一种两组霍尔传感器容错控制装置的制作方法

1.本实用新型属于霍尔传感器技术领域，特别是涉及一种两组霍尔传感器容错控制装置。


背景技术：

2.霍尔位置传感器因其简单可靠而广泛应用于无刷电机的位置检测中，但是由于工况恶劣会引起霍尔传感器故障，使电机不能正常工作。因此部分无刷电机安装有两组霍尔传感器，当其中一组出现故障时手动切换到另一组霍尔传感器。该方法需要在出现故障时人为干预，且两组三相霍尔传感器各损坏任意一相时，系统仍然不能正常工作，容错率较低。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种两组霍尔传感器容错控制装置，在霍尔传感器出现故障时，通过组合的方式输出一组正常的三相霍尔信号，使控制器能够正常工作，解决了背景技术中的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.本实用新型的一种两组霍尔传感器容错控制装置，包括包括模拟开关、第一霍尔传感器接口、第二霍尔传感器接口、单片机、输出端接口，其特征在于：
6.所述模拟开关采用cd4053型号；
7.所述第一霍尔传感器接口外接第一霍尔传感器；
8.所述第一霍尔传感器的第一组信号分成两路，于第一组信号节点位置，一路分别接模拟开关的第一组节点，另一路分别接第一组二极管；所述第一组信号节点经过第一组二极管后变为第二组信号节点，接单片机；
9.所述第二霍尔传感器接口外接第二霍尔传感器；
10.所述第二霍尔传感器的第二组信号分成两路，于第三组信号节点位置，一路分别接模拟开关的第一组引脚，另一路分别接第二组二极管；所述第三组信号节点经过第二组二极管后变为第四组信号节点，接单片机；
11.所述模拟开关的第二组引脚分别输出信号接输出接口，输出接口外接电机控制器的霍尔输入接口；所述模拟开关的第三组引脚接单片机。
12.进一步地，所述第一组二极管后依次连接有第一组上拉电阻。
13.进一步地，所述第二组二极管后依次连接有第二组上拉电阻。
14.进一步地，所述第一组二极管以及第二组二极管均采用sd103型号。
15.本实用新型相对于现有技术包括有以下有益效果：
16.本实用新型的电路结构在霍尔传感器出现故障时，通过第一霍尔传感器以及第二霍尔传感器分别接模拟开关以及对应的二极管，分别进行信号转换后接单片机，分别实现对第一霍尔传感器以及第二霍尔传感器当前故障状态的检测；通过组合的方式输出一组正
常的三相霍尔信号，使控制器能够正常工作，提高了系统容错能力，且不需要人工干预，使用方便。
17.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型一种两组霍尔传感器容错控制装置的结构拓扑图；
20.图2为本实用新型一种两组霍尔传感器容错控制装置的具体电路图。
具体实施方式
21.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“输出端”、“一路”、“另一路”、“输入接口”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.请参阅图1-2所示，本实用新型的一种两组霍尔传感器容错控制装置，包括模拟开关、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、单片机、输出端；
24.模拟开关采用cd4053型号；
25.第一霍尔传感器接口外接第一霍尔传感器；第一霍尔传感器的第一组信号3、4、5分成两路，于第一组信号节点hu0、hv0、hw0位置，一路分别接模拟开关的第一组节点a0、b0、c0，另一路分别接第一组二极管d1、d2、d3；第一信号节点hu0、hv0、hw0经过第一组二极管d1、d2、d3后变为第二组信号节点u0、v0、w0，接单片机，用于检测霍尔信号，判断第一组霍尔传感器当前的故障状态；
26.第二霍尔传感器接口外接第一霍尔传感器；第二霍尔传感器的第二组信号3、4、5分成两路，于第三组信号节点hu1、hv1、hw1位置，一路分别接模拟开关的第一组引脚a1、b1、c1，另一路分别接第二组二极管d4、d5、d6；第三组信号节点hu1、hv1、hw1经过第二组二极管d4、d5、d6后变为第四组信号节点u1、v1、w1，接单片机，用于检测霍尔信号，判断第二组霍尔传感器当前的故障状态；
27.模拟开关的第二组引脚ao、bo、co分别输出信号huout、hvout、hwout 接电机控制器的霍尔输入接口；模拟开关的第三组引脚a、b、c、inh接单片机，第三组引脚a、b、c、inh分别对应模拟开关的11、10、9、6脚，输出信号节点分别为selectu、selectv、selectw、control，表示模拟开关与单片机的连接点，用于控制模块开关，以选择连通第一霍尔传感器的u相还是第二霍尔传感器的u相。
28.判断出两组霍尔传感器的故障状态后，单片机的输出信号控制模拟开关以切换无故障的霍尔信号到输出端，若selectu为低，则信号huout接到hu0，若selectu为高，则huout接到hu1。
29.若第一组霍尔传感器的u相有故障，则selectu置高，即将huout接到 hu1；若第一组霍尔传感器的u相无故障，则selectu拉低，即将huout接到 hu0；第二霍尔传感器同理，若第二组霍尔传感器的u相有故障，则selectu 置高，即将huout接到hu0；若第一组霍尔传感器的u相无故障，则selectu 拉低，即将huout接到hu1。
30.其中，第一组二极管d1、d2、d3后依次连接有第一组上拉电阻r1、r2、 r3。
31.其中，第二组二极管d4、d5、d6后依次连接有第二组上拉电阻r4、r5、 r6。
32.其中，第一组二极管d1、d2、d3以及第二组二极管d4、d5、d6均采用 sd103型号，与上拉电阻配合，用于电平转换；
33.如图2所示，第二组信号节点u0、v0、w0接单片机，用于检测第一霍尔传感器信号，具体接的脚为单片机普通输入输出引脚；第四组信号节点u1、 v1、w1接单片机，用于检测第二霍尔传感器信号，具体接的脚为单片机普通输入输出引脚。
34.本电路进行故障诊断的方法分为两种，一是开机启动时故障诊断，二是运行过程故障诊断。(1)开机启动时故障诊断方法为：读取历史故障状态，若历史故障码为无故障状态，则检测当前霍尔传感器信号状态，同为高或同为低则有故障。(2)运行过程故障诊断方法为：运行过程中，发生跳变的认为无故障，故障码记为0,有故障的霍尔传感器信号若为高则认为断路，有故障的霍尔传感器信号若为低则认为短路。u相断路故障记为0x11，u相短路故障记为0x10；v相断路故障记为0x22，v相短路故障记为0x20；w相断路故障记为0x44，w短断路故障记为0x40；同一组霍尔传感器故障码为三个故障码的叠加。若当前故障码与上一刻的故障码不一致，则保存故障码。
35.有益效果：
36.本实用新型的电路结构在霍尔传感器出现故障时，通过第一霍尔传感器以及第二霍尔传感器分别接模拟开关以及对应的二极管，分别进行信号转换后接单片机，分别实现对第一霍尔传感器以及第二霍尔传感器当前故障状态的检测；通过组合的方式输出一组正常的三相霍尔信号，使控制器能够正常工作，提高了系统容错能力，且不需要人工干预，使用方便。
37.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。