一种三相直流无刷电机驱动电路中的霍尔解算电路的制作方法

1.本实用新型涉及电机驱动控制技术领域，具体为一种三相直流无刷电机驱动电路中的霍尔解算电路。


背景技术：

2.三相直流无刷电机广泛应用于航空、航天、兵器、船舶、电子等军民电子系统中。在三相直流无刷电机驱动电路中，常用的开环类驱动电路需要输入六路脉宽调制信号控制后级三相逆变桥电路。六路脉宽调制信号控制方式复杂、控制精度要求较高，无法满足某些需要简化控制的小型化系统场合。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种三相直流无刷电机驱动电路中的霍尔解算电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种三相直流无刷电机驱动电路中的霍尔解算电路，包括刹车电路、使能电路以及霍尔换相电路；
5.刹车电路输入端为单路pwm脉宽调制信号和brake刹车信号，刹车电路输出端与霍尔换相电路连接；霍尔换相电路用于输出调制后的六路pwm脉宽调制信号，brake刹车信号通过刹车电路用于开启/关断单路pwm脉宽调制信号的输出；
6.使能电路输入端为enable使能信号，使能电路的输出端与霍尔换相电路输出端连接；enable使能信号通过使能电路用于开启/关断六路pwm脉宽调制信号的输出。
7.优选的，还包括正反转电路，正反转电路输入端为f/r正反转信号，正反转电路输出端与霍尔换相电路连接；
8.正反转信号为高电平时，三路霍尔信号保持不变，控制电机正向转动。当正反转信号为低电平时，通过霍尔换相电路的异或门u21、异或门u22、异或门u23使三路霍尔信号取反，控制电机反向转动。
9.优选的，所述使能电路包括反相器：u12、u45、u46、u47、u48、u49、u50，以及或非门：u7、u39、u40、u41，还包括与非门:u42、u43、u44；
10.反相器u12的输入端为enable使能信号，输出端分别连接或非门u7、或非门u39、或非门u40、或非门u41的输入端，或非门u7的另一输入端低电平接地；或非门u39的输出端接反相器u49的输入端，或非门u40的输出端接反相器u48的输入端，或非门u41的输出端接反相器u50的输入端；或非门u7输出端分别连接与非门u42、与非门u43、与非门u44的输入端，与非门u42的输出端接反相器u46的输入端，与非门u43的输出端接反相器u45的输入端，与非门u44的输出端接反相器u47的输入端。
11.优选的，刹车电路包括反相器:u8、u9、u16，以及与非门u13、或非门:u30、u31、u32、u36、u37、u38；
12.反相器u8的输入端为brake刹车信号，输出端连接与非门u13的一个输入端和反相
器u16的输入端；反相器u9的输入端为单路pwm脉宽调制信号，输出端连接与非门u13的另一个输入端；与非门u13的输出端分别连接或非门u30、或非门u31、或非门u32的输入端，或非门u30的输出端接与非门u42的输入端，或非门u31的输出端接与非门u43的输入端，或非门u32的输出端接与非门u44的输入端；反相器u16的输出端分别连接或非门u36、或非门u37、或非门u38的输入端，或非门u36的输出端接或非门u41的输入端，或非门u37的输出端接或非门u40的输入端，或非门u38的输出端接或非门u39的输入端；
13.正常工作时，刹车信号为低电平，当刹车信号输入变为高电平时，启动刹车功能，通过与非门u13关断单路pwm脉宽调制信号的输出。
14.优选的，正反转电路包括反相器u18；反相器u18的输入端为f/r正反转信号，输出端分别连接异或门u21、异或门u22、异或门u23的输入端。
15.优选的，霍尔换相电路包括反相器：u11、u19、u20、u27、u28、u29、异或门：u21、u22、u23、与非门：u24、u25、u26、或非门：u33、u34、u35；反相器u11的输入端为hall a信号，输出端连接异或门u21的输入端；反相器u19的输入端为hall b信号，输出端连接异或门u22的输入端；反相器u19的输入端为hall c信号，输出端连接异或门u23的输入端；异或门u21的输出端分别连接反相器u27的输入端、与非门u24的输入端、或非门u33的输入端；异或门u22的输出端分别连接反相器u29的输入端、与非门u25的输入端、或非门u34的输入端；异或门u23的输出端分别连接反相器u28的输入端、与非门u26的输入端、或非门u35的输入端；反相器u27的输出端分别连接与非门u26的输入端、或非门u35的输入端；反相器u29的输出端分别连接与非门u24的输入端、或非门u33的输入端；反相器u28的输出端分别连接与非门u25的输入端、或非门u34的输入端；与非门u24的输出端接或非门u30的输入端，与非门u25的输出端接或非门u31的输入端，与非门u26的输出端接或非门u32的输入端；或非门u33的输出端接或非门u38的输入端；或非门u34的输出端接或非门u37的输入端；或非门u35的输出端接或非门u36的输入端。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型通过霍尔换相电路可实现单路输入脉宽调制信号到六路脉宽调制信号输出的转化，有效降低了驱动电路的控制难度，同时通过刹车电路以及使能电路增加了刹车以及使能的辅助功能，提高了系统的实用性和多功能性。
附图说明
18.图1为本实用新型电路原理图。
19.图2为本实用新型电路输出示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1所示的一种三相直流无刷电机驱动电路中的霍尔解算电路，参照图中所示，霍尔解算电路包括刹车电路、使能电路以及霍尔换相电路；
22.刹车电路输入端为单路pwm脉宽调制信号和brake刹车信号，刹车电路输出端与霍尔换相电路连接；霍尔换相电路用于输出调制后的六路pwm脉宽调制信号，brake刹车信号通过刹车电路用于开启/关断单路pwm脉宽调制信号的输出；
23.使能电路输入端为enable使能信号，使能电路的输出端与霍尔换相电路输出端连接；enable使能信号通过使能电路用于开启/关断六路pwm脉宽调制信号的输出。
24.还包括还包括正反转电路，正反转电路输入端为f/r正反转信号，正反转电路输出端与霍尔换相电路连接；
25.正反转信号为高电平时，三路霍尔信号保持不变，控制电机正向转动。当正反转信号为低电平时，通过霍尔换相电路的异或门u21、异或门u22、异或门u23使三路霍尔信号取反，控制电机反向转动。通过正反转电路与刹车电路、使能电路与霍尔换相电路的结合，同时增加刹车、使能和控制正反转的辅助功能，提高了系统的实用性和多功能性。
26.具体的电路参照图1所示，本实施例中使能电路包括cc40106型六反相器(u12、u45、u46、u47、u48、u49、u50)、cc4001型四2输入或非门(u7、u39、u40、u41)、cc4093型四2输入(施密特)与非门(u42、u43、u44)；反相器u12的输入端为enable使能信号，输出端分别连接或非门u7、或非门u39、或非门u40、或非门u41的输入端，或非门u7的另一输入端低电平接地；或非门u39的输出端接反相器u49的输入端，或非门u40的输出端接反相器u48的输入端，或非门u41的输出端接反相器u50的输入端；或非门u7输出端分别连接与非门u42、与非门u43、与非门u44的输入端，与非门u42的输出端接反相器u46的输入端，与非门u43的输出端接反相器u45的输入端，与非门u44的输出端接反相器u47的输入端；反相器u45、反相器u46、反相器u47、反相器u48、反相器u49、反相器u50的输出端分别对应六路脉宽调制信号s3、s1、s5、s4、s2、s6。
27.本实施例中刹车电路包括cc40106型六反相器(u8、u9、u16)、cc4093型四2输入(施密特)与非门(u13)、cc4001型四2输入或非门(u30、u31、u32、u36、u37、u38)；反相器u8的输入端为brake刹车信号，输出端连接与非门u13的一个输入端和反相器u16的输入端；反相器u9的输入端为单路pwm脉宽调制信号，输出端连接与非门u13的另一个输入端；与非门u13的输出端分别连接或非门u30、或非门u31、或非门u32的输入端，或非门u30的输出端接与非门u42的输入端，或非门u31的输出端接与非门u43的输入端，或非门u32的输出端接与非门u44的输入端；反相器u16的输出端分别连接或非门u36、或非门u37、或非门u38的输入端，或非门u36的输出端接或非门u41的输入端，或非门u37的输出端接或非门u40的输入端，或非门u38的输出端接或非门u39的输入端。
28.本实施例中正反转电路包括cc40106型六反相器(u18)；反相器u18的输入端为f/r正反转信号，输出端分别连接异或门u21、异或门u22、异或门u23的输入端。
29.本实施例中霍尔换相电路包括cc40106型六反相器(u11、u19、u20、u27、u28、u29)、cc4070型四2输入异或门(u21、u22、u23)、cc4093型四2输入(施密特)与非门(u24、u25、u26)、cc4001型四2输入或非门(u33、u34、u35)；反相器u11的输入端为hall a信号，输出端连接异或门u21的输入端；反相器u19的输入端为hall b信号，输出端连接异或门u22的输入端；反相器u19的输入端为hall c信号，输出端连接异或门u23的输入端；异或门u21的输出端分别连接反相器u27的输入端、与非门u24的输入端、或非门u33的输入端；异或门u22的输出端分别连接反相器u29的输入端、与非门u25的输入端、或非门u34的输入端；异或门u23的
输出端分别连接反相器u28的输入端、与非门u26的输入端、或非门u35的输入端；反相器u27的输出端分别连接与非门u26的输入端、或非门u35的输入端；反相器u29的输出端分别连接与非门u24的输入端、或非门u33的输入端；反相器u28的输出端分别连接与非门u25的输入端、或非门u34的输入端；与非门u24的输出端接或非门u30的输入端，与非门u25的输出端接或非门u31的输入端，与非门u26的输出端接或非门u32的输入端；或非门u33的输出端接或非门u38的输入端；或非门u34的输出端接或非门u37的输入端；或非门u35的输出端接或非门u36的输入端。
30.本实施例中，当enable使能信号(反相器u12输入端)为高电平、brake刹车信号(反相器u8输入端)为低电平、f/r正反转信号(反相器u18输入端)为高电平时，霍尔解算电路的输出波形s1(反相器u46输出端)、s2(反相器u49输出端)、s3(反相器u45输出端)、s4(反相器u48输出端)、s5(反相器u47输出端)、s6(反相器u50输出端)与电机反馈输入的hall a信号(反相器u11输入端)、hall b信号(反相器u19输入端)、hall c信号(反相器u20输入端)和单路输入的pwm脉宽调制信号(反相器u9输入端)的逻辑关系如图2所示。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。