一种直流无刷电机接口信号转换子线路板及电机的制作方法

本实用新型涉及一种直流无刷电机接口信号转换子线路板及电机。

背景技术：
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见图1、图2所示，一般直流无刷电机包括电机实体和电机控制器，电机实体包括电机的定子、转子部分和电机外壳，电机控制器除了需要与电机实体匹配外,还需要与电机具体的应用系统——即用户端控制系统的控制接口匹配，因为不同的用户端控制系统匹配不同的控制信号,例如空调控制系统与洗衣机控制系统都是用户端的控制系统，两个系统的控制信号完全不一样。传统的做法是针对每一种用户端控制系统就开发一种电机及电机控制器，这样一来产生如下问题：1)电机厂家生产的电机型号非常多，不便于管理和标准化；2)浪费开发时间和研发的投入，因为每一个新的用户端控制系统都需要重新开发一款电机，增加产品的制造成本；3)重新设计需要制定新的生产工艺和认证成本，增加了投入；4)电机应用范围非常窄，不便于大范围推广应用。

为了解决上述的技术问题，现在出现了一些子母线路板对接的电机控制器，将电机控制器的主要功能电路设置在母线路板上，将多种的接口单元电路和识别电路设置在多个子线路板上，利用其中一个子线路板与母线路板对接，子线路板上的识别电路通知母线路板上的母版微处理器，由母版微处理器自动配置子线路板上的I/O口类型，从而可以通过更换不同的子线路板就可以应用不同场合，应用范围广，电机生产厂家减少电机的种类便于管理，可以减少电机的研发投入、缩短研发周期，降低产品成本，简化生产工艺，提高效率。

其具体的技术方案如图3、图4和图5所示，电机控制器包括母版微处理器、接口电路单元和识别电路，母版微处理器设置在母线路板上，接口电路单元、识别电路设置在子线路板上，通过子线路板和母线路板的对接形成电连接，识别电路将识别信号输入到母版微处理器，母版微处理器根据识别信号自动配置接口电路单元的各个I/o端口的类型。不同种类的接口电路单元匹配的识别电路输出不同的信号，形成多个不同的子线路板。母版微处理器的输出端连接功率驱动电路模块，转子位置检测电路的输出端连接母版微处理器的输入端，功率驱动电路模块和转子位置检测电路都设置在母线路板上。电源电路和模拟量检测电路也设置在母线路板上。电源电路为各部份电路供电。所述的母版微处理器是CPU或者是单片机MCU或者是数字信号处理器DSP。母线路板上设置接插端口3a，接插端口3a里面设置11路接线片，子线路板可以有多个，分别为第一子线路板、第二子线路板和第三子线路板，接插端口3a上11路接线片分别为E、N、L、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8，各接线片的可以按如下标准定义，E、N、L三路是电源输入，M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8是用户端控制系统输入到子线路板的接口信号。在母线路板上设置有插槽1a，子线路板上设置有插接头2a，插接头2a嵌套在插槽1a里面，使子线路板与母线路板电连接起来。

但是为了规范子线路板的信号模式，简化子线路板的结构，降低制造成本，避免太多太泛滥，便于与客户用户端控制系统匹配信号，有必要对子线路板的作出合理规范，达到基本一致的电气标准，便于管理和推广应用。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种直流无刷电机接口信号转换子线路板及电机，它采用新的电气规范，较为简单电路结构，便于与客户用户端控制系统匹配信号，形成一个较为通用的标准，降低生产成本，避免子线路板的形式太多太泛滥，便于管理和推广应用。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种直流无刷电机接口信号转换子线路板，包括集成在子线路板上的若干个单元电路，子线路板用于插接在电机控制器的母线路板上匹配用户端控制系统接口信号，所述的若干个单元电路包括第一信号转换电路、第二信号转换电路、第三信号转换电路、第四信号转换电路和半双工双向串行通信电路，其特征在于：子线路板与用户端控制系统连接设置若干路端口，所述的若干路端口分别为：

PWM端口，用于PWM信号输入，PWM信号由子线路板上设置的第一信号转换电路转换后输入到母线路板；

G端口:使能开关信号输入端口，该端口信号由子线路板上设置的第二信号转换电路来转换后输入到母线路板；

SW端口:运行模式切换信号输入端口，该端口信号由子线路板上设置的第三信号转换电路来转换后输入到母线路板；

FG端口，速度反馈信号输出端口，该端口信号与子线路板上设置的第四信号转换电路相连接，母线路板将电机运行的转速信号通过第四信号转换电路进行转换后由FG端口输出；

J1端口，跳线端口，PWM端口通过子线路板上的印刷线路与J1端口电连接，当J1端口通过外部的跳线开关K连接到SW端口以便进行运行模式切换；

R/T端口，串行通信端口，该端口与子线路板上设置的半双工双向串行通信电路连接，用于电机控制器的母线路板与用户端控制系统之间传输数据；

GND2端口，该端口是由用户端控制系统为子线路板提供的公共接地端；

V端口，电源输入端口，该端口是由用户端控制系统为子线路板提供直流电源，V端口输入的电源为半双工双向串行通信电路供电。

上述所述的第一信号转换电路、第二信号转换电路、第三信号转换电路、第四信号转换电路都是光电耦合电路。

上述所述的若干个单元电路还包括识别电路，识别电路输出识别信号BSEL到母线路板，以便母线路板能识别子线路板的类型。

上述的PWM端口输入的PWM调速信号的规格是：电压范围在12V-24V DC，频率范围在80Hz-120Hz。

上述的G端口输入信号的规格：电压是24V AC，频率范围在50Hz-60Hz。

上述的母线路板为子线路板提供+3.3V直流输入电源和提供接地端GND1。

上述的V端口的电源输入是+15V直流输入电源。

上述的G端口所述的使能开关信号是风扇模式启动信号，SW端口是用于在恒力矩运行模式与恒风量运行模式之间的切换，或者是在在恒力矩运行模式与恒转速运行模式之间的切换。

一种电机，包括电机控制器和电机本体，电机本体包括定子组件、转子组件和电机外壳，电机控制器包括母线路板和子线路板，母线路板包括母版微处理器、逆变电路、电源电路和检测电路，其特征在于：子线路板是上述所述的直流无刷电机接口信号转换子线路板。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1、本实用新型的子线路板与用户端控制系统连接设置若干路端口采用较为简单的电气规范标准，简化电路结构，降低制造成本，便于与客户用户端控制系统匹配信号，形成一个较为通用的标准，避免子线路板的形式太多太泛滥，便于管理和推广应用。

2、本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。

附图说明：

图1是传统电机控制器与用户端控制系统的接线图；

图2是传统电机控制器的原理方框图；

图3是传统电机控制器的采用子母线路板的原理示意图；

图4是传统电机控制器的母线路板的外观示意图；

图5是传统电机控制器的子线路板的外观示意图；

图6是本实用新型的实施例一的子线路板的电路方框图；

图7是图6对应的部分电路图；

图8是图6对应的另一部分电路图；

图9是本实用新型的实施例二的电路方框图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述：

实施例一：

如图6、图7和图8所示，一种直流无刷电机接口信号转换子线路板，包括集成在子线路板上的若干个单元电路，子线路板用于插接在电机控制器的母线路板上匹配用户端控制系统接口信号，所述的若干个单元电路包括第一信号转换电路1、第二信号转换电路2、第三信号转换电路3、第四信号转换电路4和半双工双向串行通信电路5，其特征在于：子线路板与用户端控制系统连接设置若干路端口，所述的若干路端口分别为：

PWM端口，用于PWM信号输入，PWM信号由子线路板上设置的第一信号转换电路1转换后输入到母线路板；

G端口:使能开关信号输入端口，该端口信号由子线路板上设置的第二信号转换电路2来转换后输入到母线路板；

SW端口:运行模式切换信号输入端口，该端口信号由子线路板上设置的第三信号转换电路3来转换后输入到母线路板；

FG端口，速度反馈信号输出端口，该端口信号与子线路板上设置的第四信号转换电路4相连接，母线路板将电机运行的转速信号通过第四信号转换电路进行转换后由FG端口输出，速度反馈信号是脉冲信号，以每转一圈产生多小个脉冲信号计算；

J1端口，跳线端口，PWM端口通过子线路板上的印刷线路7与J1端口电连接，当J1端口通过外部的跳线开关K连接到SW端口以便进行运行模式切换；直接利用PWM端口输入的PWM通过子线路板上的一条印刷线路7、J1端口、跳线开关K后到达SW端口进行运行模式切换，无需外部驱动电源，简化结构，降低制造成本。

R/T端口，串行通信端口，该端口与子线路板上设置的半双工双向串行通信电路5连接，用于电机控制器的母线路板与用户端控制系统之间传输数据；

GND2端口，该端口是由用户端控制系统为子线路板提供的公共接地端；

V端口，电源输入端口，该端口是由用户端控制系统为子线路板提供直流电源，V端口输入的电源为半双工双向串行通信电路5供电。

本实用新型的若干路端口采用较为简单的电气规范标准，简化电路结构，降低制造成本，便于与客户用户端控制系统匹配信号，形成一个较为通用的标准，避免子线路板的形式太多太泛滥，便于管理和推广应用

上述所述的第一信号转换电路1、第二信号转换电路2、第三信号转换电3路、第四信号转换电路4都是光电耦合电路。第一信号转换电路1包括光耦芯片U601、电阻R601、电阻R602和电容C601，输出信号IO1到母板微处理器；第二信号转换电路2包括光耦芯片U602、电阻R603、电阻R604和电容C602，输出信号IO3到母板微处理器；第三信号转换电3包括光耦芯片U603、电阻R605、电阻R606和电容C604，输出信号IO5到母板微处理器；第四信号转换电路4包括光耦芯片U604、电阻R607和电阻R608，母板微处理器的输出的速度反馈信号IO6，速度反馈信号IO6经过第四信号转换电路4处理后形成脉冲信号通过FG端口送到用户端控制系统。

上述所述的若干个单元电路还包括识别电路6，识别电路6输出识别信号BSEL到母线路板，以便母线路板能识别子线路板的类型。

上述的PWM端口输入的PWM调速信号的规格是：电压范围在12V-24V DC，频率范围在80Hz-120Hz，有利于规范PWM调速信号。

上述的G端口输入信号的规格：电压是24V AC，频率范围在50Hz-60Hz。

上述的母线路板为子线路板提供+3.3V直流输入电源和提供接地端GND1。

上述的V端口的电源输入是+15V直流输入电源。

上述的G端口所述的使能开关信号输入端口是风扇模式启动信号端口，SW端口是用于在恒力矩运行模式与恒风量运行模式之间的切换，或者是在在恒力矩运行模式与恒转速运行模式之间的切换。

实施例二：

如图9所示，一种电机，包括电机控制器和电机本体，电机本体包括定子组件、转子组件和电机外壳，电机控制器包括母线路板和子线路板，母线路板包括母版微处理器、逆变电路、电源电路和检测电路，其特征在于：子线路板是实施例一所述的直流无刷电机接口信号转换子线路板。

上述实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。