CN104682795A - 无刷直流电机控制电路 - Google Patents

Abstract

一种无刷直流电机控制电路，其包括一第一三极管、一第二三极管、一晶体管和一二极管。该第一三极管的基极用于接收PWM控制信号，该第一三极管的发射极接地，该第一三极管的集电极连接至电源电压。该第二三极管的基极连接至该第一三极管的集电极，该第二三极管的集电极连接至该电源电压。该第二三极管的发射极连接至该晶体管的栅极，该晶体管的源极经由电阻接地，该晶体管的漏极连接至该电源电压。该二极管的正极连接至该晶体管的栅极，该二极管的负极连接至该第二三极管的基极。该PWM控制信号传输至该晶体管的栅极时具有较好的波形。

Description

无刷直流电机控制电路

技术领域

本发明涉及一种无刷直流电机控制电路。

 背景技术

在使用各种滤波、比较电路的无刷直流电机控制电路中，由于各种滤波、比较电路引起的相位延迟，导致电机在控制过程之中PWM信号改变，引起无刷直流电机的控制速度和理论值发生变化，进而导致电机停下来位置不够准确，以致控制系统故障。

 发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种具有较好波形的PWM控制信号的无刷直流电机控制电路。

一种无刷直流电机控制电路，其包括一第一三极管、一第二三极管、一晶体管和一二极管。该第一三极管的基极用于接收PWM控制信号，该第一三极管的发射极接地，该第一三极管的集电极连接至电源电压。该第二三极管的基极连接至该第一三极管的集电极，该第二三极管的集电极连接至该电源电压。该第二三极管的发射极连接至该晶体管的栅极，该晶体管的源极经由电阻接地，该晶体管的漏极连接至该电源电压。该二极管的正极连接至该晶体管的栅极，该二极管的负极连接至该第二三极管的基极。

作为上述无刷直流电机控制电路的进一步改进，该无刷直流电机控制电路还包括第一电阻，该第一三极管的基极经由该第一电阻接收该PWM控制信号。

作为上述无刷直流电机控制电路的进一步改进，该无刷直流电机控制电路还包括第二电阻和第三电阻，该第一三极管的集电极依次经由该第二电阻、该第三电阻连接至电源电压，该第二三极管的基极经由该第二电阻连接至该第一三极管的集电极。

作为上述无刷直流电机控制电路的进一步改进，该PWM控制信号为方波信号。

作为上述无刷直流电机控制电路的进一步改进，该晶体管栅极的控制信号为慢下降快上升的方波波形。

作为上述无刷直流电机控制电路的进一步改进，该无刷直流电机控制电路还包括第四电阻，该晶体管的源极经由第四电阻接地。

作为上述无刷直流电机控制电路的进一步改进，该无刷直流电机作为负载连接至该晶体管的源极，该电源电压通过该晶体管控制该无刷直流电机的工作电流。

相对于现有技术，本发明无刷直流电机控制电路对控制晶体管工作的PWM信号进行微调使其传输至该晶体管的栅极时较好的波形，从而有效地提高对无刷直流电机运动控制性能。另外，本发明无刷直流电机控制电路没有使用比较电路，结构简单。

 附图说明

图1是本发明无刷直流电机控制电路的较佳实施方式的电路图；

图2是本发明无刷直流电机控制电路的较佳实施方式的控制波形图。

 具体实施方式

请参阅图1，本发明的无刷直流电机控制电路10包括第一输入端Vin1、第二输入端Vin2、第一三极管T1、第二三极管T2、二极管D1、晶体管T4、以及第一至第四电阻R1-R4。本实施方式中，该第一三极管T1和第二三极管T2为NPN三极管，该晶体管T4为P沟道场效应晶体管(MOSFET)，例如型号为2N6804的P沟道场效应晶体管。该二极管的型号可选为1N1183。

该第一输入端Vin1接地，该第二输入端Vin2经由该第一电阻R1连接至该第一三极管T1的基极。该第一三极管T1的发射极接地，该第一三极管T1的集电极依次经由该第二电阻R2和该第三电阻R3连接至电源电压U1。本实施方式中，该第一、第二输入端Vin1、Vin2用于接收PWM控制信号VG1。替代实施方式中，该第一电阻R1可以省略，此时该第一三极管T1的基极作为输入端Vin2用于接收该PWM控制信号VG1。本实施方式中，该PWM控制信号VG1为方波信号。

该第二三极管T2的基极连接至该第二电阻R2和第三电阻R3之间的连接节点J1，即该第二三极管T2的基极经由该第二电阻R2连接至该第一三极管T1的集电极，该第二三极管T2的集电极连接至该电源电压U1，该第二三极管T2的发射极连接至该晶体管T4的栅极。该晶体管T4的源极经由该第四电阻R4接地，该晶体管T4的漏极连接至该电源电压U1。替代实施方式中，该第二、第三电阻R2、R3可以省略，此时该第二三极管T2的基极直接连接至该第一三极管T1的集电极。

该二极管D1的正极连接至该晶体管T4的栅极和该第二三极管T2的发射极，该二极管D1的负极连接至该第二三极管T2的基极。一实施方式中，无刷直流电机作为负载连接至该晶体管T4的源极，该电源电压U1通过该晶体管T4控制该无刷直流电机的工作电流。

较佳实施方式中，该第一至第四电阻R1-R4的电阻值分别为10K欧姆、5K欧姆、10K欧姆和10K欧姆。替代实施方式中，该第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4可选择性地省略。

本实施方式中，在第一三极管T1的基极提取第一检测信号VF1，在晶体管T4的栅极提取第二检测信号VF2，在该晶体管T4的源极提取第三检测信号VF3。该PWM控制信号VG1、第一至第三检测信号VF1-VF3的波形请参考图2。下面结合图2对本发明的无刷直流电机控制电路10进一步说明。

PWM控制信号VG1为高电平时（例如t0时刻），第一检测信号VF1也为高电平，第一三极管T1导通，节点J1经由第二电阻R2和导通的第一三极管T1接地后电压被拉低，此时第二三极管T2关断截止，晶体管T4的栅极电压通过二极管D1被逐渐释放掉，因此第二检测信号VF2的电压值逐渐降低，当晶体管T4栅极的电压（第二检测信号VF2）在某时刻（例如t1时刻）下降到一预先设定值（例如晶体管T4的导通电压），则晶体管T4导通，此时晶体管T4的源极经由导通的晶体管T4接收电源电压U1，因此第三检测信号VF3的电压由低电平升为高电平。

 PWM控制信号VG1变为低电平时（例如t2时刻），第一检测信号VF1也变为低电平，该第一三极管T1关断截止，节点J1经由第三电阻R3接收电源电压U1，被提升为高电平，此时第二三极管T2导通 ，二极管D1截止，晶体管T4的栅极经由导通的第二三极管T2接收电源电压U1，因此第二检测信号VF2的电压快速由低电平提升为高电平，晶体管T4关闭截止，此时晶体管T4的源极经由第四电阻R4接地，因此该第三检测信号VF3的电压由高电平降为低电平。到t3时刻，PWM控制信号VG1重新变为高电平时，则无刷直流电机控制电路10在PWM控制信号VG1下完成了一个周期的工作。

相对于现有技术，本发明无刷直流电机控制电路10实现晶体管T4栅极的控制信号，即第二检测信号VF2为慢下降快上升的方波波形，可以实现无刷直流电动机的平稳转动和快速停下来，第二检测信号VF2上升速度快的波形还可以防止晶体管T4输出滞后。另外，本发明的无刷直流电机控制电路10没有使用比较电路，结构简单可靠，成本低廉，而且能够对第二三极管T2输出的用于控制晶体管T4工作的PWM信号进行微调使其具有较好的波形，从而有效地提高对无刷直流电机运动控制性能，降低控制系统的控制故障。

替代实施方式中，第二检测信号VF2的电压下降曲线还可通过设定第二电阻R2和第三电阻R3的电阻比例进一步调整。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，该无刷直流电机控制电路包括：

一第一三极管，该第一三极管的基极用于接收PWM控制信号，该第一三极管的发射极接地，该第一三极管的集电极连接至电源电压；

一第二三极管，该第二三极管的基极连接至该第一三极管的集电极，该第二三极管的集电极连接至该电源电压；

一晶体管，该第二三极管的发射极连接至该晶体管的栅极，该晶体管的漏极连接至该电源电压；以及

一二极管，该二极管的正极连接至该晶体管的栅极，该二极管的负极连接至该第二三极管的基极。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机控制电路，进一步包括第一电阻，该第一三极管的基极经由该第一电阻接收该PWM控制信号。

3.根据权利要求2所述的无刷直流电机控制电路，进一步包括第二电阻和第三电阻，该第一三极管的集电极依次经由该第二电阻、该第三电阻连接至电源电压，该第二三极管的基极经由该第二电阻连接至该第一三极管的集电极。

4.根据权利要求1所述的无刷直流电机控制电路，其特征在于，该PWM控制信号为方波信号。

5.根据权利要求1所述的无刷直流电机控制电路，其特征在于，该晶体管栅极的控制信号，为慢下降快上升的方波波形。

6.根据权利要求1所述的无刷直流电机控制电路，进一步包括第四电阻，该晶体管的源极经由第四电阻接地。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的无刷直流电机控制电路，其特征在于，无刷直流电机作为负载连接至该晶体管的源极，该电源电压通过该晶体管控制该无刷直流电机的工作电流。