专利名称：无刷电机的译码电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种译码电路，特别是一种无刷电机驱动控制器的译码装置。适用于电动车的3相6态无刷电机。
背景技术：
公开使用的电动车用无刷电机大多采用3相6态无刷电机。3相6态的无刷电机的结构描述如下无刷电机里面有3个霍耳元件，用来感应电机的转子和定子的相对位置，定子和转子在不同的相对位置，3个霍耳元件会有6组不同的真值信号组合。3相指的是无刷电机相线数是3，6态指的是无刷电机的霍耳真值有6种组合。3相6态无刷电机必须用专用的驱动控制器才能驱动其旋转起来。控制器根据6种组合的霍耳真值可以分析出无刷电机转子和定子的相对位置，定子和转子在不同的位置，控制器给3个相线对应的高低电压，这样无刷电机就能连续旋转。无刷电机驱动控制器是用6个功率元件组成3相桥式电路来对无刷电机的3个相线进行有规则的通电。这6个桥式功率元件的规则通电是受霍耳真值译码电路来控制的。
目前，3相6态的无刷电机的译码电路有2种类型1、专用的无刷电机译码芯片。2、用单片机编程的方式，对6态霍耳真值进行译码。第一种译码方式的优点专用芯片是硬件做的，可靠性高，抗干扰能力强，附加功能多；缺点价格高。第二种译码方式的优点单片机除了可以译码外，还可以控制一些别的电动车参数，控制灵活；缺点价格高，单片机的可靠性低于硬件电路。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种由常见电压比较器构成的无刷电机的译码电路，这种译码电路价格极低、可靠性高。
本实用新型通过以下技术方案实现一种无刷电机的译码电路，它包括3路电平转换电路和由6个电压比较器组成的逻辑比较电路，第一路电平转换电路由极性顺接的二极管D4和D1串联组成，二极管D4的负极为第一输入端SA，二极管D1的正极与第一电压比较器Au的同相输入端连接，二极管D4和D1的公共端与第三电压比较器Cu的异相输入端连接；第二路电平转换电路由极性顺接的二极管D5和D2串联组成，二极管D5的负极为第二输入端SB，二极管D2的正极与第二电压比较器Bu的同相输入端连接，二极管D5和D2的公共端与第一电压比较器Au的异相输入端连接；第三路电平转换电路由极性顺接的二极管D6和D3串联组成，二极管D6的负极为第三输入端SC，二极管D3的正极与第三电压比较器Cu的同相输入端连接，二极管D6和D3的公共端与第二电压比较器Bu的异相输入端连接；第一电压比较器Au、第二电压比较器Bu和第三电压比较器Cu的同相输入端均经电阻接电源，第一电压比较器Au、第二电压比较器Bu和第三电压比较器Cu的异相输入端均经电阻接地；第四电压比较器Ab的同相输入端与第三电压比较器Cu的异相输入端连接，第四电压比较器Ab的异相输入端与第二电压比较器Bu的同相输入端连接；第五电压比较器Bb的同相输入端与第一电压比较器Au的异相输入端连接，第五电压比较器Bb的异相输入端与第三电压比较器Cu的同相输入端连接；第六电压比较器Cb的同相输入端与第二电压比较器Bu的异相输入端连接，第六电压比较器Cb的异相输入端与第一电压比较器Au的同相输入端连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果(一)采用常见的电压比较器，对分压后的霍耳信号进行处理，实现了对3相6态无刷电机霍耳信号的译码；(二)价格极低，可靠性高。
图1是本实用新型的原理方框图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作详细说明。
如图1所示，本实用新型的无刷电机的译码电路，它包括3路电平转换电路和由6个电压比较器组成的逻辑比较电路，逻辑比较电路有上3路逻辑输出和下3路逻辑输出。
如图2所示，第一路电平转换电路由二极管D4和D1串联组成，二极管D4的负极为第一输入端SA，二极管D1的正极SA1与第一电压比较器Au的同相输入端连接，二极管D4和D1的公共端SA2与第三电压比较器Cu的异相输入端连接。第二路电平转换电路由二极管D5和D2串联组成，二极管D5的负极为第二输入端SB，二极管D2的正极SB1与第二电压比较器Bu的同相输入端连接，二极管D5和D2的公共端SB2与第一电压比较器Au的异相输入端连接。第三路电平转换电路由二极管D6和D3串联组成，二极管D6的负极为第三输入端SC，二极管D3的正极SC1与第三电压比较器Cu的同相输入端连接，二极管D6和D3的公共端SC2与第二电压比较器Bu的异相输入端连接。
第一电压比较器Au、第二电压比较器Bu和第三电压比较器Cu的同相输入端分别经电阻R1、R2和R3接+5伏电源，第一电压比较器Au、第二电压比较器Bu和第三电压比较器Cu的异相输入端分别经电阻R5、R6和R4接地。第四电压比较器Ab、第五电压比较器Bb和第六电压比较器Cb的同相输入端分别接第三电压比较器Cu、第一电压比较器Au和第二电压比较器Bu的异相输入端。
第四电压比较器Ab、第五电压比较器Bb和第六电压比较器Cb的异相输入端分别接第二电压比较器Bu、第三电压比较器Cu和第一电压比较器Au的同相输入端。第一电压比较器Au、第二电压比较器Bu、第三电压比较器Cu、第四电压比较器Ab、第五电压比较器Bb和第六电压比较器Cb和输出端分为Au、Bu、Cu、Ab、Bb和Cb。
以下对译码电路原理进行分析
1、码电路真值表
表一
注SA、SB、SC是霍耳元件的输出信号，1代表高电位，0代表低电位。
AU、BU、CU是上端功率元件的控制信号，1代表功率管截止，0代表功率管导通。
AB、BB、CB是下端功率元件的控制信号，1代表功率管导通，0代表功率管截止。
表一为现有技术中，专用的无刷电机译码芯片和用单片机编程的方式所能实现的逻辑功能。
2、以下120度电机霍耳真值为例对本实用新型的译码电路进行分析
霍耳元件供电电压和VCC电压一致，为了说明方便，R1和R4取值一致，R2和R5取值一致，R3和R6取值一致，VCC＝5.5V，二极管正向导通电压降按照0.5V计(单位V)，第一电压比较器Au、第二电压比较器Bu、第三电压比较器Cu、第四电压比较器Ab、第五电压比较器Bb和第六电压比较器Cb的输出端电压值分别用AU、BU、CU、AB、BB、CB表示。结合图1，分析如下；
当SA＝5.5V、SB＝0V、SC＝0V时，D4截止、D5导通、D6导通，SA2＝2.5V、SB2＝0.5V、SC2＝0.5V，SA1＝3.0V、SB1＝1.0V、SC1＝1.0V，第一电压比较器Au和第四电压比较器Ab翻转输出高电平，即上端功率控制信号AU为1、BU为0、CU为0，下端功率控制信号AB为1、BB为0、CB为0。
当SA＝5.5V、SB＝5.5V、SC＝0V时，D4截止、D5截止、D6导通，SA2＝2.5V、SB2＝2.5V、SC2＝0.5V，SA1＝3.0V、SB1＝3.0V、SC1＝1.0V，第一电压比较器Au、第二电压比较器Bu和第五电压比较器Bb翻转输出高电平，即上端功率控制信号AU为1、BU为1、CU为0，下端功率控制信号AB为0、BB为1、CB为0。
当SA＝0V、SB＝5.5V、SC＝0V时，D4导通、D5截止、D6导通，SA2＝0.5V、SB2＝2.5V、SC2＝0.5V，SA1＝1.0V、SB1＝3.0V、SC1＝1.0V，第二电压比较器Bu、第三电压比较器Cu和第五电压比较器Bb翻转输出高电平，即上端功率控制信号AU为0、BU为1、CU为1，下端功率控制信号AB为0、BB为1、CB为0。
当SA＝0V、SB＝5.5V、SC＝5.5V时，D4导通、D5截止、D6截止，SA2＝0.5V、SB2＝2.5V、SC2＝2.5V，SA1＝1.0V、SB1＝3.0V、SC1＝3.0V，第二电压比较器Bu、第三电压比较器Cu和第六电压比较器Cb翻转输出高电平，即上端功率控制信号AU为0、BU为1、CU为1，下端功率控制信号AB为0、BB为0、CB为1。
当SA＝0V、SB＝0V、SC＝5.5V时，D4导通、D5导通、D6截止，SA2＝0.5V、SB2＝0.5V、SC2＝2.5V，SA1＝1.0V、SB1＝1.0V、SC1＝3.0V，第一电压比较器Au、第三电压比较器Cu和第六电压比较器Cb翻转输出高电平，即上端功率控制信号AU为1、BU为0、CU为1，下端功率控制信号AB为0、BB为0、CB为1。
当SA＝5.5V、SB＝0V、SC＝5.5V时，D4截止、D5导通、D6截止，SA2＝2.5V、SB2＝0.5V、SC2＝2.5V，SA1＝3.0V、SB1＝1.0V、SC1＝3.0V，第一电压比较器Au、第三电压比较器Cu和第四电压比较器Ab翻转输出高电平，即上端功率控制信号AU为1、BU为0、CU为1，下端功率控制信号AB为1、BB为0、CB为0。
以上本实用新型的译码电路进行分析数据汇总后得到表二。
表二
注表二中功率器件的控制信号1代表高电位，0代表低电位。
把比较器端口电压一栏省掉，SA、SB、SC电压用数字量1和0代写，可整理成表三。
以上就是对120度无刷电机霍耳6态的译码分析，表一和表三在对120度无刷电机的6态译码是完全对应的。这说明，本实用新型的由常见电压比较器构成的无刷电机的译码电路，完全能够实现专用的无刷电机译码芯片和用单片机编程的方式这两种现有技术所能实现的逻辑功能。
对60度无刷电机的译码SB信号在进入译码电路之前，进行高低电位转换，即把1转换为0，把0转换成1。或在SB信号进入译码电路之前经过非门电路转换。这样60度无刷电机的SA、SB、SC就能和120度无刷电机的SA、SB、SC一致了，原来120度无刷电机的译码电路就能对60度无刷电机进行正确的译码了，其译码过程分析参考120度无刷电机的译码分析。
表三
本实用新型采用常见的电压比较器，对分压后的霍耳信号进行处理，实现了对3相6态无刷电机霍耳信号的译码，价格极低，可靠性高。而现有技术中的无刷电机控制器专用芯片，目前主要供应商是MOTOROLA，SANYO，IR等，其价格相当高，比用单片机控制价格还要高。现有技术中专用芯片的附加功能如正反转调整，制动控制等，在电动车控制器中几乎是没用的。
权利要求1、一种无刷电机的译码电路，其特征是，它包括3路电平转换电路和由6个电压比较器组成的逻辑比较电路，第一路电平转换电路由极性顺接的二极管D4和D1串联组成，二极管D4的负极为第一输入端SA，二极管D1的正极与第一电压比较器Au的同相输入端连接，二极管D4和D1的公共端与第三电压比较器Cu的异相输入端连接；第二路电平转换电路由极性顺接的二极管D5和D2串联组成，二极管D5的负极为第二输入端SB，二极管D2的正极与第二电压比较器Bu的同相输入端连接，二极管D5和D2的公共端与第一电压比较器Au的异相输入端连接；第三路电平转换电路由极性顺接的二极管D6和D3串联组成，二极管D6的负极为第三输入端SC，二极管D3的正极与第三电压比较器Cu的同相输入端连接，二极管D6和D3的公共端与第二电压比较器Bu的异相输入端连接；第一电压比较器Au、第二电压比较器Bu和第三电压比较器Cu的同相输入端均经电阻接电源，第一电压比较器Au、第二电压比较器Bu和第三电压比较器Cu的异相输入端均经电阻接地；第四电压比较器Ab的同相输入端与第三电压比较器Cu的异相输入端连接，第四电压比较器Ab的异相输入端与第二电压比较器Bu的同相输入端连接；第五电压比较器Bb的同相输入端与第一电压比较器Au的异相输入端连接，第五电压比较器Bb的异相输入端与第三电压比较器Cu的同相输入端连接；第六电压比较器Cb的同相输入端与第二电压比较器Bu的异相输入端连接，第六电压比较器Cb的异相输入端与第一电压比较器Au的同相输入端连接。
专利摘要本实用新型公开一种无刷电机的译码电路，它包括3路电平转换电路和由6个电压比较器组成的逻辑比较电路，每路电平转换电路由极性顺接的二极管串联组成。第一、第二和第三路电平转换电路的输出端分别接第一、第二和第三电压比较器的同相输入端。第一、第二和第三电压比较器的同相输入端均经电阻接电源，第一、第二和第三电压比较器的异相输入端均经电阻接地。第四、第五和第六电压比较器的同相输入端分别接第三、第一和第二电压比较器的异相输入端，第四、第五和第六电压比较器的异相输入端分别接第二、第三和第一电压比较器的同相输入端。本实用新型采用常见的电压比较器，对分压后的霍耳信号进行处理，实现了对3相6态无刷电机霍耳信号的译码，价格极低，可靠性高。
文档编号H02P6/00GK2802840SQ20052002657
公开日2006年8月2日 申请日期2005年7月5日 优先权日2005年7月5日
发明者谢炎民 申请人:谢炎民