CN102255587A - 一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器，包括霍尔传感器及译码单元、数字逻辑控制器和功率驱动模块IPM，霍尔传感器单元检测转子的位置信号并将该信号送到数字逻辑控制器处理，其特征在于：它还包括PWM信号发生电路，PWM信号发生电路输出的PWM信号输入到数字逻辑控制器处理，数字逻辑控制器的输出端连接功率驱动模块IPM的输入端，功率驱动模块IPM的输出端连接定子绕组，能方便调速，快速满足同系列、不同转速的电机性能要求，降低研发和生产的难度，减少生产中的废品率，提高效率降低成本。

Description

一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器
技术领域：
本发明涉及一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器。
背景技术：
目前，大多数的无刷直流电机的控制器大多采用单片机、数字信号处理器DSP等作为其核心处理器件，通过编写软件来控制，成本高，开发周期长，而且未能充分利用单片机、数字信号处理器DSP的功能，造成一定的浪费。
有鉴于此，一些直流无刷电机纯硬件模拟控制器以控制简单、成本低，得到大家的青睐。然而，由于它不能进行速度调速控制，逻辑控制器只能输出100％的PWM(即：恒定的dc母线电压)，那么同系列、不同转速的电机只能通过设计不同参数的电磁方案才能完成调速，而且生产中由于工艺水平，定子的电感、电阻变化影响电机的转速，这些不满足速度要求的电机只能报废处理，少部分返修，造成比较大的浪费，增加成本。
发明内容：
本发明的目的是提供一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器，它能方便调速，快速满足同系列、不同转速的电机性能要求，降低研发和生产的难度，减少生产中的废品率，提高效率降低成本。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器，包括霍尔传感器及译码单元、数字逻辑控制器和功率驱动模块IPM，霍尔传感器单元检测转子的位置信号并将该信号送到数字逻辑控制器处理，另外它还包括PWM信号发生电路，PWM信号发生电路输出的PWM信号输入到数字逻辑控制器处理，数字逻辑控制器的输出端连接功率驱动模块IPM的输入端，功率驱动模块IPM的输出端连接定子绕组。
上述所述的PWM信号发生电路输出的PWM信号的载波频率和占空比是可调的。
上述所述的数字逻辑控制器的输入端还连接有过流保护电路，过流保护电路的输入端连接到功率驱动模块IPM。
上述所述数字逻辑控制器输出到功率驱动模块IPM的下桥驱动信号采用PWM调制。
上述数字逻辑控制器输出的上桥驱动信号：
UH-＝HU·CP·HV-
VH-＝HV·CP·HW-
WH-＝HW·CP·HU-
上述数字逻辑控制器输出的下桥驱动信号：
UL-＝HW-·PWM·HV
VL-＝HV-·PWM·HW
WL-＝HW-·PWM·HU
HU是第一块霍尔传感器单元的输出信号，HV是第二块霍尔传感器单元的输出信号，HW是第三块霍尔传感器单元的输出信号，HU-是HU的反相，HV-是HV的反相，HW-是HW的反相，CP是过流保护电路的输出信号，PWM是PWM信号发生电路输出的信号。
本发明与现有技术相比具有如下优点：1)本发明突破现有技术瓶颈，增加PWM信号发生电路，PWM信号发生电路输出的PWM信号输入到数字逻辑控制器处理，数字逻辑控制器的输出端连接功率驱动模块IPM的输入端，通过PWM
信号发生电路完成的PWM载波频率、PWM占空比可调，实现数字逻辑控制器输出信号的PWM载波频率、PWM占空比可调，进而实现可调速的直流无刷电机纯硬件模拟控制器，能方便调速，满足同系列、不同转速的电机性能要求，降低研发和生产的难度，减少生产中的废品率，提高效率降低成本；2)数字逻辑控制器的输入端还连接有过流保护电路，过流保护电路的输入端连接到功率驱动模块IPM，提高安全性和可靠性。3)数字逻辑控制器输出到功率驱动模块IPM的下桥驱动信号采用PWM调制，电路结构简单。
附图说明：
图1是本发明的电路框图；
图2是图1对应的电路图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述：
如图1、图2所示，一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器，包括霍尔传感器及译码单元、数字逻辑控制器和功率驱动模块IPM，霍尔传感器单元检测转子的位置信号并将该信号送到数字逻辑控制器处理，其特征在于：它还包括PWM信号发生电路，PWM信号发生电路输出的PWM信号输入到数字逻辑控制器处理，数字逻辑控制器的输出端连接功率驱动模块IPM的输入端，功率驱动模块IPM的输出端连接定子绕组，PWM信号发生电路输出的PWM信号的载波频率和占空比是可调的，数字逻辑控制器的输入端还连接有过流保护电路，过流保护电路的输入端连接到功率驱动模块IPM，数字逻辑控制器输出到功率驱动模块IPM的下桥驱动信号采用PWM调制。
数字逻辑控制器输出的上桥驱动信号：
UH-＝HU·CP·HV-
VH-＝HV·CP·HW-
WH-＝HW·CP·HU-
数字逻辑控制器输出的下桥驱动信号：
UL-＝HW-·PWM·HV
VL-＝HV-·PWM·HW
WL-＝HW-·PWM·HU
HU是第一块霍尔传感器单元H1的输出信号，HV是第二块霍尔传感器单
元H2的输出信号，HW是第三块霍尔传感器单元H3的输出信号，HU-是HU的反相，HV-是HV的反相，HW-是HW的反相，CP是过流保护电路的输出信号，PWM是PWM信号发生电路输出的信号。PWM信号发生电路包括二极管D1、二极管D2、稳压管D4、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R23、电阻R24、电容C7和运放IC3，通过调整电容C7、电阻R14、电阻R23、电阻R24、电阻R16的参数完成PWM载波频率设定，通过调节电阻R15来完成PWM占空比的设定。过流保护电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电容C8、稳压管D3和运放IC2。霍尔传感器单元包括第一块霍尔传感器单元H1、第二块霍尔传感器单元H2、第三块霍尔传感器单元H3、电容C1、电容C2、电容C3和电阻R1。
本发明增加PWM信号发生电路，PWM信号发生电路输出的PWM信号输入到数字逻辑控制器处理，数字逻辑控制器的输出端连接功率驱动模块IPM的输入端，通过PWM信号发生电路完成的PWM载波频率、PWM占空比可调，实现数字逻辑控制器输出信号的PWM载波频率、PWM占空比可调，进而实现可调速的直流无刷电机纯硬件模拟控制器，能方便调速，满足同系列、不同转速的电机性能要求，降低研发和生产的难度，减少生产中的废品率，提高效率降低成本。

Claims (5)

1.一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器，包括霍尔传感器及译码单元、数字逻辑控制器和功率驱动模块IPM，霍尔传感器单元检测转子的位置信号并将该信号送到数字逻辑控制器处理，其特征在于：它还包括PWM信号发生电路，PWM信号发生电路输出的PWM信号输入到数字逻辑控制器处理，数字逻辑控制器的输出端连接功率驱动模块IPM的输入端，功率驱动模块IPM的输出端连接定子绕组。
2.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器，其特征在于：PWM信号发生电路输出的PWM信号的载波频率和占空比是可调的。
3.根据权利要求1或2所述的一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器，其特征在于：数字逻辑控制器的输入端还连接有过流保护电路，过流保护电路的输入端连接到功率驱动模块IPM。
4.根据权利要求3所述的一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器，其特征在于：数字逻辑控制器输出到功率驱动模块IPM的下桥驱动信号采用PWM调制。
5.根据权利要求4所述的一种直流无刷电机纯硬件模拟控制器，其特征在于：数字逻辑控制器输出的上桥驱动信号：
UH-＝HU·CP·HV-
VH-＝HV·CP·HW-
WH-＝HW·CP·HU -
数字逻辑控制器输出的下桥驱动信号：
UL-＝HW-·PWM·HV
VL-＝HV-·PWM·HW
WL-＝HW-·PWM·HU
HU是第一块霍尔传感器单元的输出信号，HV是第二块霍尔传感器单元的输出信号，HW是第三块霍尔传感器单元的输出信号，HU-是HU的反相，HV-是HV的反相，HW-是HW的反相，CP是过流保护电路的输出信号，PWM是PWM信号发生电路输出的信号。
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