專利名稱：一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器。
技術(shù)背景目前，直流無刷電機(jī)控制器一般帶有微處理器MCU和包括IGBT開關(guān)的集成功率芯片IPM和霍爾傳感器，如圖1所示，霍爾傳感器檢測轉(zhuǎn)子的角度位置信號并送到微處理器 MCU，微處理器MCU輸出PWM信號到集成功率芯片IPM，集成功率芯片IPM控制電機(jī)繞組的導(dǎo)通時間。目前這種微處理器MCU和集成功率芯片IPM的組合，外圍電路復(fù)雜，導(dǎo)致成本增加，而且集成功率芯片IPM的功率范圍不寬，影響應(yīng)用的范圍。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，它采用光耦作為上橋驅(qū)動且采用分立元件的IGBT，路結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，功率較寬范圍。本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，包括微處理器和逆變開關(guān)單元，逆變開關(guān)單元包括上橋功率開關(guān)和下橋功率開關(guān)，微處理器的輸出端通過光耦驅(qū)動單元來驅(qū)動上橋功率開關(guān)。上述所述的微處理器的輸出端連接下橋功率開關(guān)的柵極。上述所述的上橋功率開關(guān)的漏極與電源Vcc連接，上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接，下橋功率開關(guān)源極連接電阻后接地。上述所述的光耦驅(qū)動單元包括光耦A(yù)l、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻 R5、二極管Dl和電容Cl，電源Vcc通過電阻鏈接到光耦A(yù)l的第1腳，光耦A(yù)l的第2腳連接微處理器1的輸出端；上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接形成中間節(jié)點P ；電阻R2、二極管Dl和電容Cl依次串聯(lián)起來，電阻R2的自由端連接電源Vcc，電容Cl的自由端連接中間節(jié)點P，光耦A(yù)l的第5腳通過電阻R5與中間節(jié)點P連接，光耦A(yù)l的第4腳通過電阻R4連接在二極管Dl和電容Cl之間，光耦A(yù)l的第3腳通過電阻R3連接上橋功率開關(guān) Ql的柵極。上述微處理器還連接有霍爾傳感器，所述的逆變開關(guān)單元包括3組上橋功率開關(guān)和下橋功率開關(guān)，每組上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接并引出分別與電機(jī)的三相繞組U、V、W連接。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1)采用光耦作為上橋驅(qū)動且采用分立元件的IGBT開關(guān)，電路結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，功率較寬范圍，應(yīng)用范圍廣；2)微處理器的輸出端連接下橋功率開關(guān)的柵極，簡化電路結(jié)構(gòu)，降低成本；3)所述的光耦驅(qū)動單元包括光耦A(yù)l、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、二極管Dl和電容Cl，利用電容Cl的充電功能保證上橋功率開關(guān)的柵極和源極的電位差為15V，保證上橋功率開關(guān)的正常工作， 提高可靠性。


圖1是傳統(tǒng)直流電機(jī)控制器的方框示意圖；圖2是本實用新型的電路方框圖；圖3是圖2具體化的電路方框圖；圖4是圖3對應(yīng)的電路圖；圖5是本實用新型的光耦驅(qū)動單元對應(yīng)的電路圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述如圖2、圖3、圖4和圖5所示，一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，包括微處理器和逆變開關(guān)單元，逆變開關(guān)單元包括上橋功率開關(guān)和下橋功率開關(guān)，微處理器的輸出端通過光耦驅(qū)動單元來驅(qū)動上橋功率開關(guān)，微處理器的輸出端連接下橋功率開關(guān)的柵極，上橋功率開關(guān)的漏極與電源Vdc連接，上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接， 下橋功率開關(guān)源極連接電阻后接地，光耦驅(qū)動單元包括光耦A(yù)l、電阻R1、電阻R2、電阻R3、 電阻R4、電阻R5、二極管Dl和電容Cl，電源Vcc通過電阻連接到光耦A(yù)l的第1腳，光耦A(yù)l 的第2腳連接微處理器1的輸出端；上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接形成中間節(jié)點P ；電阻R2、二極管Dl和電容Cl依次串聯(lián)起來，電阻R2的自由端連接電源Vcc，電容Cl的自由端連接中間節(jié)點P，光耦A(yù)l的第5腳通過電阻R5與中間節(jié)點P連接，光耦A(yù)l 的第4腳通過電阻R4連接在二極管Dl和電容Cl之間，光耦A(yù)l的第3腳通過電阻R3連接上橋功率開關(guān)Ql的柵極，微處理器還連接有霍爾傳感器，所述的逆變開關(guān)單元包括3組上橋功率開關(guān)Ql、Q3、Q5和下橋功率開關(guān)Q2、Q4、Q6，每組上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接并引出分別與電機(jī)的三相繞組U、V、W連接，微處理器是單片機(jī)MCU。本實用新型的原理是如圖5所示，電源Vcc通過電阻R2、二極管Dl向電容Cl充電，在電容Cl兩端產(chǎn)生15V的電位差，當(dāng)微處理器的上橋輸出信號UH為低電平，下橋輸出信號UL為低電平時，光耦A(yù)l導(dǎo)通，光耦A(yù)l的第4腳與第3腳的電位一樣，光耦A(yù)l的第4 腳通過電阻R4連接在二極管Dl和電容Cl之間，使上橋功率開關(guān)Ql的柵極與源極的電位差正好是電容Cl兩端產(chǎn)生15V的電位差，上橋功率開關(guān)Ql導(dǎo)通，下橋功率開關(guān)Q2截止； 隨著上橋功率開關(guān)Ql導(dǎo)通，上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接形成中間節(jié)點P 的電位不斷上升到Vdc，電容Cl的正極和負(fù)極電位也隨之抬高，但在電容Cl兩端始終保持 15V的電位差。當(dāng)微處理器的上橋輸出信號UH為高電平，下橋輸出信號UL為高電平時，光耦A(yù)l截止，上橋功率開關(guān)Ql的截止，下橋功率開關(guān)Q2導(dǎo)通。
權(quán)利要求1.一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，包括微處理器和逆變開關(guān)單元，逆變開關(guān)單元包括上橋功率開關(guān)和下橋功率開關(guān)，其特征在于微處理器的輸出端通過光耦驅(qū)動單元來驅(qū)動上橋功率開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，其特征在于 微處理器的輸出端連接下橋功率開關(guān)的柵極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，其特征在于上橋功率開關(guān)的漏極與電源(Vdc)連接，上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接，下橋功率開關(guān)源極連接電阻后接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，其特征在于光耦驅(qū)動單元包括光耦(Al)、電阻(Rl)、電阻(R2)、電阻(R3)、電阻(R4)、電阻(R5)、二極管(Dl)和電容(Cl)，電源(Vcc)通過電阻鏈接到光耦(Al)的第1腳，光耦(Al)的第2 腳連接微處理器(1)的輸出端；上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接形成中間節(jié)點(P)；電阻(R2)、二極管(Dl)和電容(Cl)依次串聯(lián)起來，電阻(R2)的自由端連接電源 (Vcc)，電容(Cl)的自由端連接中間節(jié)點(P)，光耦(Al)的第5腳通過電阻(R5)與中間節(jié)點(P)連接，光耦(Al)的第4腳通過電阻(R4)連接在二極管(Dl)和電容(Cl)之間，光耦 (Al)的第3腳通過電阻(R3)連接上橋功率開關(guān)(Ql)的柵極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，其特征在于微處理器還連接有霍爾傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，其特征在于 所述的逆變開關(guān)單元包括3組上橋功率開關(guān)和下橋功率開關(guān)，每組上橋功率開關(guān)的源極與下橋功率開關(guān)漏極連接并引出分別與電機(jī)的三相繞組(U、V、W)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種用光耦作為上橋驅(qū)動的直流電機(jī)控制器，包括微處理器和逆變開關(guān)單元，逆變開關(guān)單元包括上橋功率開關(guān)和下橋功率開關(guān)，其特征在于微處理器的輸出端通過光耦驅(qū)動單元來驅(qū)動上橋功率開關(guān)。采用光耦作為上橋驅(qū)動且采用分立元件的IGBT，路結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，功率較寬范圍。
文檔編號H02P6/00GK202068367SQ20112018205
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者王銳峰, 陳云生 申請人:中山大洋電機(jī)制造有限公司