一种单线传输的直流无刷电机位置传感器电路的制作方法

本实用新型涉及直流无刷电机领域，尤其涉及一种单线传输的直流无刷电机位置传感器电路。

背景技术：

直流无刷电机具有功率密度高、转速高、噪音低、轻巧节能等特点广泛用于生产和生活。以锂电池供电的手持工具或改善人们日常生活的小家电等由于使用了直流无刷电机后性能正在高速的更新迭代，促进低碳化发展，降低生活成本，节约能源，保护环境。

直流无刷电机通过直流无刷电机控制器进行驱动控制，直流无刷电机内部安装有3个霍尔传感器，直流无刷电机控制器通过信号传输电缆线给安装在电机内部的三个霍尔传感器元件供电，霍尔传感器元件检测到的转子位置信号再通过信号传输电缆线传输到直流无刷电机控制器。

由于锂电池组供电的手持电动工具、小家电等产品体积非常小巧紧凑，传统的霍尔传感器的直流无刷电机驱动系统中，检测转子位置的霍尔传感器与直流无刷电机控制器之间的连接需要5根信号传输电缆线，如图1所示，直流无刷电机控制器通过霍尔传感器供电线与地线2根电源线为霍尔传感器供电，同时，通过a/b/c信号线3根信号线，用于传输三相转子位置信号。直流无刷电机控制器里面的主控芯片需要3个专用的霍尔信号接口检测电机的转子位置。

传统有霍尔传感器的直流无刷电机驱动系统已经越来越不符合锂电池组供电的手持电动工具、小家电等产品追求体积小巧紧凑的要求，迫切需要一种减小传感器连接线根数，减少主控芯片引脚数量资源的解决方法。

技术实现要素：

发明目的：针对以上问题，本实用新型提出一种单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，通过1根信号线传输三相转子位置信号，减小传感器连接线根数，减少主控芯片引脚数量资源。

技术方案：为实现上述设计目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，包括直流无刷电机控制器、3根信号传输电缆线，安装于电机的霍尔传感器；直流无刷电机控制器通过3根信号传输电缆线连接安装于电机的霍尔传感器；3根信号传输电缆线分别为霍尔传感器供电线、霍尔传感器地线、霍尔传感器信号线；其中，霍尔传感器供电线和霍尔传感器地线为霍尔传感器供电；霍尔传感器信号线传输转子位置信号，直流无刷电机控制器设置1个霍尔信号接口检测电机的转子位置。

进一步地，霍尔传感器包括三个霍尔元件hall_a、hall_b、hall_c；第一霍尔元件hall_a的信号输出引脚连接第八电阻的一端，第二霍尔元件hall_b的信号输出引脚连接第九电阻的一端，第三霍尔元件hall_c的信号输出引脚连接第十电阻的一端；第八电阻、第九电阻、第十电阻的另一端连接在一起，合并后通过霍尔传感器信号线连接到直流无刷电机控制器。

进一步地，直流无刷电机控制器包括主控芯片、第七电阻、第六电容；霍尔传感器信号线通过第七电阻上拉至+5v稳压电源，并从第七电阻的下端连接主控芯片的hall_adc_in引脚，含有转子位置信息的电压信号经第六电容滤波后传输给控制器主控芯片进行信号采集，采集到的电压进行逻辑译码还原出实际的电机转子位置信号。

进一步地，霍尔元件的信号输出引脚内部为三极管开漏输出模式。

有益效果：本实用新型的基于单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，通过1根信号线传输转子位置信号，减小传感器连接线根数，同时减少主控芯片引脚数量资源；适用于电动手持工具、小家电的小巧紧凑设计。

附图说明

图1是现有技术中的直流无刷电机位置传感器信号传输示意图；

图2是本实用新型的单线传输的直流无刷电机位置传感器电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

如图2所示，本实用新型所述的单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，检测转子位置的霍尔传感器与直流无刷电机控制器之间的连接3根信号传输电缆线，其中，供电线与地线2根电源线为霍尔传感器供电，通过剩余的1根信号线传输三相转子位置信号，直流无刷电机控制器里面的主控芯片只需要1个专用的霍尔信号接口检测电机的转子位置。

具体地，本实用新型所述的单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，包括直流无刷电机控制器1、3根信号传输电缆线2，安装于电机的霍尔传感器3；直流无刷电机控制器通过3根信号传输电缆线连接安装于电机的霍尔传感器。

其中，3根信号传输电缆线分别为霍尔传感器供电线、霍尔传感器地线、霍尔传感器信号线。

其中，霍尔传感器包括三个霍尔元件hall_a、hall_b、hall_c，其信号输出引脚内部为三极管开漏输出模式，输出0电位是等效接地，输出1电位是等效悬空，三个霍尔元件hall_a、hall_b、hall_c的信号输出引脚分别连接r8、r9、r10三个电阻的一端。

第一霍尔元件hall_a的信号输出引脚连接第八电阻r8的一端，第二霍尔元件hall_b的信号输出引脚连接第九电阻r9的一端，第三霍尔元件hall_c的信号输出引脚连接第十电阻r10的一端。三个电阻r8、r9、r10的另一端连接在一起，合并后通过霍尔传感器信号线传输到直流无刷电机控制器。

直流无刷电机控制器包括主控芯片和外围电路，包含第七电阻r7，第六电容c6。霍尔传感器信号线通过第七电阻r7上拉至+5v稳压电源，并从第七电阻r7的下端连接主控芯片的hall_adc_in引脚，输出含有转子位置信息的信号给控制器主控芯片进行信号采样。含有转子位置信息的电压信号经第六电容c6滤波后传输给控制器主控芯片的hall_adc_in引脚，进行信号采集，采集到的电压根据如下所述的逻辑译码还原出实际的电机转子位置信号。

霍尔信号逻辑开关状态分别为二进制码101、100、110、010、011、001等6个组合，译成16进制码为5、4、6、2、3、1等6个状态。具体地：

hall_adc(5)＝+5v/(r7+r9)*r9

按照本例程计算电压＝2.5v

hall_adc(4)＝+5v/(r7+((r9*r10)/(r9+r10))*((r9*r10)/(r9+r10))

按照本例程计算电压＝1.263v

hall_adc(6)＝+5v/(r7+r10)*r10

按照本例程计算电压＝1.688v

hall_adc(2)＝+5v/(r7+((r8*r10)/(r8+r10))*((r8*r10)/(r8+r10))

按照本例程计算电压＝1.445v

hall_adc(3)＝+5v/(r7+r8)*r8

按照本例程计算电压＝3.333v

hall_adc(1)＝+5v/(r7+((r8*r9)/(r8+r9))*((r8*r9)/(r8+r9))

按照本例程计算电压＝2.0v。

技术特征：

1.一种单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，其特征在于：包括直流无刷电机控制器(1)、3根信号传输电缆线(2)，安装于电机的霍尔传感器(3)；直流无刷电机控制器通过3根信号传输电缆线连接安装于电机的霍尔传感器；

3根信号传输电缆线分别为霍尔传感器供电线、霍尔传感器地线、霍尔传感器信号线；其中，霍尔传感器供电线和霍尔传感器地线为霍尔传感器供电；霍尔传感器信号线传输转子位置信号，直流无刷电机控制器设置1个霍尔信号接口检测电机的转子位置。

2.根据权利要求1所述的单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，其特征在于：霍尔传感器包括三个霍尔元件hall_a、hall_b、hall_c。

3.根据权利要求2所述的单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，其特征在于：第一霍尔元件hall_a的信号输出引脚连接第八电阻(r8)的一端，第二霍尔元件hall_b的信号输出引脚连接第九电阻(r9)的一端，第三霍尔元件hall_c的信号输出引脚连接第十电阻(r10)的一端；第八电阻(r8)、第九电阻(r9)、第十电阻(r10)的另一端连接在一起，合并后通过霍尔传感器信号线连接到直流无刷电机控制器。

4.根据权利要求1所述的单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，其特征在于：直流无刷电机控制器包括主控芯片、第七电阻(r7)、第六电容(c6)。

5.根据权利要求4所述的单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，其特征在于：霍尔传感器信号线通过第七电阻(r7)上拉至+5v稳压电源，并从第七电阻(r7)的下端连接主控芯片的hall_adc_in引脚，含有转子位置信息的电压信号经第六电容(c6)滤波后传输给控制器主控芯片进行信号采集，采集到的电压进行逻辑译码还原出实际的电机转子位置信号。

6.根据权利要求2所述的单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，其特征在于：霍尔元件的信号输出引脚内部为三极管开漏输出模式。

技术总结
本实用新型公开了一种单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，包括直流无刷电机控制器、3根信号传输电缆线，安装于电机的霍尔传感器；直流无刷电机控制器通过3根信号传输电缆线连接安装于电机的霍尔传感器；其中，霍尔传感器供电线和霍尔传感器地线为霍尔传感器供电；霍尔传感器信号线传输转子位置信号，直流无刷电机控制器设置1个霍尔信号接口检测电机的转子位置。本实用新型的基于单线传输的直流无刷电机位置传感器电路，通过1根信号线传输转子位置信号，减小传感器连接线根数，同时减少主控芯片引脚数量资源；适用于电动手持工具、小家电的小巧紧凑设计。

技术研发人员：李鹏;彭智民
受保护的技术使用者：南京凌鸥创芯电子有限公司
技术研发日：2020.12.01
技术公布日：2021.08.03