而保证了电机在 过载及堵转等电流较大情况下电机及控制、驱动系统不受到伤害。 电源电路如图4，为了保证调整管的长期稳定工作，克服传统电路中调整管温度 过高(经过测量在70度以上)的缺陷，避免调整管的损坏，电路中采用了两个调整管分压 的方式；另外选用了耐温较高的大功率管。 经过连续运转2000小时，调整管的温度仅为30度，输出12V和5V电压信号稳定， 从而保证了电源系统的长寿命。 软件设计如图5，根据霍尔信号的高低电平，来确定P丽四路输出方式。 (1)初始化设置 设置相关端口 (端口 A、B、C)，通过写入专用寄存器实现。 设置P丽的相关寄存器及变量。 设置AD转换的相关寄存器及变量。 设置中断相关寄存器。
(2)主程序内容 单片机内部功能模块包括A/D转换器、开放中断，P丽功能的输出，将速度输入输 出表数据写入指定存储器单元。检测过流状态，根据不同过流的不同情况确定减速、停机或重启。
(3)中断服务程序 判断中断类型，如AD中断、外部中断、定时器中断，然后根据不同类型做出相应处理。
(4)子程序 子程序包括延时程序、P丽输出程序、A/D转换程序、数据处理程序、换向处理程序等。 参考和分析了多种专用集成电路工作原理后，设计出用单片机控制有位置传感器 的单相无刷电机控制、驱动、外围电路，有以下优点。
(1)单片机在改变功能和价格上优于专用芯片； (2)软件程序便于加密，有利于知识产权的保护；[0032] (3)软件编程灵活，可根据用户需求增加和完善功能。
(4)电路安全可靠、发热低、寿命长。
权利要求一种单相直流无刷电机智能控制装置，其特征是具有作为控制器的单片机，在单片机上连接有复位电路、调速电路、过流检测电路、串口编程电路、速度反馈/输出电路和MOS桥驱动电路以及电源系统，复位电路通过单片机中A/D转换器接入，单片机中PWM脉宽调制输出口与MOS桥驱动电路连接，MOS桥驱动电路接入MOS桥功率输出电路及单片机端口C并和电机连接，调速电路、过流检测电路、串口编程电路一起接入单片机端口B，速度反馈/输出电路接入单片机端口C。
专利摘要本实用新型目的是提供一种单相直流无刷电机智能控制装置，具有作为控制器的单片机，在单片机上连接有复位电路、调速电路、过流检测电路、串口编程电路、速度反馈/输出电路和MOS桥驱动电路以及电源系统，复位电路通过单片机中A/D转换器接入，单片机中PWM脉宽调制输出口与MOS桥驱动电路连接，MOS桥驱动电路接入MOS桥功率输出电路及单片机端口C并和电机连接，调速电路、过流检测电路、串口编程电路一起接入单片机端口B，速度反馈/输出电路接入单片机端口C。本实用新型单相直流无刷电机的智能性控制电路，突破了通常电机控制电路的寿命短，发热量大、电磁辐射大等技术难点，从而达到了安全、有效、绿色的控制技术能力。
文档编号H02P6/08GK201528304SQ200920035089
公开日2010年7月14日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者孙文钊, 张巍然 申请人:宝鸡航天华科机电工业有限公司