一種高速無刷直流電機控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電機，尤其涉及一種高速無刷直流電機控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前三相無刷直流電機控制器中，常用帶霍爾位置反饋的控制方案，確定好定子和霍爾傳感器相對位置角度，在定子中安裝三個霍爾傳感器?？刂破饕话惆ㄎ⒖刂破?、M0S驅(qū)動電路、6個M0S管構(gòu)成的驅(qū)動橋和RC濾波電路，微控制器、M0S驅(qū)動電路及M0S管驅(qū)動橋依次相連，M0S管驅(qū)動橋的三個輸出端分別和無刷直流電機的三個定子線圈相連，安裝在定子中的三個霍爾傳感器的輸出端經(jīng)RC濾波電路和微控制器的輸入端相連。當轉(zhuǎn)子磁極經(jīng)過霍爾傳感器附近時，霍爾傳感器便會發(fā)出高(低)電平信號，微控制器通過輸入10口讀取經(jīng)RC濾波電路處理后的這三個霍爾傳感器的信號組合，對當前轉(zhuǎn)子的位置進行判斷，得出定子線圈下一個正確的通電順序，然后微控制器輸出對應(yīng)的PWM信號給M0S驅(qū)動電路，再經(jīng)M0S管驅(qū)動橋處理，輸出控制信號使定子線圈相應(yīng)的繞組通電，從而使轉(zhuǎn)子持續(xù)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。
[0003]傳統(tǒng)的控制方案是一個先檢測后判斷的過程，不可避免地會造成輸出滯后。同時由于霍爾元件本身存在磁性檢測和信號輸出的滯后性，而且為了消除電路外部干擾或內(nèi)部雜波信號，在霍爾電平轉(zhuǎn)換電路中需要加入濾波電容，電容的存在也會導(dǎo)致霍爾信號輸出的滯后，雖然可以減小電容，改善滯后，但會導(dǎo)致霍爾信號干擾無法消除，這是不可取的。另夕卜，在正轉(zhuǎn)時，通過修正霍爾傳感器相對定子的安裝角度也能改善相位滯后的問題，但如果電機反轉(zhuǎn)的話則滯后更加嚴重，故這種修正方法不能同時兼顧電機的正、反轉(zhuǎn)狀態(tài)。所以由于滯后效應(yīng)的存在，導(dǎo)致帶霍爾控制的無刷直流電機反電動勢相位滯后，輸出效率降低，限制高速運行。
[0004]總體來說，傳統(tǒng)的無刷直流電機控制器存在如下弊端:需連接RC濾波電路，造成信號的傳遞滯后，使控制器無法實時跟蹤最新的控制狀態(tài)，造成控制效率降低，無法上高速；外圍電路復(fù)雜，需要復(fù)雜的功率管驅(qū)動電路，對整體電路的一致性和控制性能帶來影響；使用的元器件比較多，造成批量生產(chǎn)不良率不夠低，成本也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型主要解決原有帶霍爾控制的無刷直流電機控制器，有RC濾波電路，造成電機反電動勢相位滯后，輸出效率降低，限制高速運行的技術(shù)問題；提供一種高速無刷直流電機控制裝置，其省去了 RC濾波電路，減少反饋延遲和控制延遲，并能兼顧電機的正反轉(zhuǎn)，控制電機高速運行。
[0006]本實用新型同時解決原有帶霍爾控制的無刷直流電機控制器，既有RC濾波電路又有M0S驅(qū)動電路，外圍電路復(fù)雜，使用的元器件比較多，影響整體電路的一致性和控制性能，造成批量生產(chǎn)不良率不夠低，成本也較高的技術(shù)問題；提供一種高速無刷直流電機控制裝置，其既不需要RC濾波電路也不需要M0S驅(qū)動電路，簡化了電路，外部元器件大大減少，提高穩(wěn)定性和生產(chǎn)良率，也降低成本。
[0007]本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:本實用新型包括MCU微控制器單元、M0S管三相橋單元和設(shè)于無刷直流電機定子中的三個霍爾傳感器，MCU微控制器單元的輸出端和所述的M0S管三相橋單元的輸入端相連，M0S管三相橋單元的輸出端分別和無刷直流電機的定子線圈的輸入端相連，所述的三個霍爾傳感器的輸出端分別和所述的MCU微控制器單元的輸入端相連。霍爾傳感器實時檢測無刷直流電機的轉(zhuǎn)子的位置并輸送給MCU微控制器單元，MCU微控制器單元讀取當前霍爾值，進行分析和處理，對霍爾反饋信號進行濾波，再輸出功率控制信號給M0S管三相橋單元，由M0S管三相橋單元控制無刷直流電機的定子線圈的通電順序，控制無刷直流電機的運行。在對霍爾干擾更強的環(huán)境中，不需要更改硬件電路即可改變?yōu)V波系數(shù)，保證霍爾信號正確無誤。本技術(shù)方案省去了 RC濾波電路，減少了反饋延遲和控制延遲，并能兼顧電機的正反轉(zhuǎn)，從而控制電機高速運行。同時也省去了原有的M0S驅(qū)動電路，簡化電路，外部元器件大大減少，提高穩(wěn)定性和生產(chǎn)良率，也降低成本。
[0008]作為優(yōu)選，所述的MCU微控制器單元包括內(nèi)置有M0S驅(qū)動電路的單片機U，單片機U有PWM0腳、PWM1腳、PWM2腳、PWM3腳、PWM4腳及PWM5腳六個輸出端，所述的M0S管三相橋單元有六個M0S管，單片機U的PWM0腳、PWM1腳、PWM2腳、PWM3腳、PWM4腳及PWM5腳分別和六個M0S管的基極相連。單片機U的六個功率控制輸出端控制六個M0S管的導(dǎo)通或截止，從而控制無刷直流電機的定子線圈的通電順序。電路簡單，提高可靠性，也降低成本。
[0009]作為優(yōu)選，所述的M0S管三相橋單元包括M0S管Q0、M0S管Ql、M0S管Q2、M0S管Q3、M0S管Q4和M0S管Q5，M0S管Ql、M0S管Q3及M0S管Q5的集電極均和電壓DC+相連，M0S管Q0、M0S管Q2及M0S管Q4的發(fā)射極均接地，M0S管Q0的集電極和M0S管Q1的發(fā)射極相連并且和所述的無刷直流電機的定子線圈L1的輸入端相連，M0S管Q2的集電極和M0S管Q3的發(fā)射極相連并且和所述的無刷直流電機的定子線圈L2的輸入端相連，M0S管Q4的集電極和M0S管Q5的發(fā)射極相連并且和所述的無刷直流電機的定子線圈L3的輸入端相連。
[0010]作為優(yōu)選，所述的MCU微控制器單元連接有運行/停止按鈕K1和正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)按鈕K2。操作運行/停止按鈕K1，可控制無刷直流電機的啟停；操作正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)按鈕K2，可控制無刷直流電機按正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)方式運行。
[0011]本實用新型的有益效果是:既不需要RC濾波電路也不需要M0S驅(qū)動電路，減少了反饋延遲和控制延遲，有效解決了相位滯后問題，并能兼顧電機的正反轉(zhuǎn)，從而能穩(wěn)定地控制電機高速運行。電路簡單，外部元器件大大減少，提高穩(wěn)定性和生產(chǎn)良率，也降低成本。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2是本實用新型的一種電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是無刷直流電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角度和霍爾值相對應(yīng)的一種示意圖。
[0015]圖中1.MCU微控制器單元，2.M0S管三相橋單元，3.無刷直流電機，4.霍爾傳感器，5.定子線圈。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0017]實施例:本實施例的一種高速無刷直流電機控制裝置，如圖1所示，包括MCU微控制器單元1、M0S管三相橋單元2和安裝在無刷直流電機3定子中的三個霍爾傳感器4，MCU微控制器單元1的輸出端和M0S管三相橋單元2的輸入端相連，M0S管三相橋單元2的輸出端分別和無刷直流電機3的定子線圈5的輸入端相連，三個霍爾傳感器4的輸出端分別和MCU微控制器單元1的輸入端相連。
[0018]具體的電路如圖2所示，MCU微控制器單元1包括內(nèi)置有M0S驅(qū)動電路的單片機U，單片機U有兩個定時器，本實施例中單片機U采用DRV91620單片機，單片機U有PWM0腳、PWM1腳、PWM2腳、PWM3腳、PWM4腳及PWM5腳六個輸出端，M0S管三相橋單元2包括M0S管Q0、M0S 管 Ql、M0S 管 Q2、M0S 管 Q3、M0S 管 Q4 和 M0S 管 Q5，M0S 管 Ql、M0S 管 Q3 及 M0S 管Q5的集電極均和電壓DC+相連，M0S管Q0、M0S管Q2及M0S管Q4的發(fā)射極均接地，單片機U 的 PWM0 腳、PWM1 腳、PWM2 腳、PWM3 腳、PWM4 腳及 PWM5 腳分別和