一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路，该电路包括：霍尔感应模块、转向选择模块、主IC控制模块、线圈驱动模块、转速控制模块以及电流采样模块；所述霍尔感应模块的输出端、转向选择模块的输出端和电流采样模块的输出端与主IC控制模块电性连接；线圈驱动模块的输入端、转速控制模块的输入端与主IC控制模块电性连接并由主IC控制模块控制转速。根据电流采样模块、转向选择模块和霍尔感应模块提供的电路信息，主IC控制模块驱动线圈实现电机的控制，使得电机的控制方便、调速稳定。
【专利说明】一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电机驱动【技术领域】，尤其涉及一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路。
【背景技术】
[0002]传统的直流电动机利用电刷进行机械换向，由此带来的噪声、火花和电磁干扰等致命弱点大大限制了它的使用范围。为了取代有刷直流电动机的电刷一换向器结构，人们做出了长期的探索。早在1915年，美国人Langmill实用新型了带控制栅极的水银整流器，制成了由直流变交流的逆变装置。1917年，Boliger提出了用整流管代替有刷直流电动机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电动机的基本思想。十多年后，有人开始研制以电子换向代替电刷机械换向的直流电动机，但是由于受到当时元器件工艺的限制，没有能够发展起来。1955年，美国人D.Harrison等人首先申请了用晶体管换向线路取代有刷直流电动机机械电刷的专利，标志着现代无刷直流电动机的诞生。随着半导体技术的飞速发展，人们通过1876年美国人霍尔发现的霍尔效应的启示，并经过艰苦的努力，终于在1962年试制成功了借助霍尔元件换向的无刷直流电动机，从而开创了无刷直流电动机的新纪元。1978年原联邦德国Mannesmann公司的Indramat分部在汉诺威贸易展览会上正式推出了 MAC经典永磁无刷直流电动机及其驱动系统，标志着无刷电动机真正进入了实用阶段。
[0003]然而现有的无刷直流电机依然存在着控制比较复杂，调速不太稳定的情况。
实用新型内容
[0004]本实用新型提出了一种通过主IC控制模块驱动，霍尔感应模块感应位置讯号，然后控制转速大小，使得电机的控制方便、调速稳定的直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路。
[0005]为实现上述设计，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路，包括:霍尔感应模块、转向选择模块、主IC控制模块、线圈驱动模块、转速控制模块和电流采样模块；所述霍尔感应模块的输出端、转向选择模块的输出端以及电流采样模块的输出端与主IC控制模块电性连接；线圈驱动模块的输入端、转速控制模块的输入端与主IC控制模块电性连接并由主IC控制模块控制转速。
[0007]其中，霍尔感应模块包括电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C3、电容C7、电容C10、霍尔传感器U2、霍尔传感器U3、霍尔传感器U5 ;线圈驱动模块包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C4、电容C5、电容C6 ;转速控制模块包括电容C9、电阻RlO ；电流采样模块包括电阻R4、电阻R5 ;转向选择模块包括电阻R2 ;主IC控制模块包括LB11988芯片U4和电容C8 ；电阻Rl的一端接+5V，另一端和电阻R9的一端、电阻R7的一端、电阻R3的一端相连，电阻R9的另一端和霍尔传感器U2的引脚4相连，电阻R7的另一端和电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端和霍尔传感器U3的引脚4相连；电阻R3的另一端和霍尔传感器U5的引脚4相连；霍尔传感器U2的引脚2、霍尔传感器U3的引脚2、霍尔传感器U5的引脚2均和电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地；霍尔传感器U2的引脚I和芯片U4的引脚7相连，引脚3和芯片U4的引脚8相连；霍尔传感器U3的引脚I和芯片U4的引脚9相连，引脚3和芯片U4的引脚10相连；霍尔传感器U5的引脚I和芯片U4的引脚11相连，引脚3和芯片U4的引脚12相连；电阻R2的一端和芯片U4的引脚4相连，一端接+12V ;芯片U4的引脚6与电容C8的一端相连，电容C8的另一端接地；芯片U4的引脚5接地；电阻RlO的一端接+12V，另一端与芯片U4的引脚13、引脚14相连；电容C9的一端接地，另一端与芯片U4的引脚13、引脚14相连；电阻R4的一端接地，另一端与芯片U4的引脚15相连；电阻R5的一端接地，另一端与芯片U4的引脚15相连；电容C4、电容C5、电容C6的一端均接地,另一端分别于芯片U4的引脚18、引脚17、引脚I相连；电感L1、电感L2、电感L3的一端互连，另一端分别于芯片U4的引脚17、引脚18、引脚I相连。
[0008]其中，还包括电源输入模块，所述电源输入模块包括三端稳压电源调整器U1、电容Cl、电容C2，所述电容Cl 一端接地，另一端和三端稳压电源调整器Ul的引脚3相连，三端稳压电源调整器Ul的引脚3接入+12V，引脚2接地，引脚I输出+5V，电容C2 —端接地，另一端与三端稳压电源调整器Ul的引脚I相连。
[0009]本实用新型的有益效果在于:根据电流采样模块、转向选择模块和霍尔感应模块提供的电路信息，主IC控制模块驱动线圈实现电机的控制，使得电机的控制方便、调速稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路的模块结构图；
[0011]图2是本实用新型一种直流无刷二相霍尔传感器电机驱动电路的电路原理图；
[0012]图3是本实用新型一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路的输入电压模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0014]图1是本实用新型一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路的模块结构图。
[0015]如图1所示，该电路包括:霍尔感应模块120、转向选择模块130、主IC控制模块110、线圈驱动模块140、转速控制模块150和电流采样模块160 ;所述霍尔感应模块120的输出端、转向选择模块130的输出端以及电流采样模块160的输出端与主IC控制模块110电性连接；线圈驱动模块140的输入端、转速控制模块150的输入端与主IC控制模块110电性连接并由主IC控制模块110控制转速。
[0016]根据电流采样模块160、转向选择模块130和霍尔感应模块120提供的电路信息，主IC控制模块110驱动线圈实现电机的控制，使得电机的控制方便、调速稳定。
[0017]进一步地，如图2所示，霍尔感应模块包括电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C3、电容C7、电容C10、霍尔传感器U2、霍尔传感器U3、霍尔传感器U5 ;线圈驱动模块包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C4、电容C5、电容C6 ;转速控制模块包括电容C9、电阻RlO ;电流采样模块包括电阻R4、电阻R5 ;转向选择模块包括电阻R2 ;主1(:控制模块包括LBl 1988芯片U4和电容C8 ;电阻Rl的一端接+5V，另一端和电阻R9的一端、电阻R7的一端、电阻R3的一端相连，电阻R9的另一端和霍尔传感器U2的引脚4相连，电阻R7的另一端和电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端和霍尔传感器U3的引脚4相连；电阻R3的另一端和霍尔传感器U5的引脚4相连；霍尔传感器U2的引脚2、霍尔传感器U3的引脚2、霍尔传感器U5的引脚2均和电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地；霍尔传感器U2的引脚I和芯片U4的引脚7相连，引脚3和芯片U4的引脚8相连；霍尔传感器U3的引脚I和芯片U4的引脚9相连，引脚3和芯片U4的引脚10相连；霍尔传感器U5的引脚I和芯片U4的引脚11相连，引脚3和芯片U4的引脚12相连；电阻R2的一端和芯片U4的引脚4相连，一端接+12V ;芯片U4的引脚6与电容C8的一端相连，电容C8的另一端接地；芯片U4的引脚5接地；电阻RlO的一端接+12V，另一端与芯片U4的引脚13、引脚14相连；电容C9的一端接地，另一端与芯片U4的引脚13、引脚14相连；电阻R4的一端接地，另一端与芯片U4的引脚15相连；电阻R5的一端接地，另一端与芯片U4的引脚15相连；电容C4、电容C5、电容C6的一端均接地，另一端分别于芯片U4的引脚18、引脚17、引脚I相连；电感L1、电感L2、电感L3的一端互连,另一端分别于芯片U4的引脚17、引脚18、引脚I相连。
[0018]—块长方形金属薄片或半导体薄片，若在某方向上通入电流IH，在其垂直方向上加一磁场B,则在垂直于电流和磁场的方向上将产生电位差Uh,这个现象称为“霍尔效应”。Uh称为“霍尔电压”。霍尔发现这个电位差UH与电流强度Ih成正比，与磁感应强度B成正t匕，与薄片的厚度d成反比，SP
[0019]UH=RHIHB/d
[0020]式中Rh叫霍尔系数，它表示该材料产生霍尔效应能力的大小。
[0021]应用霍尔效应不仅可以测量磁场和电流，还可以用来测量其它非电量。例如，保持流过霍尔元件的电流恒定，使霍尔元件在己知的梯度磁场中移动，则霍尔电势的大小就能反映磁场的变化，因而也就反映出位移的变化。在此情况下，利用霍尔效应可以测量微小位移和机械振动等等。其它任何非电量，只要能转换成位移量的变化，根据上述原理均可应用霍尔元件制成的变换器进行自动检测。
[0022]无刷直流电动机和普通的直流电机一样，其转矩的获得也是通过改变相应的电枢绕组在不同极下的电流方向，从而使转矩总是沿着一个预定的方向。为了实现这一点，必须有位置传感器，传感和确认磁极和绕组之间的相对位置。无刷直流电动机和普通永磁直流电动机不同，其永久磁铁磁极安放在转子上，电枢绕组安放在定子上。绕组电流的导通与截止是通过与绕组相连接的功率晶体管的导通与截止实现的。而功率晶体管的导通与截止是由位置传感器信号控制的。因此要求位置传感器的位置和电枢绕组的位置之间具有严格的对应关系。以保证功率晶体管在正确的转子位置时导通与截止。显然，位置传感器及其处理电路是驱动控制电路的关键部件。这时，霍尔元件充当了位置传感器的角色。是实际的运用中，由于霍尔元件输出的仅仅是微弱的电动势信号，该信号还不足以驱动整个电路，必须由外加电路进行放大处理。目前通常将霍尔元件有关的电子电路集成制作在同一芯片上，构成霍尔集成电路，本方案中为了制作简便，也采用的霍尔集成电路，也就是霍尔传感器U2、霍尔传感器U3和霍尔传感器U5,现有的比较合适用于电机驱动的型号有:A1101/Al104/US5881/SS443F/SS441A/EW450B/S1104 等。
[0023]进一步地，还包括如图1中所示的电源输入模块170，如图3所示，所述电源输入模块170包括三端稳压电源调整器U1、电容Cl、电容C2，所述电容Cl 一端接地，另一端和三端稳压电源调整器Ul的引脚3相连，三端稳压电源调整器Ul的引脚3接入+12V，引脚2接地，引脚I输出+5V，电容C2 —端接地，另一端与三端稳压电源调整器Ul的引脚I相连。
[0024]图中三端稳压电源调整器Ul的型号为78L05，它输入端加电容Cl是相当于平滑电容，起到一个滤波的作用，提高主IC控制模块110工作的稳定性。输出端加电容C2是为本地器件提供能量的储能器件，它能使三端稳压电源调整器Ul的输出均匀化，降低负载需求。78L05是线性稳压，所以其输出波形杂波比较严重，而且输出会复制输入的波形出来，所以前后都要滤波。
[0025]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路，其特征在于，包括:霍尔感应模块、转向选择模块、主IC控制模块、线圈驱动模块、转速控制模块以及电流采样模块；所述霍尔感应模块的输出端、转向选择模块的输出端和电流采样模块的输出端与主IC控制模块电性连接；线圈驱动模块的输入端、转速控制模块的输入端与主IC控制模块电性连接并由主IC控制模块控制转速。
2.根据权利要求1所述的一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路，其特征在于，霍尔感应模块包括电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C3、电容C7、电容CIO、霍尔传感器U2、霍尔传感器U3、霍尔传感器U5 ;线圈驱动模块包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C4、电容C5、电容C6 ;转速控制模块包括电容C9、电阻RlO ;电流采样模块包括电阻R4、电阻R5 ;转向选择模块包括电阻R2 ;主IC控制模块包括LB11988芯片U4和电容C8 ；电阻Rl的一端接+5V,另一端和电阻R9的一端、电阻R7的一端、电阻R3的一端相连，电阻R9的另一端和霍尔传感器U2的引脚4相连，电阻R7的另一端和电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端和霍尔传感器U3的引脚4相连；电阻R3的另一端和霍尔传感器U5的引脚4相连；霍尔传感器U2的引脚2、霍尔传感器U3的引脚2、霍尔传感器U5的引脚2均和电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地；霍尔传感器U2的引脚I和芯片U4的引脚7相连，引脚3和芯片U4的引脚8相连；霍尔传感器U3的引脚I和芯片U4的引脚9相连，引脚3和芯片U4的引脚10相连；霍尔传感器U5的引脚I和芯片U4的引脚11相连，引脚3和芯片U4的引脚12相连；电阻R2的一端和芯片U4的引脚4相连，一端接+12V ;芯片U4的引脚6与电容C8的一端相连，电容C8的另一端接地；芯片U4的引脚5接地；电阻RlO的一端接+12V，另一端与芯片U4的引脚13、引脚14相连；电容C9的一端接地，另一端与芯片U4的引脚13、引脚14相连；电阻R4的一端接地，另一端与芯片U4的引脚15相连；电阻R5的一端接地，另一端与芯片U4的引脚15相连；电容C4、电容C5、电容C6的一端均接地，另一端分别于芯片U4的引脚18、引脚17、引脚I相连；电感L1、电感L2、电感L3的一端互连，另一端分别于芯片U4的引脚17、引脚18、引脚I相连。
3.根据权利要求1所述的一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路，其特征在于，还包括电源输入模块，所述电源输入模块包括三端稳压电源调整器U1、电容Cl、电容C2，所述电容Cl 一端接地，另一端和三端稳压电源调整器Ul的引脚3相连，三端稳压电源调整器Ul的引脚3接入+12V，引脚2接地，引脚I输出+5V，电容C2 —端接地，另一端与三端稳压电源调整器Ul的引脚I相连。
【文档编号】H02P6/08GK203457086SQ201320533020
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】蒋宁 申请人:福尔斯通电子(昆山)有限公司