一种三相无刷直流电机的数字控制电路的制作方法

文档序号:11594491阅读:486来源:国知局

本实用新型涉及数字控制电路技术领域,具体为一种三相无刷直流电机的数字控制电路。



背景技术:

无刷直流电机是近几年来小电机行业发展最快的品种之一,随着视听产品小、轻、薄化和家电产品的静音节能化以及豪华型轿车需求量增多,无刷直流电动机需要量迅速增加,无刷直流电机用电子换向替代了电刷和换向器,具有高可靠、高效率、寿命长、调速方便、低噪音等优点,国内近年来在无刷直流电机的设计及控制方面有很多的研究,但与国外成熟的产品相比还有很多地方值得提高,并且很多无刷直流电机生产商都没有给出具体的控制方案,因此在无刷直流电机控制方面的研究是非常有必要的。

由于无刷直流电机具有体积小、重量轻、效率高、调速性能好、转动惯量小、没有励磁损耗等问题,因此在各个领域具有广泛的应用前景,一方面,无刷直流电机与其他异步电机相比具有明显的优势如反馈装置更简单、功率密度更高、输出转矩更大、并且电机和逆变器各自的潜力得到充分的发挥,因此无刷直流电机的应用和研究得到了前所未有的重视,据资料统计表明,无刷直流电机的使用每年以较高比例增长,另一方面无刷直流电机与有刷直流电机相比有更多的优点如电机本体结构简单、运行时无火花、电磁干扰小,无噪声等,因此具备广泛应用前景。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种三相无刷直流电机的数字控制电路,以解决上述背景技术中提出的国内近年来在无刷直流电机的设计及控制方面有很多的研究,但与国外成熟的产品相比还有很多地方值得提高,并且很多无刷直流电机生产商都没有给出具体的数字控制方案的问题。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

一种三相无刷直流电机的数字控制电路,包括单片机、信号产生及处理电路、电流检测电路和隔离电路,所述单片机的引脚PD1端与接口电路的引脚CS端连接,所述电流检测电路的输入端和输出端分别与转速检测电路的输出端和输入端电性连接。

优选的,所述转速检测电路的VCS712模块的VCC端电性连接有电流检测电路的电容的输入端。

优选的,所述电流检测电路包括电阻,且电阻的输出端与转速检测电路的OPAMP运算放大器的输入端电性连接。

优选的,所述单片机为AtmegaBL单片机。

优选的,所述信号产生及处理电路为PWM信号产生与处理电路。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

本实用新型是采用速度闭环系统进行数字化控制,由霍尔位置传感器的位置信号经信号处理后送专用驱动芯片后产生一个速度脉冲信号经单片机处理转换成转速,再运用增量式PI算法,得到PWM控制信号经过光祸隔离电路驱动专用集成驱动芯片闭环控制转速,同时,单片机还监控控制系统的运行状态,当系统出现短路、过流、过压等故障时,单片机将封锁PWM输出信号,使电机停机,并通过LED电路显示故障,由于客户对控制系统的需求不同,本系统设计的各部分在保持相互独立性的同时,又留好相应的接口以便构成一个完整的系统。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图;

图2为本实用新型的信号产生及处理电路图;

图3为本实用新型的电流检测电路图;

图4为本实用新型的转速检测电路图;

图5为本实用新型的隔离电路图;

图6为本实用新型的接口电路图。

图中:1单片机、2信号产生及处理电路、3电流检测电路、31电容、32电阻、4转速检测电路、41OPAMP运算放大器、5隔离电路、6接口电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6,本实用新型提供的一种三相无刷直流电机的数字控制电路,其包括单片机1、信号产生及处理电路2、电流检测电路3和隔离电路5,所述单片机1的引脚PD1端与接口电路6的引脚CS端连接,所述电流检测电路3的输入端和输出端分别与转速检测电路4的输出端和输入端电性连接。

其中,所述转速检测电路4的VCS712模块的VCC端电性连接有电流检测电路3的电容31的输入端,所述电流检测电路3包括电阻32,且电阻32的输出端与转速检测电路4的OPAMP运算放大器41的输入端电性连接,所述单片机1为AtmegaBL单片机,所述信号产生及处理电路2为PWM信号产生及处理电路。

工作原理:本实用新型采用的是速度闭环系统,霍尔位置传感器的位置信号经信号产生及处理电路2处理后送专用驱动芯片后产生一个速度脉冲信号经单片机1处理转换成转速,再运用增量式PI算法,得到PWM控制信号经过光祸隔离电路驱动专用集成驱动芯片闭环控制转速,通过转速检测电路4对转速进行检测,同时,单片机1还监控控制系统的运行状态,当系统出现短路、过流、过压等故障时,单片机1将封锁PWM输出信号,使电机停机,经过电流检测电路3检测后通过LED电路显示故障,由于客户对控制系统的需求不同,本实用新型在保持相互独立性的同时,又留好相应的接口电路6以便构成一个完整的系统,PWM产生了之后还要经过处理才能得到想要输出的输出信号,ATmegaBL产生的PWM信号通过光电耦合在P521的3脚产生同周期的PWM信号经分压滤波之后输出一个0到6V的用于驱动电路的调速电压,图中稳压二极管使P521的4脚稳到9V,P521的3脚的PWM信号经两级RC滤波之后变得平滑,隔离电路5中的P521起到了主控电路与驱动电路电气隔离作用。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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