一种无感方波直流无刷电机控制系统的制作方法

1.本发明属于电机驱动技术领域，具体而言涉及一种直流无刷电机控制系统。


背景技术：

2.无刷直流电动机相比有刷直流电动机取消了电刷，具有很多优点，广泛应用于工业设备、仪器仪表、家用电器等领域。
3.随着无刷直流电机的广泛应用，使用三相桥式驱动的电路被广泛使用，如图8所示。其中电流检测电路种类繁多，采样电阻位于下桥臂的低边采样是使用非常普遍的一种采样方案，常见的有三电阻采样、双电阻采样和单电阻采样，如参考，公告号为cn207251511u的实用新型专利一种低成本电流检测的电机驱动电路和公告号为cn207036935u的实用新型专利一种无刷直流电机单电阻电流采样装置。对于低端采样来说，低边mos管的开关会导致流经采样电阻的电流并不是一直等于相电流，需要准确的把握采样时间点，同时还要避免mos开关及地平面的影响。


技术实现要素：

4.为克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种无感方波直流无刷电机控制系统，该系统使用低通滤波电路检测直流无刷电机三相线圈上的反向电动势，通过伪差分放大电路来抑制差模干扰，精确计算电流，经过模数转换器采样准确判断电机转子的位置和换向角。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种无感方波直流无刷电机控制系统，其包括微控制器系统电路，三相半桥mosfet功率驱动电路、电流采样伪差分放大电路和三相反电动势的反电动势检测电路，所述微控制器系统电路输出pwm信号驱动所述三相半桥mosfet功率驱动电路，并检测所述电流采样伪差分放大电路和所述反电动势检测电路的输出信号，所述三相半桥mosfet功率驱动电路的输出端连接直流无刷电机。还包括一低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路分别连接所述微控制器系统电路和所述三相半桥mosfet功率驱动电路。
6.与现有技术相比，本发明技术原理及有益效果如下：1、本发明的无感方波直流无刷电机控制系统，通过外接电荷泵结构的电压自举电路提供三相半桥电路上臂n型mosfet的栅极驱动所需偏置电压，通过p型mosfet的自锁电路实现上电电源开关自锁后经过低压差线性稳压器电路给系统供电；通过三路独立的阻容低通滤波电路分别连接至直流无刷电机三相线圈上进行电机线圈反向电动势的采集，并经过模数转换器采样计算进行运行过程中的电机转子的位置判断和换向角进行判断；通过三相半桥电路实现三路相位差为120度的驱动电流，形成旋转的磁场带动永磁体转子进行转动。通过伪差分放大电路进行电流采样，从而实现抑制差模干扰，实现电流的精确计算。
7.2、本发明通过打点脉冲配合电流采样实现初始位置和转向判断，避免出现反转现象，从而实现带位置传感器的无刷电机驱动器的同样效果，但是大大简化了电路结构，电机
结构，大大降低了成本。
8.3、本发明通过pwm信号（脉冲宽度调制）驱动mosfet（金属氧化物半导体场效应晶体管）信号，可以通过电位器进行占空比的调节，以实现电机转速和输出扭矩的调节。
附图说明
9.图1为本发明的无感方波直流无刷电机控制系统的系统框图。
10.图2为本发明的微控制器系统电路原理图。
11.图3为本发明的自举电路电路原理图。
12.图4为本发明的三相半桥mosfet电路原理图。
13.图5为本发明的反电动势检测电路原理图。
14.图6为本发明的电流采样伪差分放大电路原理图。
15.图7为本发明的低压差线性稳压器电路原理图。
16.图8为现有技术中一种三相无刷电机的驱动电路原理图。
具体实施方式
17.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。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.参见图1-图7所示，一种无感方波直流无刷电机控制系统，其包括微控制器系统电路1，三相半桥mosfet功率驱动电路2、电流采样伪差分放大电路4和三相反电动势的反电动势检测电路5，所述微控制器系统电路1输出pwm信号驱动所述三相半桥mosfet功率驱动电路2，并检测所述电流采样伪差分放大电路4和所述反电动势检测电路5的输出信号，所述三相半桥mosfet功率驱动电路2的输出端连接直流无刷电机3。
20.进一步的，所述三相半桥mosfet功率驱动电路2包括自举电路201、三相半桥mosfet电路202和采样电阻rs1,所述自举电路201与所述三相半桥mosfet电路202的三相半桥上臂连接，所述三相半桥mosfet电路202的三相半桥下臂通过所述采样电阻rs1接地。
21.进一步的，所述电流采样伪差分放大电路4的输入端采样布局使用开尔文连接，并通过所述采样电阻rs1对所述直流无刷电机3的驱动电流进行采样。
22.进一步的，所述三相反电动势的反电动势检测电路5通过三路独立的阻容低通滤
波电路分别连接至所述直流无刷电机3的三相线圈上进行电机线圈反向电动势的采集。
23.进一步的，还包括一低压差线性稳压器电路6，所述低压差线性稳压器电路6分别连接所述微控制器系统电路1和所述三相半桥mosfet功率驱动电路2。
24.优选的，所述微控制器系统电路1包括一双核mcu控制芯片，所述双核mcu控制芯片为fu6861l。fu6861l是一款集成8051内核和电机控制引擎(me)的高性能电机驱动专用芯片，8051内核处理常规事务，me处理电机实时事务，双核协同工作实现各种高性能电机控制。其中8051内核大部分指令周期为1t或2t，芯片内部集成有高速运算放大器、比较器、双高速adc、乘/除法器、crc、spi、i2c、uart、多种timer、pwm等功能，内置高压ldo，适用于bldc/pmsm电机的方\波、svpwm/spwm、foc驱动控制。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。