CN107086829A - 用于无刷电机驱动器的信号源控制电路及控制方法 - Google Patents

用于无刷电机驱动器的信号源控制电路及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于无刷电机驱动器的信号源控制电路及控制方法，所述控制电路包括用于输出两路输出电压的电源模块、用于接收电源模块的一路输出电压并进行电压升降处理后再输出的电源输出模块、用于接收电源模块另一路输出电压并进行计算处理后获得及输出预设测试信号的信号产生模块以及用于接收并放大所述预设测试信号后输出给无刷电机驱动器的信号放大模块，所述预设测试信号包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R。本发明实施例能同时输出多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R以对无刷电机驱动器进行相应的测试和试验，减少信号源装置的购买且简化了测试工艺，使用方便且降低了测试成本。

Description

用于无刷电机驱动器的信号源控制电路及控制方法
技术领域
本发明涉及电机驱动器技术领域，尤其涉及一种用于无刷单机驱动器的信号源控制电路及控制方法。
背景技术
随着无刷电机技术的发展，对无刷电机驱动器的质量要求也越来越高，在无刷电机驱动器出厂之前需要对无刷电机驱动器进行相应的测试，例如：高低温测试或者老化测试等，以保证无刷电机的正常工作。
现有的无刷电机驱动器通常需要连接无刷电机后才能正常工作，无刷电机为无刷电机驱动器提供三路霍尔信号以对无刷电机驱动器进行相应的测试和老化试验，而市面上也有出售各种用于测试无刷电机驱动器的信号源装置，但是现有的信号源装置大多数为单路输出的TTL电压信号（安捷伦信号源），在对无刷电机驱动器进行各种试验时只能提供单一的测试信号，不能同时提供三路霍尔信号、一路电机调速控制信号以及一路电机正反转控制信号，信号源装置功能单一，需要购买多个信号源装置并且在试验时需要频繁的更换不同的信号源装置，测试成本高且使用不方便。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题在于，提供一种用于无刷电机驱动器的信号源控制电路，实现输出多路测试信号，降低测试成本且使用方便。
本发明实施例进一步要解决的技术问题在于，提供一种用于无刷电机驱动器的信号源控制方法，实现输出多路测试信号，降低测试成本且使用方便。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是：提供一种用于无刷电机驱动器的信号源控制电路，包括用于输出两路输出电压的电源模块以及用于接收电源模块的一路输出电压并进行电压升降处理后再输出的电源输出模块，所述信号源控制电路还包括：
信号产生模块，用于接收电源模块另一路输出电压并进行计算处理后获得及输出预设测试信号，所述预设测试信号包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R；以及
信号放大模块，用于接收并放大所述预设测试信号后输出给无刷电机驱动器。
进一步地，所述信号产生模块包括：
用于根据电源模块另一路输出电压产生及输出所述多路霍尔信号的霍尔信号产生单元；
用于根据电源模块另一路输出电压产生及输出所述电机调速信号PWN的调速信号产生单元；以及
用于根据电源模块另一路输出电压产生及输出所述电机正反转控制信号F/R的正反转控制信号产生单元。
进一步地，所述信号放大模块包括：
用于接收、放大再输出所述多路霍尔信号的第一信号放大单元；
用于接收、放大再输出所述电机调速信号PWN的第二信号放大单元；以及
用于接收、放大再输出所述电机正反转控制信号F/R的第三信号放大单元。
进一步地，所述多路霍尔信号为三路霍尔信号，且其中任意两路霍尔信号的相位差为120°。
另一方面，本发明实施例还提供一种用于无刷电机驱动器的信号源控制方法，包括：
S1，驱动电源模块输出两路电压；
S2，将电源模块输出的一路输出电压进行电压升降后再输出；
S3，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出预设测试信号，所述预设测试信号包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R；
S4，接收所述预设测试信号并将所述预设测试信号放大后输出给无刷电机驱动器。
进一步地，所述步骤S3具体包括：
S31，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出所述多路霍尔信号；
S32，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出所述电机调速信号PWN；以及
S33，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出所述电机正反转控制信号F/R。
进一步地，所述步骤S4具体包括：
S41，接收所述多路霍尔信号并进行放大处理后再输出给无刷电机驱动器；
S42，接收所述电机调速信号PWN并进行放大处理后再输出给无刷电机驱动器；以及
S43，接收所述电机正反转控制信号F/R并进行放大处理后再输出给无刷电机驱动器。
进一步地，所述多路霍尔信号为三路霍尔信号，且其中任意两路霍尔信号的相位差为120°。
采用上述技术方案，本发明实施例至少具有以下有益效果：首先，本发明实施例通过电源模块以输出两路电压，其中一路输出电压经过电源输出模块实现电压升降后再进行输出，能为其它的用电单元提供工作电压；而另一路输出电压经过信号产生模块进行计算处理后获得及输出包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R的预设测试信号，最后经过信号放大模块将所述预设测试信号放大后输出给无刷电机驱动器以对无刷电机驱动器进行相应的试验，信号源控制电路输出多路测试信号，不需购买多个信号源装置的同时避免了在试验中频繁更换信号源装置，使用方便且降低了测试成本。
附图说明
图1是本发明用于无刷电机驱动器的信号源控制电路一个实施例的原理结构示意图。
图2是本发明用于无刷电机驱动器的信号源控制电路另一个实施例的原理结构示意图。
图3是本发明用于无刷电机驱动器的信号源控制电路再一个实施例信号的原理结构示意图。
图4是本发明用于无刷电机驱动器的信号源控制方法一个实施例的原理结构示意图。
图5是本发明用于无刷电机驱动器的信号源控制方法一个实施例步骤S3的具体原理结构示意图。
图6是本发明用于无刷电机驱动器的信号源控制方法一个实施例步骤S4的具体原理结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本发明，并不作为对本发明的限定，而且，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1所示，本发明实施例提供一种用于无刷电机驱动器的信号源控制电路，包括用于输出两路输出电压的电源模块1以及用于接收电源模块1的一路输出电压并进行电压升降处理后再输出的电源输出模块2。
所述信号源控制电路还包括：
信号产生模块3，用于接收电源模块1另一路输出电压并进行计算处理后获得及输出预设测试信号，所述预设测试信号包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R；以及
信号放大模块4，用于接收并放大所述预设测试信号后输出给无刷电机驱动器（图未示出）。
在一个具体实施例中，所述电源模块1的输入电压范围为16V~40V，且所述电源模块1的一路输出15V电压给电源输出模块2，然后由电源输出模块2实现电压的升高或者下降，实现可调功能，当无刷电机驱动器无电压供电时，可由本发明用于无刷电机驱动器的信号源控制电路中的电源输出模块2输出电压给电机的霍尔信号；所述电源模块1的另一路输出5V电压给信号产生模块3以产生多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R用于对无刷电机驱动器进行相应的测试。
本实施例通过电源模块1以输出两路电压，其中一路输出电压经过电源输出模块2实现电压升降后再进行输出，能为其它的用电单元提供工作电压，而另一路输出电压经过信号产生模块3进行计算处理后获得及输出包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R的预设测试信号，最后经过信号放大模块4将所述预设测试信号放大后输出给无刷电机驱动器以对无刷电机驱动器进行相应的试验，信号源控制电路输出多路测试信号，不需购买多个信号源装置的同时避免了在试验中频繁更换信号源装置，使用方便且降低了测试成本。
如图2所示，在一个可选实施例中，所述信号产生模块3包括：
用于根据电源模块1另一路输出电压产生及输出所述多路霍尔信号的霍尔信号产生单元31；
用于根据电源模块1另一路输出电压产生及输出所述电机调速信号PWN的调速信号产生单元32；以及
用于根据电源模块1另一路输出电压产生及输出所述电机正反转控制信号F/R的正反转控制信号产生单元33。
本实施例通过霍尔信号产生单元31、调速信号产生单元32和正反转控制信号产生单元33分别产生多路霍尔信号、电机调速信号PWN和电机正反转控制信号F/R，每个单元可单独工作以提供单一测试信号从而实现对无刷电机驱动器进行单一项目测试，也可以多个单元同时工作以提供多个测试信号从而实现同时对无刷电机驱动器进行多项测试，能有效提高测试效率。
如图2所示，在一个可选实施例中，所述信号放大模块4包括：
用于接收、放大再输出所述多路霍尔信号的第一信号放大单元41；
用于接收、放大再输出所述电机调速信号PWN的第二信号放大单元42；以及
用于接收、放大再输出所述电机正反转控制信号F/R的第三信号放大单元43。
在具体实施时，所述第一信号放大单元41接收霍尔信号产生单元31输出的多路霍尔信号并将所述多路霍尔信号进行电压和电流放大，最终输出幅度为3.3V~20V，频率为1Hz~1kHz，占空比为50%的多路霍尔信号；所述第二信号放大单元42接收调速信号产生单元32输出的电机调速信号PWN并将所述电机调速信号PWN进行电压和电流放大，最终输出幅度为3.3V或者5V，频率为10kHz~20kHz，占空比为2%~98%的电机调速信号PWN；而所述第三信号放大单元43接收正反转控制信号产生单元33输出的电机正反转控制信号F/R并将所述电机正反转控制信号F/R进行电压和电流放大，最终输出幅度为3.3V、5V或者0V的电机正反转控制信号F/R。
本实施例通过在信号放大模块4中设有第一信号放大单元41、第二信号放大单元42和第三信号放大单元43以分别对多路霍尔信号、电机调速信号PWN和电机正反转控制信号F/R进行电流和电压放大，一种信号放大单元实现一种测试信号的放大功能，能有效提高各测试信号的精确度，从而提高测试准确度。
如图3所示，在一个可选实施例中，所述信号放大模块4还可以包括：
用于接收、放大再输出所述多路霍尔信号的第一信号放大单元41；以及
用于接收、放大再输出所述电机调速信号PWN和所述电机正反转控制信号F/R的第二信号放大单元42。
本实施例通过在信号放大模块4中设有第二信号放大模块42以实现对电机调速信号PWN和电机正反转控制信号F/R进行电压和电流放大功能，简化电路设计，降低成本。
在一个可选实施例中，所述多路霍尔信号为三路霍尔信号，且其中任意两路霍尔信号的相位差为120°。
在一个具体实施例中，所述多路霍尔信号为三路霍尔信号HA、HB和HC，所述三路霍尔信号HA、HB和HC中的任意两路霍尔信号的相位差为120°，霍尔信号产生单元31输出的三路霍尔信号HA、HB和HC经过第一信号放大单元41进行电压和电流放大后输出幅度为3.3V~20V，频率为1Hz~1kHz，占空比为50%，任意两路霍尔信号的相位差为120°的三路霍尔信号HA、HB和HC。
在具体实施时，无刷电机上接有三根霍尔信号线，三根霍尔信号线上分别标明HA、HB和HC，与霍尔信号线相对应的无刷电机绕组上标有A、B和C以表示对应关系，三路霍尔信号HA、HB和HC均表示无刷电机中转子的位置信息，通过将转子精确的位置信息传给无刷电机控制器，然后无刷电机控制器再做出相应的判断给哪两个霍尔信号线导通，从而使无刷电机正常工作。本实施例通过将三路霍尔信号HA、HB和HC中的任意两路霍尔信号的相位差设为120°，能有效提高三路霍尔信号HA、HB和HC表示无刷电机中转子的位置信息的精准度，进而提高对无刷电机驱动器的测试准确度。
如图4所示，在另一方面，本发明实施例还提供一种用于无刷电机驱动器的信号源控制方法，包括：
S1，驱动电源模块输出两路电压；
S2，将电源模块输出的一路输出电压进行电压升降后再输出；
S3，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出预设测试信号，所述预设测试信号包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R；
S4，接收所述预设测试信号并将所述预设测试信号放大后输出给无刷电机驱动器。
本实施例通过驱动电源模块以输出两路电压并将其中一路输出电压经过电压升降后再输出，为其它用电单元提供工作电压；而另一路输出电压根据预设算法进行计算处理后获得及输出包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R的预设测试信号，最后将所述预设测试信号进行放大处理后输出给无刷电机驱动器以对无刷电机驱动器进行相应的试验，实现多路输出测试信号功能。
如图5所示，在一个可选实施例中，所述步骤S3具体包括：
S31，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出所述多路霍尔信号；
S32，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出所述电机调速信号PWN；以及
S33，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出所述电机正反转控制信号F/R。
本实施例通过接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后分别获得及输出多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R，通过将多个测试信号分别进行输出以避免相互干扰，能有效提高测试信号的精准度，提高测试准确度。
如图6所示，在一个可选实施例中，所述步骤S4具体包括：
S41，接收所述多路霍尔信号并进行放大处理后再输出给无刷电机驱动器；
S42，接收所述电机调速信号PWN并进行放大处理后再输出给无刷电机驱动器；以及
S43，接收所述电机正反转控制信号F/R并进行放大处理后再输出给无刷电机驱动器。
在具体实施时，步骤S41通过接收霍尔信号产生单元31输出的多路霍尔信号并进行电压和电流放大，最终输出幅度为3.3V~20V，频率为1Hz~1kHz，占空比为50%的多路霍尔信号；步骤S42通过接收所述电机调速信号PWN并进行电压和电流放大，最终输出幅度为3.3V或者5V，频率为10kHz~20kHz，占空比为2%~98%的电机调速信号PWN；而步骤S43则通过接收电机正反转控制信号F/R并将所述电机正反转控制信号F/R进行电压和电流放大，最终输出幅度为3.3V、5V或者0V的电机正反转控制信号F/R。
本实施例通过分别对多路霍尔信号、电机调速信号PWN和电机正反转控制信号F/R进行电流和电压放大处理后输出给无刷电机驱动器，各测试信号各自进行放大处理避免出现相互干扰，能有效提高各测试信号的精确度，从而提高测试准确度。
在一个可选实施例中，所述多路霍尔信号为三路霍尔信号，且其中任意两路霍尔信号的相位差为120°。
在具体实施时，所述多路霍尔信号为三路霍尔信号HA、HB和HC，所述三路霍尔信号HA、HB和HC中的任意两路霍尔信号的相位差为120°。三路霍尔信号HA、HB和HC经过电压和电流放大后输出幅度为3.3V~20V，频率为1Hz~1kHz，占空比为50%，任意两路霍尔信号的相位差为120°的三路霍尔信号HA、HB和HC。
本实施例通过将三路霍尔信号HA、HB和HC中的任意两路霍尔信号的相位差设为120°，能有效提高三路霍尔信号HA、HB和HC表示无刷电机中转子的位置信息的精准度，提高对无刷电机驱动器的测试准确度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (8)

1. 一种用于无刷电机驱动器的信号源控制电路，包括用于输出两路输出电压的电源模块以及用于接收电源模块的一路输出电压并进行电压升降处理后再输出的电源输出模块，其特征在于：所述信号源控制电路还包括：
信号产生模块，用于接收电源模块另一路输出电压并进行计算处理后获得及输出预设测试信号，所述预设测试信号包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R；以及
信号放大模块，用于接收并放大所述预设测试信号后输出给无刷电机驱动器。
2.根据权利要求1所述的用于无刷电机驱动器的信号源控制电路，其特征在于：所述信号产生模块包括：
用于根据电源模块另一路输出电压产生及输出所述多路霍尔信号的霍尔信号产生单元；
用于根据电源模块另一路输出电压产生及输出所述电机调速信号PWN的调速信号产生单元；以及
用于根据电源模块另一路输出电压产生及输出所述电机正反转控制信号F/R的正反转控制信号产生单元。
3.根据权利要求1或2所述的用于无刷电机驱动器的信号源控制电路，其特征在于：所述信号放大模块包括：
用于接收、放大再输出所述多路霍尔信号的第一信号放大单元；
用于接收、放大再输出所述电机调速信号PWN的第二信号放大单元；以及
用于接收、放大再输出所述电机正反转控制信号F/R的第三信号放大单元。
4.根据权利要求1所述的用于无刷电机驱动器的信号源控制电路，其特征在于：所述多路霍尔信号为三路霍尔信号，且其中任意两路霍尔信号的相位差为120°。
5.一种用于无刷电机驱动器的信号源控制方法，其特征在于，包括：
S1，驱动电源模块输出两路电压；
S2，将电源模块输出的一路输出电压进行电压升降后再输出；
S3，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出预设测试信号，所述预设测试信号包括多路霍尔信号、电机调速信号PWN以及电机正反转控制信号F/R；
S4，接收所述预设测试信号并将所述预设测试信号放大后输出给无刷电机驱动器。
6.根据权利要求5所述的用于无刷电机驱动器的信号源控制方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：
S31，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出所述多路霍尔信号；
S32，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出所述电机调速信号PWN；以及
S33，接收电源模块输出的另一路输出电压并根据预设算法计算处理后获得及输出所述电机正反转控制信号F/R。
7.根据权利要求5所述的用于无刷电机驱动器的信号源控制方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括：
S41，接收所述多路霍尔信号并进行放大处理后再输出给无刷电机驱动器；
S42，接收所述电机调速信号PWN并进行放大处理后再输出给无刷电机驱动器；以及
S43，接收所述电机正反转控制信号F/R并进行放大处理后再输出给无刷电机驱动器。
8.根据权利要求5至7任一项所述的用于无刷电机驱动器的信号源控制方法，其特征在于：所述多路霍尔信号为三路霍尔信号，且其中任意两路霍尔信号的相位差为120°。
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