CN107947648B - 一种三相无刷电机驱动电路及其控制方法 - Google Patents

一种三相无刷电机驱动电路及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及三相无刷电机驱动电路及控制方法，该驱动电路的微处理器接到功率模块从而控制三相无刷电机；微处理器还通过三根电气导线接到三个霍尔传感器的接线端和比较器模块的输出端；比较器模块输入端接电机的相线进而分析反电动势而获得电机位置信号；微处理器通过连接它的可调电位器进行启动和调速。控制方法是微处理器控制比较器模块断电以去除比较器模块对检测位置信号的干扰，微处理器位置信号检测口使能上拉电阻，使位置信号处于逻辑“1”状态，检测电机位置信号,均为逻辑“1”或逻辑“0”则无霍尔传感器或传感器故障，驱动电路以无感启动运行；位置信号不全为逻辑“1”或逻辑“0”，则电机是有感电机，驱动电路以有感启动运行。

Description

一种三相无刷电机驱动电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电机驱动电路及控制，特别涉及一种三相直流无刷电机有感无感自动识别的驱动电路及其控制方法。
背景技术
三相直流无刷电机驱动分为有感驱动和无感驱动两种方式，目前的驱动电路要么适用于有感无刷电机，要么适用于无感无刷电机，不能自动识别有感和无感电机并分别驱动，造成使用上的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种能自动识别有感和无感电机的驱动电路。本发明的另一目的是提供一种驱动有感和无感电机时都无需任何的线路更改或开关操作，也不需要电机转动的控制方法。
本发明的技术解决方案是所述三相无刷电机驱动电路，包括智能微处理器，其特殊之处在于，所述智能微处理器电连接到智能功率模块，智能功率模块电连接到电机的三根相线上，所述智能微处理器电连接到霍尔传感器的接线插座并且并接到比较器模块上，所述比较器模块另一端电连接到无刷电机三根相线上；所述智能微处理器电连接到电位器的中间抽头；所述比较器模块的供电端由智能微处理器的智能供电端口供正电，所述比较器模块的负电端接到数字电源地；所述数字电源地与功率电源地之间连接磁珠。
作为优选：所述智能微处理器(MCU)通过六根电气导线(AH、AL、BH、BL、CH、CL)接到智能功率模块(IPM)从而控制三相半桥的导通顺序；智能功率模块(IPM)通过三根电气导线(U、V、W)接到无刷电机上；智能微处理器(MCU)还通过三根电气导线(Ha、Hb、Hc)接到三个霍尔传感器的接线端(JP)，所述三根电气导线(Ha、Hb、Hc)电连接到比较器模块(CMP)的输出端口；所述三根电气导线(U、V、W)接到比较器模块(CMP)的输入端口上；智能微处理器(MCU)的调速接口通过电气导线(SW)连接一可调电位器(VR)的中间抽头；直流电源正极(5V)连接智能微处理器(MCU)、智能功率模块(IPM)、霍尔传感器的接线端(JP)、可调电位器(VR)的供电正端；5V直流电源负极(AGND)连接智能微处理器(MCU)、智能功率模块(IPM)、比较器模块(CMP)、霍尔传感器的接线端(JP)、可调电位器(VR)的供电负端；功率电源正极(VCC)接智能功率模块(IPM)的功率电源输入，模拟电源负极(PGND)接智能功率模块(IPM)的功率电源地；比较器模块(CMP)的电源正端由智能微处理器(MCU)的智能供电端口(RQD)智能供电，比较器模块(CMP)的电源负端接数字电源地(AGND)。
作为优选：所述无刷电机的霍尔电角度为120度时，所述无刷电机内的三个霍尔传感器输出信号不能同时为逻辑“1”和不能同时为逻辑“0”。
本发明的另一技术解决方案是所述三相无刷电机驱动电路的控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
⑴当旋转可调电位器(VR)时，智能微处理器(MCU)通过导线(SW)检测到启动调速信号，电机准备启动；
⑵智能微处理器(MCU)首先通过智能微处理器(MCU)的智能供电端口(RQD)关闭比较器模块(CMP)的电源供应,使智能供电端口(RQD)输出0V电压，使比较器模块(CMP)供电断开，比较器模块(CMP)输出到(Ha、Hb、Hc)的信号处于浮空状态，智能微处理器(MCU)连接电气导线(Ha、Hb、Hc)的端口内部使能上拉电阻，使电气导线(Ha、Hb、Hc)的逻辑电平保持在一个稳定状态；
⑶检测Ha＝1且Hb＝1且Hc＝1，电气导线(Ha、Hb、Hc)的信号都为逻辑“1”,则说明电机无霍尔传感器或霍尔传感器故障，智能微处理器(MCU)通过智能供电端口(RQD)恢复比较器模块(CMP)的电源供电，电路以无感方式运行；
⑷若电气导线(Ha、Hb、Hc)的信号都为逻辑“0”则说明电机存在霍尔传感器，电路以有感方式运行。
与现有技术相比，本发明的有益效果:
电机不需要任何转动和电路不需要任何更改和开关操作，也不需要电机转动就可检测出无刷电机是否有霍尔传感器，若无霍尔传感器，则电路以无感驱动方式运行；若有霍尔传感器，则电路以有感驱动方式运行。
附图说明
图1是本发明三相直流无刷电机有感无感自动识别的驱动电路框图；
图2是图1的电路原理图；
图3是本发明三相无刷电机驱动电路控制方法的流程图。
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述：
请参阅图1、图2所示，该三相直流无刷电机有感无感自动识别驱动电路，该电路包括一智能微处理器(MCU)，智能微处理器(MCU)通过六根电气导线(AH、AL、BH、BL、CH、CL)接到智能功率模块(IPM)从而控制三相半桥的导通顺序；智能功率模块(IPM)通过三根电气导线(U、V、W)接到无刷电机上；智能微处理器(MCU)还通过三根电气导线(Ha、Hb、Hc)接到三个霍尔传感器的接线端(JP)，三根电气导线(Ha、Hb、Hc)电连接到比较器模块(CMP)的输出端口；三根电气导线(U、V、W)接到比较器模块(CMP)的输入端口上；智能微处理器(MCU)的调速接口通过电气导线(SW)连接一可调电位器(VR)的中间抽头；5V直流电源正极连接智能微处理器(MCU)、智能功率模块(IPM)、霍尔传感器的接线端(JP)、可调电位器(VR)的供电正端；5V直流电源负极(AGND)连接智能微处理器(MCU)、智能功率模块(IPM)、比较器模块(CMP)、霍尔传感器的接线端(JP)、可调电位器(VR)的供电负端；功率电源正极(VCC)接智能功率模块(IPM)的功率电源输入，模拟电源负极(PGND)接智能功率模块(IPM)的功率电源地；比较器模块(CMP)的电源正端由智能微处理器(MCU)的智能供电端口(RQD)智能供电，比较器模块(CMP)的电源负端接数字电源地(AGND)。
请参阅图1、图2所示，当旋转电位器使电机启动时,首先智能微处理器(MCU)的智能供电端口(RQD)输出0V电压，使比较器模块(CMP)供电断开，比较器模块(CMP)输出到(Ha、Hb、Hc)的信号处于浮空状态，智能微处理器(MCU)用于检测(Ha、Hb、Hc)的信号端口内部使能上拉电阻；然后智能微处理器(MCU)检测(Ha、Hb、Hc)端口的信号，如果是有感电机，那么(Ha、Hb、Hc)端口必然不全为高电平信号，即(Ha、Hb、Hc)都为高电平信号则是无感电机，(Ha、Hb、Hc)不全为高电平信号则为有感电机。
请参阅图3所示，该三相无刷电机驱动电路的控制方法，包括步骤：
⑴当旋转可调电位器(VR)时，智能微处理器(MCU)通过导线(SW)检测到启动调速信号，电机准备启动；
⑵智能微处理器(MCU)首先通过智能微处理器(MCU)的智能供电端口(RQD)关闭比较器模块(CMP)的电源供应,使智能供电端口(RQD)输出0V电压，使比较器模块(CMP)供电断开，比较器模块(CMP)输出到(Ha、Hb、Hc)的信号处于浮空状态，智能微处理器(MCU)连接电气导线(Ha、Hb、Hc)的端口内部使能上拉电阻，使电气导线(Ha、Hb、Hc)的逻辑电平保持在一个稳定状态；
⑶检测Ha＝1且Hb＝1且Hc＝1，电气导线(Ha、Hb、Hc)的信号都为逻辑“1”,则说明电机无霍尔传感器或霍尔传感器故障，智能微处理器(MCU)通过智能供电端口(RQD)恢复比较器模块(CMP)的电源供电，电路以无感方式运行；
⑷若电气导线(Ha、Hb、Hc)的信号都为逻辑“0”则说明电机存在霍尔传感器，电路以有感方式运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种三相无刷电机驱动电路的控制方法，所述三相无刷电机驱动电路包括智能微处理器(MCU)、智能功率模块(IPM)、霍尔传感器的接线插座、比较器模块(CMP)；所述智能微处理器(MCU)分别电连接智能功率模块(IPM)、霍尔传感器的接线插座(JP)并且并接到比较器模块(CMP)上，所述比较器模块(CMP)的供电端由智能微处理器(MCU)的智能供电端口(RQD)供正电，所述比较器模块(CMP)的负电端接到数字电源地(AGND)；功率电源正极(VCC)接智能功率模块(IPM)的功率电源输入，模拟电源负极(PGND)接智能功率模块(IPM)的功率电源地；其特征在于，所述数字电源地(AGND)与功率电源地之间连接磁珠；所述控制方法包括以下步骤：
⑴当旋转可调电位器(VR)时，智能微处理器(MCU)通过导线(SW)检测到启动调速信号，电机准备启动；
⑵智能微处理器(MCU)首先通过智能微处理器(MCU)的智能供电端口(RQD)关闭比较器模块(CMP)的电源供应,使智能供电端口(RQD)输出0V电压，使比较器模块(CMP)供电断开，比较器模块(CMP)输出到(Ha、Hb、Hc)的信号处于浮空状态，智能微处理器(MCU)连接电气导线(Ha、Hb、Hc)的端口内部使能上拉电阻，使电气导线(Ha、Hb、Hc)的逻辑电平保持在一个稳定状态；
⑶检测Ha＝1且Hb＝1且Hc＝1，电气导线(Ha、Hb、Hc)的信号都为逻辑“1”,则说明电机无霍尔传感器或霍尔传感器故障，智能微处理器(MCU)通过智能供电端口(RQD)恢复比较器模块(CMP)的电源供电，电路以无感方式运行；
⑷若电气导线(Ha、Hb、Hc)的信号都为逻辑“0”则说明电机存在霍尔传感器，电路以有感方式运行。
2.根据权利要求1所述三相无刷电机驱动电路的控制方法，其特征在于，无刷电机的霍尔电角度为120度时，所述无刷电机内的三个霍尔传感器输出信号不能同时为逻辑“1”和不能同时为逻辑“0”。
3.根据权利要求1所述三相无刷电机驱动电路的控制方法，其特征在于，智能微处理器(MCU)的调速接口通过电气导线(SW)连接一可调电位器(VR)的中间抽头。
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