CN105207543A - 无刷直流电机的模拟闭环调速装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无刷直流电机的模拟闭环调速装置及其方法，所述装置包括：第一放电控制电路、第一充电控制电路、第一比较器、积分电路和第二比较器；所述第一放电控制电路的输出端以及所述第一充电控制电路的输出端分别电连接至所述第一比较器的第一输入端；所述第一比较器的第二输入端接收第一基准信号，所述第一比较器的输出端电连接至所述积分电路；所述积分电路与所述第二比较器的第一输入端电连接；所述第二比较器的第二输入端接收第二基准信号；所述第二比较器的输出端电连接至无刷直流电机并发送一PWM信号至无刷直流电机，以控制无刷直流电机的转速。本发明具有结构简单、控制高效等特点，特别适合于专用集成电路的电机驱动。

Description

无刷直流电机的模拟闭环调速装置及其方法

技术领域

本发明涉及无刷直流电机技术领域，尤其涉及一种无刷直流电机的模拟闭环调速装置及其方法。

背景技术

如图1所示，在现有技术中提供一种典型的无刷直流电机速度PID(Proportion-Integration-Differentiation)控制模式。该方法将一个参考速度和电机反馈速度进行比较，然后将差值通过P(比例放大)，I(误差积分)，D(微分求导)的算法而输出一个PWM信号，以控制电机转速。但是，该方法需要一个精确的速度(频率)输入和一系列计算处理，需要通过采用单片机或者其他可编程控制器加以完成，因此成本较高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种无刷直流电机的模拟闭环调速装置及其方法，其通过采用电阻和电容设定目标速度，积分电路、滤波器和比较器进行控制，以实现对电机转速的控制。本发明所述的模拟闭环调速装置具有结构简单、控制高效等特点，特别适合于专用集成电路的电机驱动。

根据本发明的一方面，提供了一种无刷直流电机的模拟闭环调速装置，包括：第一放电控制电路、第一充电控制电路、第一比较器、积分电路和第二比较器；所述第一放电控制电路的输出端电连接至所述第一比较器的第一输入端，用于设定放电时间；所述第一充电控制电路的输出端电连接至所述第一比较器的第一输入端，用于控制充电时间；所述第一比较器的第二输入端接收第一基准信号，所述第一比较器的输出端电连接至所述积分电路；所述积分电路与所述第二比较器的第一输入端电连接；所述第二比较器的第二输入端接收第二基准信号；所述第二比较器的输出端电连接至无刷直流电机并发送一PWM信号至所述无刷直流电机，以控制所述无刷直流电机的转速；其中，当所述无刷直流电机的转速低于目标转速时，第一充电控制电路所控制的充电时间变长，积分电路输出端的电压逐步升高，使所述第二比较器所输出的PWM信号的占空比增加，进而控制所述无刷直流电机加速；或者，当所述无刷直流电机的转速高于目标转速时，第一充电控制电路所控制的充电时间变短，积分电路输出端的电压逐步降低，使所述第二比较器所输出的PWM信号的占空比减小，进而控制所述无刷直流电机减速。

根据本发明的另一方面，还提供了一种无刷直流电机的模拟闭环调速方法，包括：步骤(a)设定第一放电控制电路的放电时间；步骤(b)判断无刷直流电机的转速是否低于目标转速，若是，则执行步骤(c)，否则执行步骤(d)；步骤(c)第一充电控制电路所控制的充电时间变长，积分电路的输出端的电压逐步升高，第二比较器所输出的PWM信号的占空比增加，以控制无刷直流电机加速，并返回执行步骤(b)；步骤(d)第一充电控制电路所控制的充电时间变短，积分电路的输出端的电压逐步降低，第二比较器所输出的PWM信号的占空比减小，以控制无刷直流电机减速，并返回执行步骤(b)。

此外，根据本发明的另一方面，还提供了另一种无刷直流电机的模拟闭环调速方法，包括：步骤(1)通过串联的第一电阻和第一电容设定放电时间，采用霍尔传感器以检测无刷直流电机的转速，并且所述霍尔传感器发送霍尔信号至边沿检测电路；步骤(2)所述边沿检测电路接收所述霍尔信号，当检测到所述霍尔信号发生翻转时，将输出霍尔边沿信号并传送至放电开关，以导通所述放电开关，进而使得所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压下降；步骤(3)判断所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压是否小于第一基准电压，若是，则使第一电流源关断，并且控制连接至第一电流源和第二电流源的共同连接点的第二电容通过第二电流源进行放电；步骤(4)放电开关断开，并且所述第一电容通过所述第一电阻进行充电；步骤(5)判断所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压是否大于等于第一基准电压，若是，则所述第二电容通过所述第一电流源进行充电，直至所述边沿检测电路再次传送所述霍尔边沿信号至所述放电开关；步骤(6)比较所述第二电容和所述第一电流源的共同连接点的电压与第二基准电压，并且根据比较结果输出相应的PWM信号以控制无刷直流电机的转速。

本发明的优点在于：本发明提供的无刷直流电机的模拟闭环调速装置及调速方法，采用电阻和电容设定目标速度，积分电路、滤波器和比较器进行控制，以实现对电机转速的控制。本发明能够避免现有技术PID控制方式需复杂的数字逻辑运算和处理等问题，通过改变电阻和电容值就可以方便地设定目标转速，具有结构简单、控制高效等特点。且，本发明可兼容开环线性调速方式。

附图说明

图1是现有技术中电机速度控制PID示意图；

图2是本发明无刷直流电机的模拟闭环调速装置的示意图；

图3是本发明实施例中各个节点的工作波形；

图4是本发明另一实施例中的无刷直流电机的模拟闭环调速装置的示意图；

图5是本发明一实施例中的无刷直流电机的模拟闭环调速方法的示意图；

图6是本发明另一实施例中的无刷直流电机的模拟闭环调速方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的无刷直流电机的模拟闭环调速装置及调速方法的具体实施方式做详细说明。

参见图2和图3所示，本发明提供一种无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其包括：第一放电控制电路M1、第一充电控制电路M2、第一比较器CMP1、积分电路M3和第二比较器CMP2。所述第一放电控制电路M1的输出端电连接至所述第一比较器CMP1的第一输入端，用于设定放电时间。所述第一充电控制电路M2的输出端电连接至所述第一比较器CMP1的第一输入端，用于控制充电时间。所述第一比较器CMP1的第二输入端接收第一基准信号，所述第一比较器CMP1的输出端电连接至所述积分电路M3。所述积分电路M3与所述第二比较器CMP2的第一输入端电连接。所述第二比较器CMP2的第二输入端接收第二基准信号。所述第二比较器CMP2的输出端电连接至无刷直流电机M并发送一PWM信号至所述无刷直流电机M，以控制所述无刷直流电机M的转速。

在本实施例中，所述第一放电控制电路M1包括：第一电阻R1和第一电容C1；所述第一电阻R1的一端与电源电压VDD电连接，另一端与所述第一电容C1电连接；第一电容C1的另一端接地。而在其他实施例中，第一放电控制电路M1的结构也不仅限于上述结构，也可以为RLC式等控制电路。

在本实施例中，所述第一充电控制电路M2包括：放电开关S1、边沿检测电路(EdgeDetect)和霍尔传感器HALL；所述霍尔传感器HALL用于获取所述无刷直流电机M的转速；当所述边沿检测电路(EdgeDetect)检测到所述霍尔传感器HALL所发送的霍尔信号发生翻转时，将输出霍尔边沿信号至所述放电开关S1。

在本实施例中，所述积分电路M3可以被称为电荷泵。所述积分电路M3可以通过电荷泵方式加以实现。所述积分电路M3包括第二充电控制电路(图中未标示)、第二放电控制电路(图中未标示)和第二电容C2；所述第一比较器CMP1的输出端与所述第二充电控制电路电连接，所述第二充电控制电路的输出端分别与所述第二放电控制电路、第二电容C2和第二比较器CMP2的第一输入端电连接；所述第二放电控制电路的输入端与所述第二电容C2的一端电连接；所述第二电容C2的一端与所述第二比较器CMP2的第一输入端电连接，所述第二电容C2的另一端接地。其中，所述第二充电控制电路包括一第一电流源I1；所述第二放电控制电路包括一第二电流源I2；所述第一电流源I1的一端分别电连接至所述第二电流源I2的一端、所述第二电容C2的一端以及所述第二比较器CMP2的第一输入端，所述第一电流源I1的另一端与电源电压电连接；所述第二电流源I2的另一端接地。在本发明的其他实施例中，也可以采用相当于第一电流源I1、第二电流源I2作用的电子器件。

可选的，所述无刷直流电机M可以为单相或三相无刷直流电机。在本实施例中，所述霍尔传感器HALL为外置，当然在其他实施例中，所述霍尔传感器HALL也可以采用内置。

在本实施例中，所述装置进一步包括一低通滤波器LPF，所述低通滤波器的输入端分别连接至所述积分电路M3的所述第一电流源I1的一端、所述第二电流源I2的一端和所述第二电容C2的一端，所述低通滤波器LPF的输出端连接至所述第二比较器CMP2的第一输入端。所述低通滤波器LPF用于有效地过滤第二电容C2和第一电流源I1的共同点所输入信号的电压波形，以使所述第二比较器CMP2所输出的PWM信号更稳定。在本实施例中，所述低通滤波器设置在所述积分电路M3的外部，而在其他部分实施例中，其可以设置在所述积分电路M3的内部。

在本实施例中，当检测到霍尔传感器HALL所发送的信号发生翻转时，参见图3所示，边沿检测电路(EdgeDetect)将输出霍尔边沿信号(短脉冲波)至所述放电开关S1，其脉冲高电平导通放电开关S1，即使第一电容C1的电压迅速下拉至地，从而使得第一电阻R1和第一电容C1的共同连接点的电压迅速下降到零。当所述第一电阻R1和所述第一电容C1的共同连接点的电压小于第一基准电压时，第一比较器CMP1输出低电平，以使第一电流源I1关断，且第二电容C2通过第二电流源I2进行放电，其中，净放电电流大小为i2。之后，由于霍尔边沿短脉冲信号恢复低电平，所述放电开关S1自然迅速断开，所述第一电容C1通过所述第一电阻R1进行充电，并且以时间常数τ＝R*C充电，自放电开关S1闭合时刻开始，在t时刻，所述第一电阻R1和所述第一电容C1的共同连接点(即图2中的RCT点)的电压为：

$V_{RCT}=r_{dd}*\[1-{\exp }^{\left(-\frac{t}{RC}\right)}\]$

继续参见图2所示，RCT点的电压逐渐上升至第一基准电压Vth(其为内部设定的翻转电压，且小于电源电压Vdd)，所需时间为

$T_{\_DisCh\arg e}=RC*ln\left(\frac{V_{dd}}{V_{dd}-V_{th}}\right)$

该段时间过程中，第二电容C2处于放电状态，故T_DisCharge时间由第一电阻R1、第一电容C1和第一基准电压Vth共同决定。

当RCT点的电压上升为第一基准电压时，第一比较器CMP1输出高电平，以开通第一电流源I1，且所述第二电容C2通过第一电流源I1进行充电，净充电电流大小为i1-i2，直至边沿检测电流再次传送霍尔边沿信号至所述放电开关S1，第二电容C2的充电时间为T_Charge＝T_HallEdge-T_DisCharge。所述第二电容C2和所述第一电流源I1的共同连接点的电压与输入至第二比较器CMP2的第二基准信号的第二基准电压进行比较，以通过第二比较器CMP2所输出的相应的PWM信号对无刷直流电机M进行控制。

当第二电容C2的充电时间和放电时间之比等于放电电流大小和充电电流大小之比时，即T_Charge:T_DisCharge＝i2:(i1-i2)，一个周期内的充电电荷(i1-i2)*T_Charge等于放电电荷i2*T_DisCharge，第二电容C2上的总电荷达到动态平衡。如图2所示，第二电容C2和第一电流源I1的共同连接点(即Filter点)的电压经低通滤波器进行稳定滤波，并且与第二基准信号(即SAW)的第二基准电压比较之后输出一PWM信号，其占空比即为达到目标转速所需要的占空比。

在本实施例中，若无刷直流电机M的转速低于目标转速，则霍尔信号周期变长，参见图3，由于第一电阻R1和第一电容C1设定的放电时间不变，则第一充电控制电路M2所控制的充电时间随之变长，充电电荷多于放电电荷，积分电路M3输出端的电压(即第二电容C2的电压(即Filter点))逐步上升，使所述第二比较器CMP2所输出的PWM信号占空比增加，进而控制所述无刷直流电机M加速。

若无刷直流电机M的转速高于目标转速，则霍尔信号周期变短，继续参见图3，由于第一电阻R1和第一电容C1设定的放电时间不变，则第一充电控制电路M2所控制的充电时间随之变短，充电电荷少于放电电荷，积分电路M3输出端的电压(即第二电容C2的电压(即Filter点))逐步下降，使所述第二比较器CMP2所输出的PWM信号占空比减小，进而控制所述无刷直流电机M减速。

由此可见，当第一基准电压Vth确定时，通过改变第一电阻R1和第一电容C1的数值以设置第二电容的C2放电时间，从而可以使无刷直流电机M的转速最终稳定于和时间常数τ＝R*C相关的转速，进而实现闭环的转速控制。

在上述实施例的实施过程中，第一电阻R1和第一电容C1连接成RC时间常数电路。当第一电容C1上的电压高于第一基准电压Vth(即翻转电压)时，第一比较器CMP1输出高电平，即Charge信号为1，则开通所述电流源I1，并且所述第二电容C2通过所述电流源I1进行充电。

边缘检测电路在检测到翻转的霍尔信号之后，输出霍尔边沿信号的短脉冲，该信号导通放电开关S1，使第一电容C1的电压(即RCT点)迅速下降至零。当RCT点的电压低于翻转电压Vth时，第一比较器CMP1输出低电平，则关断第一电流源I1，并且所述第二电容C2通过所述第二电流源I2进行放电。

需注意的是，在本实施例中，设计第一电流源电流i1需大于第二电流漏的电流i2，则第二电容C2的净充电电流和净放电电流比例为(i1-i2):i2，于是当第一电流源电流i1大于第二电流源电流i2时，使得净充电电流为正值，而且，在积分电路M3中设置有第二电流源I2，可以避免第二电容C2上的漏电所引起的误差问题。

第二电容C2通过低通滤波器滤除纹波之后，输入至第二比较器CMP2的第一输入端，并且与输入至第二比较器CMP2的第二输入端的SAW信号(该SAW信号为三角波或锯齿波)进行比较，所述第二比较器CMP2输出一PWM信号，以控制无刷直流电机M的转速，其中所述PWM信号为方波。

因此，本实施例能够避免现有技术PID控制方式需复杂的数字逻辑运算和处理等问题，通过改变电阻和电容值就可以方便地设定目标转速，具有结构简单、控制高效等特点。且，兼容开环线性调速方式。

另外，本发明的另一实施例中，可以通过以下方式实现对无刷直流电机M的模拟闭环调速。其中，通过一霍尔传感器HALL和边沿检测电路(EdgeDetect)替代上述实施例中的第一充电控制电路M2，再者，通过一计数器替代上述实施例中的第一放电控制电路M1和第一比较器CMP1。具体而言，参见图4所示，所述计数器的Reset端与霍尔边沿信号连接，所述计数器的CLK端与外接时钟相连接。所述计数器的输出端电连接至第一电流源I1，所述第一电流源I1的一端分别电连接至第二电流源I2、第一电容C1的一端、低通滤波器LPF的一端，所述第一电流源I1的另一端电连接至电源电压VDD；所述第一电容C1的另一端接地；所述低通滤波器器LPF的另一端电连接至一比较器CMP的第一输入端，该比较器CMP的第二输入端接收基准电压，该比较器CMP的输出端电连接至无刷直流电机M，且发送一PWM信号至所述无刷直流电机M，以控制所述无刷直流电机M的转速。所述霍尔传感器HALL用于获取所述无刷直流电机M的转速；当所述边沿检测电路(EdgeDetect)检测到所述霍尔传感器HALL所发送的霍尔信号发生翻转时，将输出霍尔边沿信号以重置所述计数器的Reset端。

其中，通过设定n个时钟周期，检测到霍尔信号翻转时，所述计数器开始计数，在此期间，连接至第一电流源I1和第二电流源I2的共同连接点的第一电容C1通过第二电路源I2放电；当所述计数器计数到n个时钟周期时，则发送使能信号以开通第一电流源I1，从而第一电容C1通过所述第一电流源I1进行充电。

因此，通过上述结构同样也能够达到对无刷直流电机M的模拟闭环调速的效果。

参见图5，本发明还提供一种无刷直流电机的模拟闭环调速方法，所述方法包括：步骤S510：设定第一放电控制电路的放电时间。步骤S520：判断无刷直流电机的转速是否低于目标转速，若是，则执行步骤S530，否则执行步骤S540。步骤S530：第一充电控制电路所控制的充电时间变长，积分电路的输出端的电压逐步升高，第二比较器所输出的PWM信号的占空比增加，以控制无刷直流电机加速，并返回执行步骤S520。步骤S540：第一充电控制电路所控制的充电时间变短，积分电路的输出端的电压逐步降低，第二比较器所输出的PWM信号的占空比减小，以控制无刷直流电机减速，并返回执行步骤S520。

参见图6所示，本发明还提供一种无刷直流电机的模拟闭环调速方法，所述方法包括：

S610：通过串联的第一电阻和第一电容设定放电时间，采用霍尔传感器以检测无刷直流电机的转速，并且所述霍尔传感器发送霍尔信号至边沿检测电路。

S620：所述边沿检测电路接收所述霍尔信号，当检测到所述霍尔信号发生翻转时，将输出霍尔边沿信号并传送至放电开关，以导通所述放电开关，进而使得所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压下降。

S630：判断所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压是否小于第一基准电压，若是，则使第一电流源关断，并且控制连接至第一电流源和第二电流源的共同连接点的第二电容通过第二电流源进行放电。

其中，若所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压此时大于等于第一基准电压时，继续使得所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压下降。

在此步骤中，判断所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压是否小于第一基准电压时可以采用第一比较器，即所述第一电阻和第一电容的共同连接点的电压输入至所述第一比较器的第一输入端，第一基准电压输入至所述第一比较器的第二输入端。

S640：放电开关断开，并且所述第一电容通过所述第一电阻进行充电。

S650：判断所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压是否大于等于第一基准电压，若是，则所述第二电容通过所述第一电流源进行充电，直至所述边沿检测电路再次传送所述霍尔边沿信号至所述放电开关。

其中，若判断所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压此时仍小于第一基准电压，则所述第一电容继续通过所述第一电阻进行充电。

S660:比较所述第二电容和所述第一电流源的共同连接点的电压与第二基准电压，并且根据比较结果输出相应的PWM信号以控制无刷直流电机的转速。

在此步骤中，比较所述第二电容和所述第一电流源的共同连接点的电压与第二基准电压时可以采用第二比较器，即所述第二电容和所述第一电流源的共同连接点的电压输入至所述第二比较器的第一输入端，第二基准电压输入至所述第二比较器的第二输入端。所述第二比较器电连接至无刷直流电机，并且发送PWM信号至所述无刷直流电机。

在上述步骤中，当第一电流源I1和第二电流源I2的电流大小比例设置为i1：i2，且i1大于i2时，第二电容C2的净充电流和净放电流比例为(i1-i2)：i2，其中i1和i2分别表示第一电流源的电流大小以及第二电流源的电流大小。

由上述步骤S610至S660可见，当检测到霍尔传感器HALL所发送的信号发生翻转时，边沿检测电路(EdgeDetect)将输出霍尔边沿信号(短脉冲波)至所述放电开关，并且其脉冲高电平导通放电开关，使得第一电容的电压迅速下拉至地，进而控制第一电阻和第一电容的共同连接点的电压迅速下降到零。当所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压小于第一基准电压时，第一比较器输出低电平，以使第一电流源关断，且第二电容通过第二电流源进行放电。之后，由于霍尔边沿短脉冲信号恢复低电平，所述放电开关自然迅速断开，所述第一电容通过所述第一电阻进行充电，并且以时间常数τ＝R*C充电，自放电开关S1闭合时刻开始，在t时刻，所述第一电阻R1和所述第一电容C1的共同连接点的电压为：

$V_{RCT}=r_{dd}*\[1-{\exp }^{\left(-\frac{t}{RC}\right)}\]$

当共同连接点的电压逐渐上升至第一基准电压Vth(其为内部设定的翻转电压，且小于电源电压Vdd)，所需时间为

$T_{\_DisCh\arg e}=RC*ln\left(\frac{V_{dd}}{V_{dd}-V_{th}}\right)$

该段时间过程中，第二电容处于放电状态，故T_DisCharge时间由第一电阻R1、第一电容C1和第一基准电压Vth共同决定。

当第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压上升为第一基准电压时，第一比较器输出高电平，以开通第一电流源，且所述第二电容通过第一电流源进行充电，净充电电流大小为i1-i2，直至边沿检测电流再次传送霍尔边沿信号至所述放电开关，第二电容的充电时间为T_Charge＝T_HallEdge-T_DisCharge。所述第二电容和所述第一电流源的共同连接点的电压与输入至第二比较器的第二基准信号的第二基准电压进行比较，以通过第二比较器所输出的相应的PWM信号对无刷直流电机进行控制。

若无刷直流电机的转速低于目标转速，则霍尔信号周期变长，由于第一电阻和第一电容设定的放电时间不变，则充电时间随之变长，充电电荷多于放电电荷，第二电容的电压逐步上升，使所述第二比较器所输出的PWM信号占空比增加，进而控制所述无刷直流电机加速。

若无刷直流电机M的转速高于目标转速，则霍尔信号周期变短，第一电阻和第一电容设定的放电时间不变，则充电时间随之变短，充电电荷少于放电电荷，第二电容的电压逐步下降，使所述第二比较器所输出的PWM信号占空比减小，进而控制所述无刷直流电机M减速。

因此，当第一基准电压确定时，通过改变第一电阻和第一电容的数值以设置第二电容的放电时间，从而可以使无刷直流电机的转速最终稳定于和时间常数τ＝R*C相关的转速，进而实现闭环的转速控制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，包括：第一放电控制电路、第一充电控制电路、第一比较器、积分电路和第二比较器；

所述第一放电控制电路的输出端电连接至所述第一比较器的第一输入端，用于设定放电时间；所述第一充电控制电路的输出端电连接至所述第一比较器的第一输入端，用于控制充电时间；所述第一比较器的第二输入端接收第一基准信号，所述第一比较器的输出端电连接至所述积分电路；所述积分电路与所述第二比较器的第一输入端电连接；所述第二比较器的第二输入端接收第二基准信号；所述第二比较器的输出端电连接至无刷直流电机并发送一PWM信号至所述无刷直流电机，以控制所述无刷直流电机的转速；其中，当所述无刷直流电机的转速低于目标转速时，第一充电控制电路所控制的充电时间变长，积分电路输出端的电压逐步升高，使所述第二比较器所输出的PWM信号的占空比增加，进而控制所述无刷直流电机加速；或者，当所述无刷直流电机的转速高于目标转速时，第一充电控制电路所控制的充电时间变短，积分电路输出端的电压逐步降低，使所述第二比较器所输出的PWM信号的占空比减小，进而控制所述无刷直流电机减速。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，所述第一放电控制电路包括：第一电阻和第一电容；所述第一电阻的一端与电源电压电连接，另一端与所述第一电容电连接；第一电容的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，所述第一充电控制电路包括：放电开关、边沿检测电路和霍尔传感器；所述霍尔传感器用于获取所述无刷直流电机的转速；当所述边沿检测电路检测到所述霍尔传感器所发送的霍尔信号发生翻转时，将输出霍尔边沿信号至所述放电开关。

4.根据权利要求1所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，所述积分电路包括第二充电控制电路、第二放电控制电路和第二电容；所述第一比较器的输出端与所述第二充电控制电路电连接，所述第二充电控制电路的输出端分别与所述第二放电控制电路、第二电容和第二比较器的第一输入端电连接；所述第二放电控制电路的输入端与所述第二电容的一端电连接；所述第二电容的一端与所述第二比较器的第一输入端电连接，所述第二电容的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，所述第二充电控制电路包括一第一电流源；所述第二放电控制电路包括一第二电流源；所述第一电流源的一端分别电连接至所述第二电流源的一端、所述第二电容的一端以及所述第二比较器的第一输入端，所述第一电流源的另一端与电源电压电连接；所述第二电流源的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，所述第一电流源和所述第二电流源的电流大小比为i1：i2，且i1大于i2，其中i1和i2分别表示第一电流源的电流大小以及第二电流源的电流大小。

7.根据权利要求1所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，所述装置进一步包括一低通滤波器，所述低通滤波器的输入端电连接至所述积分电路的输出端，所述低通滤波器的输出端电连接至所述第二比较器的第一输入端。

8.根据权利要求2所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，当所述第一电容通过所述第一电阻进行充电，并且以时间常数τ＝R*C充电，所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压为 $V_{RCT}=V_{dd}*\[1-{\exp }^{(-\frac{t}{RC})}\].$

9.根据权利要求1所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，所述第二比较器的第二输入端所接收到的第二基准信号为锯齿波或者三角波。

10.根据权利要求1所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，所述无刷直流电机为单相或三相无刷直流电机。

11.根据权利要求3所述的无刷直流电机的模拟闭环调速装置，其特征在于，所述霍尔传感器为内置或外置。

12.一种无刷直流电机的模拟闭环调速方法，其特征在于，包括：

(a)设定第一放电控制电路的放电时间；

(b)判断无刷直流电机的转速是否低于目标转速，若是，则执行步骤(c)，否则执行步骤(d)；

(c)第一充电控制电路所控制的充电时间变长，积分电路的输出端的电压逐步升高，第二比较器所输出的PWM信号的占空比增加，以控制无刷直流电机加速，并返回执行步骤(b)

(d)第一充电控制电路所控制的充电时间变短，积分电路的输出端的电压逐步降低，第二比较器所输出的PWM信号的占空比减小，以控制无刷直流电机减速，并返回执行步骤(b)。

13.一种无刷直流电机的模拟闭环调速方法，其特征在于，包括：

(1)通过串联的第一电阻和第一电容设定放电时间，采用霍尔传感器以检测无刷直流电机的转速，并且所述霍尔传感器发送霍尔信号至边沿检测电路；

(2)所述边沿检测电路接收所述霍尔信号，当检测到所述霍尔信号发生翻转时，将输出霍尔边沿信号并传送至放电开关，以导通所述放电开关，进而使得所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压下降；

(3)判断所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压是否小于第一基准电压，若是，则使第一电流源关断，并且控制连接至第一电流源和第二电流源的共同连接点的第二电容通过第二电流源进行放电；

(4)放电开关断开，并且所述第一电容通过所述第一电阻进行充电；

(5)判断所述第一电阻和所述第一电容的共同连接点的电压是否大于等于第一基准电压，若是，则所述第二电容通过所述第一电流源进行充电，直至所述边沿检测电路再次传送所述霍尔边沿信号至所述放电开关；

(6)比较所述第二电容和所述第一电流源的共同连接点的电压与第二基准电压，并且根据比较结果输出相应的PWM信号以控制无刷直流电机的转速。

14.根据权利要求13所述的无刷直流电机的模拟闭环调速方法，其特征在于，当第一电流源和第二电流源的电流大小比例设置为i1：i2，且i1大于i2时，第二电容的净充电流和净放电流比例为(i1-i2)：i2，其中i1和i2分别表示第一电流源的电流大小以及第二电流源的电流大小。

15.根据权利要求13所述的无刷直流电机的模拟闭环调速方法，其特征在于，通过改变第一电阻和第一电容的数值以设置放电时间，进而使无刷直流电机的转速稳定于与一时间常数τ＝R*C相关的转速。