专利名称：直流无刷电机无位置传感器控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机控制器，是一种电动自行车用利用微电脑控制的直流无刷电机无位置传感器的控制器。
背景技术：
电动自行车一般采用有刷或无刷直流低速电动机。有刷直流电机采用碳刷结构来控制电机的换相，而现有的无刷直流电机基本上是采用电机内部安装传感器霍尔采集电机内部信号来控制电机的换相。不管是有刷还是无刷直流电机，都在电机内部增加一定的电器元件来采集电机内部信号进行换相来达到控制电机的目的。在电机内部安装位置传感器存在许多问题一、传感器的安装使电机的制作工艺更加复杂，增加了电机的成本，不符合降低电机成本的原则；二、传感器的安装质量直接影响电机的稳定性和质量；三、持续高温下，传感器霍尔的寿命短，灵敏度的偏移；四、高压下灵敏度不高；五、电流大，霍尔容易击穿，霍尔的损坏是电机的致命伤害，直接影响到电机的稳定性和质量。
发明内容
本实用新型的目的是为提高电机的稳定性和质量，不需要传感器霍尔，避免了存在传感器时的电机缺陷，同时利用微电脑芯片的实时性和准确性，利用其优点来同步整流，去除换相时脉冲尖峰，减小电机的振动，达到减振和静音效果的直流无刷电机无位置传感器控制器。
本实用新型直流无刷电机无位置传感器控制器的技术方案是其特征在于由微电脑芯片控制模块电路、采集相线中点信号电路、驱动电路、开关电路、电源供电电路、调速开关电路、电流放大电路、限流电路、欠压电路、外围输入信号电路所组成，所述的微电脑芯片控制模块电路是复位电容和复位电阻接入集成块芯片复位脚，滤波电容接入芯片的电源和地脚。
本实用新型的直流无刷电机无位置传感器控制器，不用传感器霍尔，避免了存在传感器时的电机缺陷。而利用微电脑芯片的实时性和准确性，利用其优点来同步整流，去除换相时脉冲尖峰，减小电机的振动，达到减振和静音效果。
图1是本实用新型直流无刷电机无位置传感器控制器电路示意图。
具体实施方式
本实用新型公开了一种直流无刷电机无位置传感器控制器，如图1所示，其主要的技术特征在于由微电脑芯片控制模块电路、采集相线中点信号电路、驱动电路、开关电路、电源供电电路、调速开关电路、电流放大电路、限流电路、欠压电路、外围输入信号电路所组成，所述的微电脑芯片控制模块电路是复位电容3C2和复位电阻3R1接入集成块芯片3IC复位脚，滤波电容3C1接入芯片的电源和地脚。其采集相线中点信号电路是a、b、c三点信号经过模拟电阻9R1、9R2、9R3和分压电阻9R4、9R5和滤波电容9C1输入集成块9IC的5、6、8、10管脚；同时a点信号经过模拟电阻9R8、分压电阻9R9和滤波电容9C3到集成块9IC的第9管脚；b点信号经过模拟电阻9R6、分压电阻9R7和滤波电容9C2到集成块9IC的第7管脚；c点信号经过模拟电阻9R10、分压电阻9R11和滤波电容9C4到集成块9IC的第11管脚；二级稳压电源经分压电阻9R12、9R13到集成块9IC的第4管脚；主电源经滤波电阻9R18到集成块9IC；集成块9IC的第1、2、13、14管脚分别接上拉电阻9R15、9R14、9R16、9R17到微电脑芯片3IC的第5、4、20、18管脚。其驱动电路是由3个相同的电路组成，微电脑芯片3IC的第19管脚输出信号经隔离电阻2R1与调速开关电路的输出信号并联输入集成块2IC1；微电脑芯片3IC的第17管脚与延时电阻相连输入集成块2IC1，集成块2IC1的第1脚经自举二极管与8脚相连、与滤波电容2C4对地滤波；滤波电容2C4接集成块2IC1第6脚，集成块2IC2、2IC3同理相连。其开关电路由三组相同电路组成，CMOS管1T1的栅极经延时电阻1R1与集成块2IC1相连，漏极接电源，源极经抬举电容1C1接入集成块2IC1与CMOS管1T2的漏极相连，并接下拉电阻1R13；CMOS管1T2的栅极接延时电阻1R7接入集成块2IC1、并接下拉电阻1R10，源极接电阻6R5接地，电容1C4对电源滤波。同理第二组COMS管1T3、1T4和第三组CMOS管1T5、1T6的接法相同，电容1C7、1C8对主电源滤波。电源供电电路和调速开关电路，所述的电源供电电路是主电源经二极管8D1、降压电阻8R1和滤波电容8C1到一级稳压集成块8IC1，经滤波电容8IC2滤波后分别接降压电阻8R2、8R3到第二级稳压集成块8IC2、8IC3，然后经滤波电容8C3、8C4、8C5滤波后输出；所述的调速开关电路是调速信号到集成块4IC和经过滤波电容与集成块6IC相连，微电脑芯片3IC输出信号经抬高电压二极管4D4、4D5和充放电电阻4R1和电容4C1到集成块4IC，集成块4IC再去接单向导通二极管4D1、4D2、4D3。其电流放大电路是采集电流的电阻6R5经滤波电阻6R3和电容6C1、6C2输入集成块6IC，比例放大电阻6R1、6R2接入集成块6IC，结果经滤波电阻6R4输入微电脑芯片3IC。其限流电路是采集电流的电阻6R5经滤波电阻6R3和电容6C1、6C2输入集成块4IC，分压电阻5R1、5R2接入集成块4IC，结果经隔离电阻5R3到调速信号。其欠压电路是主电源经分压电阻7R1、7R2接入集成块6IC，二级稳压后电源经滤波电阻7R3和电容7C1到集成块6IC，结果经上拉电阻7R4、二极管7D1、稳压管7D2到调速信号。其外围输入信号电路是巡航信号经二极管10D1、分压电阻10R8与电刹信号经二极管10D2并联，再经上拉电阻10R7输入微电脑芯片3IC；显示口经二极管10D3，分压电阻10R5、10R6到微电脑芯片3IC；调速信号经隔离电阻10R1、10R2、10R3、滤波电容10C2和电阻10R8到集成块4IC和微电脑芯片3IC；限速口经分压电阻10R4到调速信号；刹车信号经单向导通二极管10D4接入调速信号。图1中的L为巡航，M为电刹，N为显示，X为调速，Y为限速，Z为刹车的端点。
本实用新型是一种应用在电动车上的无刷直流电机无位置传感器微电脑控制器，对相线本身信号进行处理，利用微电脑芯片对电机进行控制，这样就不需要在电机内部安装位置传感器霍尔来采集电机信号，为电机的制作省掉许多工艺，节省了电机的成本，而且还提高了电机的稳定性和质量，延长了电机的寿命。同时，控制器是利用微电脑进行控制，因为微电脑芯片有实时性，准确性等优点。每当电机进行一次换相，电机内部线圈产生一次回流放电，形成一次脉冲尖峰，电机将抖动一次，持续的换相使电机振动很大，声音很响。利用微电脑芯片优点对电机进行同步整流，排除电机换相时的脉冲尖峰，消去电机的振动，使电动车更加平稳，达到静音效果。
权利要求1.直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于由微电脑芯片控制模块电路、采集相线中点信号电路、驱动电路、开关电路、电源供电电路、调速开关电路、电流放大电路、限流电路、欠压电路、外围输入信号电路所组成，所述的微电脑芯片控制模块电路是复位电容(3C2)和复位电阻(3R1)接入集成块芯片(3IC)复位脚，滤波电容(3C1)接入芯片的电源和地脚。
2.如权利要求1所述的直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于采集相线中点信号电路是(a、b、c)三点信号经过模拟电阻(9R1、9R2、9R3)和分压电阻(9R4、9R5)和滤波电容(9C1)输入集成块(9IC)的(5、6、8、10)管脚；同时(a)点信号经过模拟电阻(9R8)、分压电阻(9R9)和滤波电容(9C3)到集成块(9IC)的第(9)管脚；(b)点信号经过模拟电阻(9R6)、分压电阻(9R7)和滤波电容(9C2)到集成块(9IC)的第7管脚；(c)点信号经过模拟电阻(9R10)、分压电阻(9R11)和滤波电容(9C4)到集成块(9IC)的第(11)管脚；二级稳压电源经分压电阻(9R12、9R13)到集成块(9IC)的第(4)管脚；主电源经滤波电阻(9R18)到集成块(9IC)；集成块(9IC)的第(1、2、13、14)管脚分别接上拉电阻(9R15、9R14、9R16、9R17)到微电脑芯片(3IC)的第(5、4、20、18)管脚。
3.如权利要求1所述的直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于驱动电路是由3个相同的电路组成，微电脑芯片(3IC)的第(19)管脚输出信号经隔离电阻(2R1)与调速开关电路的输出信号并联输入集成块(2IC1)；微电脑芯片(3IC)的第(17)管脚与延时电阻相连输入集成块(2IC1)，集成块(2IC1)的第(1)脚经自举二极管与(8)脚相连、与滤波电容(2C4)对地滤波；滤波电容(2C4)接集成块(2IC1)第(6)脚，集成块(2IC2、2IC3)同理相连。
4.如权利要求1所述的直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于开关电路由三组相同电路组成，CMOS管(1T1)的栅极经延时电阻(1R1)与集成块(2IC1)相连，漏极接电源，源极经抬举电容(1C1)接入集成块(2IC1)与CMOS管(1T2)的漏极相连，并接下拉电阻(1R13)；CMOS管(1T2)的栅极接延时电阻(1R7)接入集成块(2IC1)、并接下拉电阻(1R10)，源极接电阻(6R5)接地，电容(1C4)对电源滤波；同理第二组COMS管(1T3、1T4)和第三组CMOS管(1T5、1T6)的接法相同，电容(1C7、1C8)对主电源滤波。
5.如权利要求1所述的直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于电源供电电路和调速开关电路，所述的电源供电电路是主电源经二极管(8D1)、降压电阻(8R1)和滤波电容(8C1)到一级稳压集成块(8IC1)，经滤波电容(8IC2)滤波后分别接降压电阻(8R2、8R3)到第二级稳压集成块(8IC2、8IC3)，然后经滤波电容(8C3、8C4、8C5)滤波后输出；所述的调速开关电路是调速信号到集成块(4IC)和经过滤波电容与集成块(6IC)相连，微电脑芯片(3IC)输出信号经抬高电压二极管(4D4、4D5)和充放电电阻(4R1)和电容(4C1)到集成块(4IC)，集成块(4IC)再去接单向导通二极管(4D1、4D2、4D3)。
6.如权利要求1所述的直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于电流放大电路是采集电流的电阻(6R5)经滤波电阻(6R3)和电容(6C1、6C2)输入集成块(6IC)，比例放大电阻(6R1、6R2)接入集成块(6IC)，结果经滤波电阻(6R4)输入微电脑芯片(3IC)。
7.如权利要求1所述的直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于限流电路是采集电流的电阻(6R5)经滤波电阻(6R3)和电容(6C1、6C2)输入集成块(4IC)，分压电阻(5R1、5R2)接入集成块(4IC)，结果经隔离电阻(5R3)到调速信号。
8.如权利要求1所述的直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于欠压电路是主电源经分压电阻(7R1、7R2)接入集成块(6IC)，二级稳压后电源经滤波电阻(7R3)和电容(7C1)到集成块(6IC)，结果经上拉电阻(7R4)、二极管(7D1)、稳压管(7D2)到调速信号。
9.如权利要求1所述的直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于外围输入信号电路是巡航信号经二极管(10D1)、分压电阻(10R8)与电刹信号经二极管(10D2)并联，再经上拉电阻(10R7)输入微电脑芯片(3IC)；显示口经二极管(10D3)，分压电阻(10R5、10R6)到微电脑芯片(3IC)；调速信号经隔离电阻(10R1、10R2、10R3)、滤波电容(10C2)和电阻(10R8)到集成块(4IC)和微电脑芯片(3IC)；限速口经分压电阻(10R4)到调速信号；刹车信号经单向导通二极管(10D4)接入调速信号。
专利摘要一种直流无刷电机无位置传感器控制器，其特征在于由微电脑芯片控制模块电路、采集相线中点信号电路、驱动电路、开关电路、电源供电电路、调速开关电路、电流放大电路、限流电路、欠压电路、外围输入信号电路所组成，所述的微电脑芯片控制模块电路是复位电容和复位电阻接入集成块芯片复位脚，滤波电容接入芯片的电源和地脚。本技术方案不需要传感器霍尔，避免了存在传感器时的电机缺陷。而利用微电脑芯片的实时性和准确性，利用其优点来同步整流，去除换相时脉冲尖峰，减小电机的振动，达到减振和静音效果。
文档编号H02P6/18GK2919684SQ20052011726
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月13日 优先权日2005年12月13日
发明者鲍文光 申请人:鲍文光