专利名称：一种简单的无刷直流电机反电动势过零点检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无刷直流电机的驱动技术领域。
背景技术：
无刷直流电机的无传感驱动技术因为其自身的技术优势，得到非常广泛的应用，比如直 流压縮机的电机驱动，电动车的电机驱动等。无刷直流电机的转速控制是通过对驱动电压进 行调节，并根据转子的位置来切换电机的电源来实现的。由于无刷直流电机的转子位置与反 电动势存在确定的对应关系，因此如果通过检测电机反电动势来确定无刷直流电机的转子位 置，就无需转子位置感应元件了。但是反电动势不能直接检测，只能通过检测相电压间接获 得。比如，当A、 B相通电时，检测C相电压，当C相电压等于驱动电压的l/2时，确定为反电 动势的过零点。电压检测需要通过数模转换器将电压模拟量转换成单片机可以操作的数字量 。因此，普通的无刷直流电机的无传感驱动技术往往采用比较昂贵的单片机，具有多路ADC 转换接口。这样以后，往往会给最终产品带来高成本的结果。
发明内容本发明目的是为了降低成本，采用简单硬件，实现反电动势过零点检测，精确电机转子 位置，获取精确的换相点，从而实现更加稳定的无刷直流电机的无传感器控制效果。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种简单的无刷直流电机反电动势过零点检测电路，包括执行检测算法的单片机和反电 动势检测电路，所述的反电动势检测电路，包括电压比较器，连接A相的电阻R1，连接B相的 电阻R2，连接C相的电阻R3，与所述的电阻R1，电阻R2，电阻R3连接的电阻R4，所述的电阻 R4连接所述电压比较器的同相端，电阻R5和电阻R6，以及滤波电容C1组成电压采样电路，采 集电机驱动电压，并连接所述电压比较器的反相端，所述电压比较器的输出端连接所述单片 机的中断口。
所述的单片机开启外部中断，设定中断服务程序。所述的中断服务程序，包括计算换相 半周期Thw，判断换相半周期thw是否大于最小换相半周期thu^in，计算换相时刻tcMTnext。具 体如下当所述电压比较器发生电平转换，触发所述的中断服务程序；所述的中断服务程序 首先将当前中断时亥lJtzERO减去所述电机的前次换相时亥lJtcMT，获得换相半周期THLF，艮口 THLF=tZER(TtCMT，然后判断换相半周期THLF是否大于最小换相半周期Tffl^in，如果THLF〉Tffl^in，所述的中断服务程序记录当前中断时刻tzERO，并从当前中断时刻tzERO延迟换相半周期THLF， 确定所述电机的换相点t匿next， gPtCMTnext=tZER0+THLF;相反，则不作任何处理，退出中断服
务程序。
可在所述电压比较器的同相端设置电阻R7，所述电阻R7另一端接地；所述电阻R4，电阻 R5，电阻R6，电阻R7，保持比例关系R7/( R4+ R7) ==R6/( R5+ R6)/2。
本实用新型的有益效果主要表现在1、电路结构简单，成本低；2、反电动势过零点检 测精度得到有效提高；3、适用电压范围宽。
图1是无传感器无刷直流电机的反电动势过零点检测电路的原理图2是增加下拉电阻的反电动势过零点检测电路的原理图3是反电动势的信号图形；
图4是中断服务程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图l，图2，图3，图4， 一种简单的无刷直流电机反电动势过零点检测电路和方法， 包括执行检测算法的单片机l和反电动势检测电路。
反电动势检测电路，包括电压比较器2，连接A相的电阻R1，连接B相的电阻R2，连接C相 的电阻R3，所述的电阻R1，电阻R2，电阻R3另一端连接在一起，并连接电阻R4，所述的电阻 R4另一端连接所述电压比较器2的同相端。所述的电阻R1，电阻R2，电阻R3起到采样电机3的 反电动势的作用，并通过电阻R4限流以后连接所述电压比较器2的同相端。
电阻R5和电阻R6，以及滤波电容C1组成电压采样电路，采集电机驱动电压，并连接所述 电压比较器2的反相端。电阻R5和电阻R6采用1: l的比例设置，可以保证分压以后的电压值 为电机驱动电压VDC的1/2 。
所述电压比较器2的输出端连接所述单片机2的中断口。当所述电机3转动过程中，反相 端的电压保持在电机驱动电压VDC的1/2，而同相端的反电动势电压是以VDC/2均值的交流信 号，那么当反电动势电压经过VDC/2均值的时候，即反电动势过零的时候，所述电压比较器2 的输出端产生一个电平转换从高电平变成低电平，或者从低电平变成高电平。
所述单片机2设定程序，开启外部中断；当所述电压比较器2发生电平转换，触发中断服 务程序。所述的中断服务程序，包括计算换相半周期(ThuO 4，判断换相半周期(ThuO是否 大于最小换相半周期(THLFrain) 5，计算换相时刻(tCMTnext) 6。具体如下当所述电压比较器2发生电平转换，触发所述的中断服务程序；所述的中断服务程序首先将当前中断时刻 tz腦减去所述电机3的前次换相时亥lJtcMT，获得换相半周期THLF， WTHLF=tZER0-tCMT，然后判断换相 半周期thlf是否大于最小换相半周期Tffl^in，如果Thlf〉Thlf小，所述的中断服务程序记录当前 中断时刻tzERO，并从当前中断时刻tzERO延迟换相半周期THLF，确定所述电机3的换相点 tCMTnext，即tcMTnexftzERO+THLF;相反，则不作任何处理，退出中断服务程序。
从图3可以看出，当所述电机3进行换相以后，存在一定时间的去磁过程，这个时段会触 发两个甚至多个外部中断，而这个两个中断不能反应正确的反电动势过零点，因此需要在中 断服务程序中进行判断。
进一步，可在所述电压比较器2的同相端设置电阻R7，所述电阻R7另一端接地。电阻R7 的设置可增大该电路的适用电压范围。首先，当电压值VDC超过电压比较器2的耐压范围，贝IJ 需要设置电阻R7。其次，需要保持电阻比R7/( R4+ R7)等于R6/( R5+ R6)/2。
权利要求1.一种简单的无刷直流电机反电动势过零点检测电路，包括执行检测算法的单片机(1)和反电动势检测电路，其特征在于所述的反电动势检测电路，包括电压比较器(2)，连接A相的电阻R1，连接B相的电阻R2，连接C相的电阻R3，与所述的电阻R1，电阻R2，电阻R3连接的电阻R4，所述的电阻R4连接所述电压比较器(2)的同相端，电阻R5和电阻R6，以及滤波电容C1组成电压采样电路，采集电机驱动电压，并连接所述电压比较器(2)的反相端，所述电压比较器(2)的输出端连接所述单片机(2)中断口。
2 如权利要求l所述的一种简单的无刷直流电机反电动势过零点检测 电路，其特征在于所述的单片机(2)开启外部中断，设定中断服务程序。
3 如权利要求l所述的一种简单的无刷直流电机反电动势过零点检测 电路，其特征在于可在所述电压比较器(2)的同相端设置电阻R7，所述电阻R7另一端接 地；所述电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，保持比例关系R7/( R4+ R7) ==R6/( R5+ R6)/2。
专利摘要本实用新型涉及一种简单的无刷直流电机反电动势过零点检测电路，包括执行检测算法的单片机和反电动势检测电路。其中，反电动势检测电路，包括电压比较器，反电动势采样电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，以及电阻R5，电阻R6和滤波电容C1.电阻R5，电阻R6，和滤波电容C1组成电压采样电路，采集电机驱动电压，并连接所述电压比较器的反相端.电压比较器的输出端连接所述单片机的中断口。进一步，可在电压比较器的同相端设置电阻R7，并接地，可适用于宽电压范围。其积极的效果是，采用简单了硬件和不同的电阻系数比，可以适用于各种电压范围，保证反电动势的检测精度，提高电机转子位置的测量精度，获得更佳的换相点时间。
文档编号H02P6/18GK201383788SQ200920300760
公开日2010年1月13日 申请日期2009年2月21日 优先权日2009年2月21日
发明者瑜 刘, 方曙光, 亮 林 申请人:瑜 刘