一种直流无刷电机驱动器的制作方法

本发明涉及电机驱动装置领域，特别是涉及一种直流无刷电机驱动器。

背景技术：

直流无刷电机因具有效率高、寿命长、低噪声、高速动态响应等特性，被广泛地用于日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置，由于直流无刷电机不使用机械结构的换向电刷而直接使用电子换向器，所以电机的驱动器设计对于电机发挥出高效能尤为重要。

现有单一的直流无刷电机驱动器只能驱动带位置传感器的直流无刷电机或者驱动没有位置传感器的直流无刷电机，而且当带有位置传感器的电机的位置传感器损坏后，无法继续驱动，电机即停止工作，驱动效率较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种直流无刷电机，可以高效地驱动直流无刷电机工作。

为实现上述目的，本发明提供了一种直流无刷电机驱动器，包括：

电源供电电路，用于为驱动器提供电源；

接口电路，用于将上位机对驱动器的控制指令发送给单片机控制电路；

单片机控制电路，与所述接口电路相连接，用于接收上位机的控制指令，确定直流无刷电机转子的位置信息，根据所述位置信息控制MOS管驱动电路驱动直流无刷电机工作；

位置传感器检测电路，与所述单片机控制电路相连接，用于在有位置传感器信号状态时，获取直流无刷电机转子的位置传感器采集的位置信息，将所述位置信息发送至所述单片机控制电路；

转子位置检测电路，与所述单片机控制电路相连接，用于在无位置传感器信号状态时，根据直流无刷电机相线电流得到直流无刷电机转子的位置信息，将所述位置信息发送至所述单片机控制电路；

MOS管驱动电路，与所述单片机控制电路相连接，用于驱动直流无刷电机持续转动。

优选地，所述直流无刷电机驱动器还包括：电机工作电流检测电路，用于检测直流无刷电机的工作电流，进行过流保护。

优选地，所述接口电路包括RS485芯片。

优选地，所述电源供电电路包括：

将外部供电电压降到第一预设电压值的LM2576芯片和将所述第一预设电压值降到第二预设电压值的L7805CV芯片。

优选地，所述单片机控制电路包括：STM32单片机。

优选地，所述直流无刷电机的位置传感器为霍尔传感器。

优选地，所述位置传感器检测电路包括3个LM393双电压比较器，均与所述霍尔传感器相连接。

优选地，所述转子位置检测电路包括与直流无刷电机3相线分别连接的3个采样电阻。

优选地，所述MOS管驱动电路包括IR2136芯片。

应用本发明提供的一种直流无刷电机驱动器，包括：电源供电电路；将控制指令发送给单片机控制电路的接口电路；确定直流无刷电机转子的位置信息，根据位置信息控制MOS管驱动电路驱动直流无刷电机工作的单片机控制电路；在有位置传感器信号时，获取直流无刷电机转子的位置传感器采集的位置信息，将其发送至单片机控制电路的位置传感器检测电路；在无位置传感器信号时，根据直流无刷电机相线电流得到直流无刷电机转子的位置信息，将其发送至单片机控制电路的转子位置检测电路；驱动电机转动的MOS管驱动电路，无论电机是否带位置传感器均可驱动，且带位置传感器的点击的位置传感器损坏时，仍可以驱动电机工作，可以高效地驱动直流无刷电机工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种直流无刷电机驱动器实施例的结构示意图；

图2为本发明一种直流无刷电机驱动器实施例的一详细结构示意图；

图3为本发明一种直流无刷电机驱动器实施例的又一详细结构示意图；

图4为本发明一种直流无刷电机驱动器实施例的又一详细结构示意图；

图5为本发明一种直流无刷电机驱动器实施例的又一详细结构示意图；

图6为本发明一种直流无刷电机驱动器实施例的又一详细结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种直流无刷电机驱动器，图1示出了本发明直流无刷电机驱动器实施例的结构示意图，包括：

电源供电电路101、接口电路102、单片机控制电路103、位置传感器检测电路104、转子位置检测电路105和MOS管驱动电路106；

电源供电电路101，用于为驱动器提供电源；

如图2所示，电源供电电路包括LM2576芯片和L7805CV芯片，LM2576芯片可将外部供电电压降至第一预设电压值，如12V，再通过L7805CV将第一预设电压值降至第二预设电压值，如将12V降至5V。

接口电路102，用于将上位机对驱动器的控制指令发送给单片机控制电路；

如图3所示，接口电路包括RS485芯片，将单片机的串口与RS485总线相连，上位机可以通过RS485总线向驱动器发送控制指令，控制指令包括电机的启停，转向，转速调节等，上位机也通过RS485总线接收驱动器的反馈，通过总线的沟通，可以方便快捷地控制驱动器，从而达到精准控制直流无刷电机的目的。

单片机控制电路103，与所述接口电路102相连接，用于接收上位机的控制指令，确定直流无刷电机转子的位置信息，根据所述位置信息控制MOS管 驱动电路驱动直流无刷电机工作；

如图4所示，单片机控制电路包括STM32单片机，此单片机芯片集成度高，运算速度快，外设丰富，带有AD转换、通讯等接口。

位置传感器检测电路104，与所述单片机控制电路103相连接，用于在有位置传感器信号状态时，获取直流无刷电机转子的位置传感器采集的位置信息，将所述位置信息发送至所述单片机控制电路；

直流无刷电机配置的位置传感器一般为霍尔传感器，如图5所示，位置传感器检测电路包括3个LM393双电压比较器，均与所述霍尔传感器相连接，用来指示电机转子所处的位置，通过本电路，可以精确采集到电机转子的位置，单片机接收到转子的位置信息后，即可通过驱动不同的MOS管，来达到使电机运转的目的。另外此电路还检测位置信号的有无，当在一定的时间内接受不到某一个或者几个位置信息后，单片机即判定此电机的位置传感器损坏，单片机就会放弃通过位置传感器判断电机的转子位置，而通过其他方法来判定转子位置，从而继续使电机运转。

转子位置检测电路105，与所述单片机控制电路103相连接，用于在无位置传感器信号状态时，根据直流无刷电机相线电流得到直流无刷电机转子的位置信息，将所述位置信息发送至所述单片机控制电路；

MOS管驱动电路106，与所述单片机控制电路103相连接，用于驱动直流无刷电机持续转动。

如图6所示，为MOS管驱动电路和转子位置检测电路，MOS管驱动芯片采用的是IR2136。IR2136是功率MOSFET和IGBT专用栅极集成驱动电路，它可以驱动工作在母线电压高达600V的功率开关器件，带有3个独立的高压侧和低压侧输出通道，内部采用自举技术，仅需要一个直流电源，就可输出6路功率开关器件的驱动脉冲，仅需要一个直流电源，使其实现了对功率MOSFET和IGBT的最优驱动，简化了整个驱动电路的设计。而且IR2136驱动芯片内置死区电路，以及过流保护和欠压保护等功能。IR2136的控制逻辑输入和CMOS、LSTTL电平兼容，同时输入带有噪声滤波器，使之有很好的噪声抑制能力。单片机根据位置传感器输入的信号，控制IR2136开关不同的MOS管，使电压合理的加载到电机的相线上，从而使电机持续的转动。

电路中的R1，R2，R3为电机各个相线的采样电阻，通过这三个电阻， 单片机可以采样到电阻两端的电压，从而计算出流过电机相线的电流。通过算法可以得出电流值与电机转子位置的对应关系，使驱动器在没有位置传感器信号的情况下，也能准确的判断出电机转子位置，从而驱动电机运转。

另外，驱动器还包括电机工作电流检测电路，用于检测直流无刷电机的工作电流，图6中三个采样电阻也用作电机的过流保护，当电流超过某一阈值时，表示通过电机的电流过大，此时，单片机为了保护电机免受伤害，即可马上使电机停转。

应用本实施例提供的一种直流无刷电机驱动器，包括：电源供电电路；将控制指令发送给单片机控制电路的接口电路；确定直流无刷电机转子的位置信息，根据位置信息控制MOS管驱动电路驱动直流无刷电机工作的单片机控制电路；在有位置传感器信号时，获取直流无刷电机转子的位置传感器采集的位置信息，将其发送至单片机控制电路的位置传感器检测电路；在无位置传感器信号时，根据直流无刷电机相线电流得到直流无刷电机转子的位置信息，将其发送至单片机控制电路的转子位置检测电路；驱动电机转动的MOS管驱动电路，无论电机是否带位置传感器均可驱动，且带位置传感器的点击的位置传感器损坏时，仍可以驱动电机工作，可以高效地驱动直流无刷电机工作。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的直流无刷电机驱动器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只 是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。