一种直流无刷电机及其控制电路的制作方法

本实用新型属于电机技术领域，尤其涉及一种直流无刷电机及其控制电路。

背景技术：

直流无刷电机，又称永磁同步电机，以其高效节能和静音、小型等优点得到了广泛地应用。与传统的异步电机相比，转子内嵌的磁钢提供了磁场，使得电机励磁电流大幅下降甚至无需励磁电流，大幅度提高了电机本体效率。

直流无刷电机在各行各业得到了广泛应用，例如汽车电子、便携式转动设备等领域，一般的三相直流无刷电机控制需要微控制单元(microcontrollerunit；mcu)电路、驱动电路、传感器电路、六个功率管组成的主功率电路等部分组成，对于小型吹风机、自动窗帘机等应用，成本高、控制复杂，限制了无刷直流电机的应用。

因此，直流无刷电机中存在直流无刷电机往往需要微控制单元(microcontrollerunit；mcu)对系统进行控制，电路复杂，成本过高，维护困难的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种直流无刷电机及其控制电路，旨在解决直流无刷电机中存在直流无刷电机往往需要微控制单元对系统进行控制，电路复杂，成本过高，维护困难的问题。

一种直流无刷电机控制电路，所述直流无刷电机控制电路包括：

直流电源，配置为提供电源；

传感器单元，所述传感器单元包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器；所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器均用于检测所述电机的转子的位置，分别输出第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号；其中，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器相隔120度安装；

功率逆变电路，所述功率逆变电路与所述第一传感器、所述第二传感器以及所述第三传感器连接，根据所述第一位置信号、所述第二位置信号和所述第三位置信号，输出三相控制信号。

在其中一个实施例中，所述功率逆变电路包括主控制电路和辅助电路，所述主控制电路与所述传感器单元连接，所述主控制电路外接直流无刷电机的三相绕组，所述辅助电路连接于所述传感器单元和所述主控制电路之间。

在其中一个实施例中，所述辅助电路包括第一功率管、第二功率管和第三功率管；所述第一功率管的控制端连接所述第一传感器，所述第一功率管的第一端连接所述第二传感器的，所述第一功率管的第二端连接所述直流电源的负极，所述第二功率管的控制端连接所述第二传感器，所述第二功率管的第一端连接所述第三传感器，所述第二功率管的第二端连接所述直流电源的负极，所述第三功率管的控制端连接所述第三传感器，所述第三功率管的第一端连接所述第一传感器，所述第三功率管的第二端连接所述直流电源的负极。

在其中一个实施例中，所述第一功率管、所述第二功率管以及所述第三功率管均为三极管。

在其中一个实施例中，所述主控制电路包括第四功率管、第五功率管和第六功率管；所述第四功率管的控制端连接所述第三传感器，所述第四功率管的第一端连接直流无刷电机的三相绕组的a相，所述第四功率管的第二端连接所述直流电源的负极，所述第五功率管的控制端连接所述第一传感器，所述第五功率管的第一端连接直流无刷电机的三相绕组的b相，所述第五功率管的第二端连接所述直流电源的负极，所述第六功率管的控制端连接所述第二传感器，所述第六功率管的第一端连接直流无刷电机的三相绕组的c相，所述第六功率管的第二端连接所述直流电源的负极。

在其中一个实施例中，所述第四功率管、所述第五功率管以及所述第六功率管均为三极管。

在其中一个实施例中，所述第一传感器的输出端通过第一电阻连接所述直流电源的正极，所述第二传感器的输出端通过第二电阻连接所述直流电源的正极，所述第三传感器的输出端通过第三电阻连接所述直流电源的正极。

在其中一个实施例中，所述第一传感器、第二传感器以及第三传感器均为霍尔传感器。

在其中一个实施例中，所述第一传感器的电源端、第二传感器的电源端以及第三传感器的电源端均连接所述直流电源。

此外，还提供了一种直流无刷电机，所述直流无刷电机包括：上述的直流无刷电机控制电路。

上述的直流无刷电机控制电路，仅使用3个传感器构成传感电路，同时兼顾发出驱动控制信号，一方面可以判定直流无刷电机的转子位置，另一方面可以发出三相直流无刷电机三相主功率电路的三相控制信号，电路简单，可靠，成本低，可以广泛应用于小型吹风机、自动窗帘机中。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的直流无刷电机控制电路的电路原理图；

图2为图1所示的直流无刷电机控制电路中传感器单元的位置示意图；

图3为第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号的波形图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型实施例提供的直流无刷电机控制电路的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供了一种直流无刷电机控制电路，该直流无刷电机控制电路包括：直流电源、传感器单元1和功率逆变电路2。仅使用3个传感器构成传感电路，同时兼顾发出驱动控制信号，一方面可以判定直流无刷电机的转子位置，另一方面可以发出三相直流无刷电机三相主功率电路的三相控制信号，电路简单，可靠，成本低，可以广泛应用于小型吹风机、自动窗帘机中。

如图1和图2所示，传感器单元1包括第一传感器11、第二传感器12以及第三传感器13；第一传感器11、第二传感器12和第三传感器13均用于检测电机的转子的位置，分别输出第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号；其中，第一传感器11、第二传感器12和第三传感器13相隔120度安装。其中，第一传感器11、第二传感器12以及第三传感器13均为霍尔传感器，当无刷直流电机的转子分别经过第一传感器11、第二传感器12或第三传感器13，第一传感器11、第二传感器12或第三传感器13分别输出一个半个周期的高电平信号，再输出半个周期的低电平信号，分别组成第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号。

如图1所示，功率逆变电路2与第一传感器11、第二传感器12以及第三传感器13连接，根据第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号，输出三相控制信号。其中，功率逆变电路2包括第三传感器21和辅助电路22，第三传感器21与传感器单元1连接，第三传感器21外接直流无刷电机的三相绕组，辅助电路22连接于传感器单元1和第三传感器21之间。

在其中一个实施例中，辅助电路22包括第一功率管q1、第二功率管q2和第三功率管q3；第一功率管q1的控制端连接第一传感器11，第一功率管q1的第一端连接第二传感器12，第一功率管q1的第二端连接直流电源的负极，第二功率管q2的控制端连接第二传感器12，第二功率管q2的第一端连接第三传感器13，第二功率管q2的第二端连接直流电源的负极，第三功率管q3的控制端连接第三传感器13，第三功率管q3的第一端连接第一传感器11，第三功率管q3的第二端连接直流电源的负极。第三传感器21包括第四功率管q4、第五功率管q5和第六功率管q6；第四功率管q4的控制端连接第三传感器13，第四功率管q4的第一端连接直流无刷电机的三相绕组的a相，第四功率管q4的第二端连接直流电源的负极，第五功率管q5的控制端连接第一传感器11，第五功率管q5的第一端连接直流无刷电机的三相绕组的b相，第五功率管q5的第二端连接直流电源的负极，第六功率管q6的控制端连接第二传感器12，第六功率管q6的第一端连接直流无刷电机的三相绕组的c相，第六功率管q6的第二端连接直流电源的负极。

在其中一个实施例中，第一功率管q1、第二功率管q2以及第三功率管q3均为三极管；第四功率管q4、第五功率管q5以及第六功率管q6均为三极管，在其他实施例中，第一功率管q1、第二功率管q2、第三功率管q3、第四功率管q4、第五功率管q5以及第六功率管q6可以为实现相同功能的其他功率器件，例如场效应管和igbt。

第一传感器11的输出端与第一功率管q1、第五功率管q5的基极以及第三功率管q3的集电极连接，第二传感器12的输出端与第二功率管q2、第六功率管q6的基极以及第一功率管q1的集电极连接；第三传感器13的输出端与第三功率管q3、第四功率管q4的基极以及第二功率管q2的集电极连接；第四功率管q4的集电极、第五功率管q5的集电极以及第六功率管q6的集电极分别与直流无刷电机的三相绕组中的a相绕组a、b相绕组b以及c相绕组c连接，a相绕组a、b相绕组b以及c相绕组c的另一端连接在一起，再与直流电源的正极连接。第一功率管q1的发射极、第二功率管q2的发射极、第三功率管q3的发射极、第四功率管q4的发射极、第五功率管q5的发射极以及第六功率管q6的发射极均接地。

如图1所示，第一传感器11的输出端通过第一电阻r1连接直流电源的正极，第二传感器12的输出端通过第二电阻r2连接直流电源的正极，第三传感器13的输出端通过第三电阻r3连接直流电源的正极。直流电源配置为提供电源，第一传感器11的电源端、第二传感器12的电源端以及第三传感器13的电源端均连接直流电源。

图3为第一位置信号、第二位置信号和第三位置信号的波形图，如图3所示，当直流无刷电机的转子旋转到第一传感器11位置时，第一传感器11输出半个周期的高电平，在该半个周期内，第二传感器12输出的第二位置信号前120度输出低电平，直流无刷电机的转子旋转到第二传感器12位置后，后60度输出高电平，第三传感器13前60度输出高电平，后120度输出低电平，由此，在0-60度范围，第四功率管q4导通，直流无刷电机的a相绕组a有电流流过，在60-180度范围，第五功率管q5导通，直流无刷电机的b相绕组b有电流流过。同理，在下半个周期内，第一传感器11输出低电平，在180-300度范围，第六功率管q6导通，直流无刷电机的c相绕组c有电流流过，在300-360度范围，第四功率管q4导通，直流无刷电机的a相有电流流过。根据此时序，三相绕组的三个绕组分别通电三分之一周期，周而复始，电机可靠运转。

在上述直流无刷电机控制电路的基础上，本实用新型实施例还提供了一种直流无刷电机，该直流无刷电机包括：上述的直流无刷电机控制电路。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。