一种直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法与流程

本发明涉及无刷电机，特别是直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法。

背景技术：

1、现有直流无刷电机控制器霍尔信号输入电平和控制器主控芯片参考电平一致，大部分均为+5v。直流无刷电机控制器通常对电机的霍尔信号进行rc低通滤波后接入主控芯片引脚或将霍尔信号直接接入主控芯片引脚。上述现有技术在控制器内部的霍尔信号采集电路并无隔离，在霍尔信号与主控芯片的信息交互中，若输入端产生噪声，则主控芯片端的控制信号就会受噪声干扰，从而控制器失灵。当输入端的霍尔信号电平跳变，更可能烧毁控制器整体电路。

2、直流无刷电机控制器主控芯片与霍尔信号输入电平不一致时，两者之间无法正常通信，并且会烧毁控制电路。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有的一种直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其包括，

5、使用光电隔离芯片对无刷电机霍尔输入信号进行光偶隔离；

6、霍尔信号与光耦隔离器件的输入端引脚形成b回路；

7、光耦隔离器件输出端和主控芯片控制形成a回路；

8、a回路与b回路没有连接关系，光耦隔离器件作为连接件分别参与两个回路。

9、作为本发明所述直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法的一种优选方案，其中：所述光偶隔离是将霍尔输入信号隔离成w相霍尔信号，v相霍尔信号与u相霍尔信号，霍尔输入信号隔离后，光偶隔离在输入信号不失真的条件下，滤除有感无刷电机霍尔信号的输入噪声。

10、作为本发明所述直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法的一种优选方案，其中：所述a回路导通的原理是光耦隔离器件内部有发光二极管和光敏元件，当内部发光二极管导通时，即1与3脚导通时，发光二极管发出激光，激发输出端的光敏元件，使得光敏元件导通，即4和5脚导通时，将输出部分的a回路导通。

11、作为本发明所述直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法的一种优选方案，其中：所述滤除有感无刷电机霍尔信号的输入噪声的原理是霍尔信号输入端二极管d1，其型号为1n4148w的单向导通特性防止霍尔信号hw的噪声进入光耦芯片3号引脚，从而减少系统噪声。

12、作为本发明所述直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法的一种优选方案，其中：所述霍尔信号输入光耦隔离器件后，为了防止出现电流流向方向错误与倒流情况发生，设置了d1，d2，d3分别为u相霍尔信号，v相霍尔信号与w相霍尔信号的防倒流二极管，保证输入端电流由光耦隔离芯片3号引脚流出。

13、作为本发明所述直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法的一种优选方案，其中：所述光耦隔离元件内部的发光二极管能够承载电流有限，因此r1，r2，r3为输入限流电阻，对光耦隔离元件内部的发光二极管进行限流，防止电流过大烧坏此激励发光二极管。

14、作为本发明所述直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法的一种优选方案，其中：所述r4，r5，r6为输出端限流电阻，限制后端输出给主控芯片的电流；

15、所述光耦隔离芯片输出端的6号引脚，可根据主控芯片选型来接不同电平以此保证霍尔信号和主控芯片正常通信。

16、作为本发明所述直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法的一种优选方案，其中：所述主控芯片电压与无刷电机霍尔输入信号不同，并且无刷电机霍尔输入信号电压波动较大，因此为了减少对于电路的损伤并保持正常通信，可根据主控芯片调节输出端接入电平，以此保证霍尔信号和主控芯片正常通信。

17、作为本发明所述直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法的一种优选方案，其中：所述发生电路风险时：

18、当光耦隔离芯片1号和3号引脚发生电平跳变，即霍尔信号输入噪声时，1号脚和3号脚光电二极管不导通，故不影响输出端电路，主控芯片稳定正常运行；

19、当霍尔信号输入端1号和3号引脚接收到高压信号，电流过大会烧毁芯片内部的光电二极管，而输出端电路元器件不受影响，此时只需要更换输入端电路即可完成维修。

20、作为本发明所述直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法的一种优选方案，其中：所述输出端接入电平的工作原理是：

21、当外部通信电压为超过本机内部通信电压为时，两者若直接通信，电平会直接烧毁通信引脚，因此此时可以使用隔离输入，对两者通信输入端口进行隔离，根据两者引脚供电电压，匹配隔离芯片输入和输出电平；

22、传感器多层结构中的等效电阻rhe和电容cp存在于任意两个欧姆触点之间，为了测量cp，构建了一个等效电路模型来计算该电容对频率响应的影响，对于高频下的rc电路，电容器提供的电抗较小，因此输出会随着频率的增加而降低，因此理论截止频率fcut的计算方式是

23、

24、由此可以计算出传感器端口的固有截止频率。

25、本发明有益效果为

26、(1)在直流无刷电机霍尔信号输入端，接入光耦隔离模块，形成两个电源回路

27、(2)有效解决了霍尔信号电平和主控芯片电平不匹配而导致无法通信问题

28、(3)光偶隔离输入，减少霍尔信号对主控电路的输入噪声干扰，提升了整体电路的稳定性。

29、(4)电源回路隔离，防止输入信号过压而烧坏主控电路芯片，提升了整体电路安全性。

技术特征：

1.一种直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于：包括使用光电隔离芯片对无刷电机霍尔输入信号进行光偶隔离；

2.如权利要求1所述的直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于：所述光偶隔离是将霍尔输入信号隔离成w相霍尔信号，v相霍尔信号与u相霍尔信号，霍尔输入信号隔离后，光偶隔离在输入信号不失真的条件下，滤除有感无刷电机霍尔信号的输入噪声。

3.如权利要求2所述的直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于：所述a回路导通的原理是光耦隔离器件内部有发光二极管和光敏元件，当内部发光二极管导通时，即1与3脚导通时，发光二极管发出激光，激发输出端的光敏元件，使得光敏元件导通，即4和5脚导通时，将输出部分的a回路导通。

4.如权利要求3所述的直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于：所述滤除有感无刷电机霍尔信号的输入噪声的原理是霍尔信号输入端二极管d1，其型号为1n4148w的单向导通特性防止霍尔信号hw的噪声进入光耦芯片3号引脚，从而减少系统噪声。

5.如权利要求1、2和4任一所述的直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于：所述霍尔信号输入光耦隔离器件后，为了防止出现电流流向方向错误与倒流情况发生，设置了d1，d2，d3分别为u相霍尔信号，v相霍尔信号与w相霍尔信号的防倒流二极管，保证输入端电流由光耦隔离芯片3号引脚流出。

6.如权利要求5所述的直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于：所述光耦隔离元件内部的发光二极管能够承载电流有限，因此r1，r2，r3为输入限流电阻，对光耦隔离元件内部的发光二极管进行限流，防止电流过大烧坏此激励发光二极管。

7.如权利要求6所述的直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于：所述r4，r5，r6为输出端限流电阻，限制后端输出给主控芯片的电流；

8.如权利要求6或7所述的直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于：所述主控芯片电压与无刷电机霍尔输入信号不同，并且无刷电机霍尔输入信号电压波动较大，因此为了减少对于电路的损伤并保持正常通信，可根据主控芯片调节输出端接入电平，以此保证霍尔信号和主控芯片正常通信。

9.如权利要求8所述的直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于所述发生电路风险时：

10.如权利要求1、2、4、6、7和9任一所述的直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，其特征在于所述输出端接入电平的工作原理是：

技术总结
本发明公开了直流无刷电机控制器霍尔信号的隔离输入方法，包括使用光电隔离芯片对无刷电机霍尔输入信号进行光偶隔离，霍尔信号与光耦隔离器件的输入端引脚形成B回路，光耦隔离器件输出端和主控芯片控制形成A回路，A回路与B回路没有连接关系，光耦隔离器件作为连接件分别参与两个回路。本发明在直流无刷电机霍尔信号输入端，接入光耦隔离模块，形成两个电源回路，有效解决了霍尔信号电平和主控芯片电平不匹配而导致无法通信问题，光偶隔离输入，减少霍尔信号对主控电路的输入噪声干扰，提升了整体电路的稳定性，电源回路隔离，防止输入信号过压而烧坏主控电路芯片，提升了整体电路安全性。

技术研发人员：王猛辉,姚毅超,林智桂,何逸波,刘海涛
受保护的技术使用者：上汽通用五菱汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25