CN109150023A - 一种永磁无刷直流电机换相控制电路 - Google Patents

一种永磁无刷直流电机换相控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN109150023A
CN109150023A CN201811092054.XA CN201811092054A CN109150023A CN 109150023 A CN109150023 A CN 109150023A CN 201811092054 A CN201811092054 A CN 201811092054A CN 109150023 A CN109150023 A CN 109150023A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
npn triode
circuit
triode
emitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811092054.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109150023B (zh
Inventor
崔臣君
李方俊
李俊峰
李�浩
周通
蔡霖
王生捷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Machinery Equipment Research Institute
Original Assignee
Beijing Machinery Equipment Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Machinery Equipment Research Institute filed Critical Beijing Machinery Equipment Research Institute
Priority to CN201811092054.XA priority Critical patent/CN109150023B/zh
Publication of CN109150023A publication Critical patent/CN109150023A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109150023B publication Critical patent/CN109150023B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种永磁无刷直流电机换相控制电路，属于电机换相控制技术领域，解决了现有电路设计成本高、可靠性低的问题。包括：换相逻辑电路、信号滤波电路、上桥臂控制电路、下桥臂控制电路、功率主电路、能量回馈电路；电机位置信号输入换相逻辑电路输入端，换相逻辑电路输出信号H1、H3、H5经信号滤波电路后接入上桥臂控制电路，换相逻辑电路输出信号H2、H4、H6经信号滤波电路后接入下桥臂控制电路，上桥臂控制电路及下桥臂控制电路的输出信号均接入功率主电路，功率逆变功率主电路的输出信号UA、UB、UC与直流电机的输入端连接，供电总电源VCC通过能量回馈电路与功率主电路进行能量交互。实现了电机换相控制电路低成本、小体积和高可靠性。

Description

一种永磁无刷直流电机换相控制电路
技术领域
本发明涉及无刷直流电机换相控制技术领域，尤其涉及一种永磁无刷直流电机换相控制电路。
背景技术
无刷直流电机因为结构简单、体积小、效率和功率密度高等优点，在工业、国防、航空、航天等各个领域得到广泛应用。
随着控制理论、电子元器件、材料等行业的快速发展，永磁无刷直流电机得到广泛的发展，迫切需求低成本、小体积和高可靠的无刷直流电机控制电路。
目前，无刷直流电机换相控制电路主要由两种方式，第一种方式是采用有位置传感器、桥式驱动电路和处理器芯片联合实现的方法，处理器芯片采集位置传感器的信号，根据换相控制算法，输出控制信号控制桥式驱动电路实现电机的换相，这种方式的优点是技术成熟、控制算法简单，但是缺点是由于需要处理器芯片和外围电路，导致电路复杂，体积大，成本较高，在低成本应用场合使用时受到限制；第二种方式是采用无位置传感器的方法，利用处理器芯片、控制算法和检测电路联合实现电机的换相，这种方式的优点是省去了位置传感器，减少了电机引线，但是缺点是检测电路和控制算法比较复杂，而且需要处理器芯片和控制算法进行结合，造成成本较高、可靠性降低。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种永磁无刷直流电机换相控制电路，用以解决现有控制电路成本高、可靠性低的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种永磁无刷直流电机换相控制电路，包括：换相逻辑电路(1)、信号滤波电路(2)、上桥臂控制电路(3)、下桥臂控制电路(4)、功率主电路(5)、能量回馈电路(7)；
永磁无刷直流电机位置信号所述输入换相逻辑电路(1)的输入端，所述换相逻辑电路(1)的输出信号H1、H3、H5经所述信号滤波电路(2)后接入所述上桥臂控制电路(3)，所述换相逻辑电路(1)的输出信号H2、H4、H6经信号滤波电路(2)后接入所述下桥臂控制电路(3)，所述上桥臂控制电路(3)及所述下桥臂控制电路(4)的输出信号均接入所述功率主电路(5)，所述功率逆变功率主电路(5)的输出信号UA、UB、UC与永磁无刷直流电机的输入端连接，供电总电源VCC通过能量回馈电路(7)与功率主电路(5)之间进行能量交互。
本发明有益效果如下：本发明靠硬件实现无刷直流电机控制，无需软件算法，实现简单，成本低，体积小，可靠性高。
在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：
进一步，所述换相逻辑电路(1)包括：电容C7～C9、电阻R53～R55、反相器U1～U3、与门U4～U9、或门U10～U15；
所述电机A相位置信号HA输入所述电容C9和所述电阻R55的连接点处，所述电容C9的另一端接地，所述电阻R55的另一端接供电总电源VCC；
所述电机B相位置信号HB输入所述电容C8和所述电阻R54的连接点处，所述电容C8的另一端接地，所述电阻R54的另一端接供电总电源VCC；
所述电机C相位置信号HC输入所述电容C7和所述电阻R53的连接点处，所述电容C7的另一端接地，所述电阻R53的另一端接供电总电源VCC。
所述电机A相位置信号HA还分别输入所述与门U7～U9的第三输入端；所述电机B相位置信号HB还分别输入所述与门U5～U7的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还分别输入所述与门U4、与门U5、与门U9的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经所述反相器U3后输入所述与门U4、与门U5的第三输入端、与门U6的第一输入端；所述电机B相位置信号HB还经过所述反相器U2后输入所述与门U4、与门U8、与门U9的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还经过所述反相器U1后输入所述与门U6的第三输入端、与门U7、与门U8的第一输入端；
所述与门U4的输出端分别与所述或门U10的第二输入端、或门U11的第一输入端相连；所述与门U5的输出端分别与所述或门U11的第二输入端、或门U12的第一输入端相连；所述与门U6的输出端分别与所述或门U12的第二输入端、或门U13的第一输入端相连；所述与门U7的输出端分别与所述或门U13的第二输入端、或门U14的第一输入端相连；所述与门U8的输出端分别与所述或门U14的第二输入端、或门U15的第一输入端相连；所述与门U9的输出端分别与所述或门U15的第二输入端、或门U10的第一输入端相连；
所述或门U10～U15的输出的换相信号依次表示为H6、H5、H4、H3、H2、H1。
采用上述进一步方案的有益效果是：利用硬件电路实现换相逻辑电路的换向，方法简单，无需软件算法，成本低。
进一步，所述信号滤波电路(2)包括：
电阻R1、电阻R3、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R21、电阻R22、电阻R24～R26、电阻R33、电阻R37、电阻R56、电阻R57、电容C1～C6；
所述换相信号H1输入所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2、电阻R26的一端相连，并将所述电阻R3的另一端作为滤波电路P1的输出端口，所述电容C2、电阻R26的另一端接地；
所述换相信号H2输入所述电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端分别与所述电容C6、电阻R37的一端相连，所述电容C6、电阻R37的另一端与所述电阻R57的一端相连，并将所述电阻R57的一端作为滤波电路P2的输出端口，所述电阻R57的另一端接地；
所述换相信号H3输入所述电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端分别与所述电容C3、电阻R12的一端相连，并将所述电阻R13的另一端作为滤波电路P3的输出端口，所述电容C3、电阻R12的另一端接地；
所述换相信号H4输入所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C1、电阻R25的一端相连，所述电容C1、电阻R25的另一端与所述电阻R56的一端相连，并将所述电阻R56的一端作为滤波电路P4的输出端口，所述电阻R56的另一端接地；
所述换相信号H5输入所述电阻R21的一端，所述电阻R21的另一端分别与所述电容C5、电阻R22的一端相连，并将所述电阻R21的另一端作为滤波电路P5的输出端口，所述电容C5、电阻R22的另一端接地；
所述换相信号H6输入所述电阻R15的一端，所述电阻R15的另一端分别与所述电容C4、电阻R16的一端相连，所述电容C4、电阻R16的另一端与所述电阻R33的一端相连，并将所述电阻R33的一端作为滤波电路P6的输出端口，所述电阻R33的另一端接地。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过滤波电路滤除电路中的抖动，防止抖动对电路功能造成的影响，无需软件配合，实现简单。
进一步，所述上桥臂控制电路(3)包括：电阻R4～R11、电阻R17～R20、NPN三极管K2、PNP三极管K3、PNP三级管K6、NPN三极管K7、PNP三级管K10、NPN三极管K11；
所述P1输出端口与所述NPN三极管K2的基极相连，所述NPN三极管K2的发射极接地，所述NPN三极管K2的集电极与所述电阻R5的一端相连，所述电阻R5的另一端与所述电阻R4的一端、PNP三极管K3的基极相连，所述电阻R4的另一端接供电总电源VCC，所述PNP三极管K3的发射极接供电总电源VCC，所述PNP三极管K3的集电极与所述电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R6与所述电阻R7相连的一端作为S1输出端口；
所述P3输出端口与所述NPN三极管K7的基极相连，所述NPN三极管K7的发射极接地，所述NPN三极管K7的集电极与所述电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端与所述电阻R10的一端、PNP三极管K6的基极相连，所述电阻R10的另一端接供电总电源VCC，所述PNP三极管K6的发射极接供电总电源VCC，所述PNP三极管K6的集电极与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端与所述电阻R8的一端相连，所述电阻R9与所述电阻R8相连的一端作为S3输出端口；
所述P5输出端口与所述NPN三极管K11的基极相连，所述NPN三极管K11的发射极接地，所述NPN三极管K11的集电极与所述电阻R20的一端相连，所述电阻R20的另一端与所述电阻R19的一端、PNP三极管K10的基极相连，所述电阻R19的另一端接供电总电源VCC，所述PNP三极管K10的发射极接供电总电源VCC，所述PNP三极管K10的集电极与所述电阻R18的一端相连，所述电阻R18的另一端与所述电阻R17的一端相连，所述电阻R18与所述电阻R17相连的一端作为S5输出端口。
采用上述进一步方案的有益效果是：利用上桥臂控制电路产生控制信号，用于对无刷直流电机进行控制，只依靠硬件实现，无需软件配合。
进一步，所述下桥臂控制电路(4)包括：电阻R2、电阻R14、电阻R23、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R34、电阻R35、电阻R36、NPN三极管K1、NPN三极管K8、NPN三极管K12、NPN三极管K13、NPN三极管K17、NPN三极管K20；
所述P2输出端口与所述NPN三极管K12的发射极相连，所述NPN三极管K12的集电极与电阻R23的一端相连，所述NPN三极管K12的基极连接到所述电阻R37与电容C6的连接点处；所述电阻R23的另一端接供电总电源VCC，所述P2的输出端口还与所述电阻R36的一端相连，所述电阻R36的另一端与所述NPN三极管K20的基极、所述电阻R35的一端连接，所述NPN三极管K20的集电极与所述电阻R17的另一端连接；所述NPN三极管K20的发射极与所述电阻R35的另一端、所述电阻R34的一端连接，所述电阻R34的另一端接地，所述NPN三极管K20的发射极作为S2输出端口；
所述P4输出端口与所述NPN三极管K1的发射极相连，所述NPN三极管K1的集电极与电阻R2的一端相连，所述NPN三极管K1的基极连接到所述电阻R25与电容C1的连接点处；所述电阻R2的另一端接供电总电源VCC，所述P4的输出端口还与所述电阻R27的一端相连，所述电阻R27的另一端与所述NPN三极管K13的基极、所述电阻R28的一端连接，所述NPN三极管K13的集电极与所述电阻R7的另一端连接；所述NPN三极管K13的发射极与所述电阻R28的另一端、所述电阻R29的一端连接，所述电阻R29的另一端接地，所述NPN三极管K13的发射极作为S4输出端口；
所述P6输出端口与所述NPN三极管K8的发射极相连，所述NPN三极管K8的集电极与电阻R14的一端相连，所述NPN三极管K8的基极连接到所述电阻R16与电容C4的连接点处；所述电阻R14的另一端接供电总电源VCC，所述P6的输出端口还与所述电阻R32的一端相连，所述电阻R32的另一端与所述NPN三极管K17的基极、所述电阻R31的一端连接，所述NPN三极管K17的集电极与所述电阻R8的另一端连接；所述NPN三极管K17的发射极与所述电阻R31的另一端、所述电阻R30的一端连接，所述电阻R30的另一端接地，所述NPN三极管K17的发射极作为S6输出端口。
采用上述进一步方案的有益效果是：利用下桥臂控制电路产生控制信号，用于对无刷直流电机进行控制，只依靠硬件实现，无需软件配合。
进一步，所述功率主电路(5)包括：NPN三极管K4、NPN三极管K5、NPN三极管K9、NPN三极管K14、NPN三极管K16、NPN三极管K19、二极管D1～D6；
所述S1输出端口与所述NPN三极管K4的基极相连，所述NPN三极管K4的集电极与供电总电源VCC相连，所述NPN三极管K4的发射极与所述二极管D1的阳极相连，所述二极管D1的阴极与供电总电源VCC相连；所述S4输出端口与所述NPN三极管K14的基极相连，所述NPN三极管K14的集电极与所述NPN三极管K4的发射极、所述二极管D3的阴极相连；所述NPN三极管K14的发射极与所述二极管D3的阳极相连并接地；所述NPN三极管K4的发射极作为输出端口UA，与无刷直流电机的A相输入口相连；
所述S3输出端口与所述NPN三极管K5的基极相连，所述NPN三极管K5的集电极与供电总电源VCC相连，所述NPN三极管K5的发射极与所述二极管D2的阳极相连，所述二极管D2的阴极与供电总电源VCC相连；所述S6输出端口与所述NPN三极管K16的基极相连，所述NPN三极管K16的集电极与所述NPN三极管K5的发射极、所述二极管D4的阴极相连；所述NPN三极管K16的发射极与所述二极管D4的阳极相连并接地；所述NPN三极管K5的发射极作为输出端口UB，与无刷直流电机的B相输入口相连；
所述S5输出端口与所述NPN三极管K9的基极相连，所述NPN三极管K9的集电极与供电总电源VCC相连，所述NPN三极管K9的发射极与所述二极管D5的阳极相连，所述二极管D5的阴极与供电总电源VCC相连；所述S2输出端口与所述NPN三极管K19的基极相连，所述NPN三极管K19的集电极与所述NPN三极管K9的发射极、所述二极管D6的阴极相连；所述NPN三极管K19的发射极与所述二极管D6的阳极相连并接地；所述NPN三极管K9的发射极作为输出端口UC，与无刷直流电机的C相输入口相连。
采用上述进一步方案的有益效果是：利用功率主电路产生直接作用于无刷直流电机的控制信号，只依靠硬件实现，无需软件配合。
进一步，所述能量回馈电路(5)包括：电阻R58～R63、NPN三极管K22、PNP三极管K23、二极管D7、二极管D8；
所述电阻R58、R59的一端接供电总电源VCC，另一端接NPN三极管K22的集电极，所述NPN三极管K22的发射极接地，所述NPN三极管K22的基极接电阻R60的一端，所述电阻R60的另一端与所述PNP三极管K23的集电极、电阻R61的一端连接，所述PNP三极管K23的发射极接所述二极管D7的阴极，所述电阻R61的另一端接地，所述PNP三极管K23的基极接电阻R63的一端，所述电阻R63的另一端接二极管D8的阴极，所述二极管D8的阳极、所述二极管D7的阳极接电源VCC1。
采用上述进一步方案的有益效果是：能量回馈电路将电机回馈的能量进行吸收，避免对电源进行冲击。
进一步，所述电路还包括过流检测与保护电路(6)，包括：电阻R38～R52、NPN三极管K15、NPN三极管K18、NPN三极管K21；
所述NPN三极管K15的集电极连接到所述电阻R27和所述电阻R28的连接点处，所述NPN三极管K15的发射极接地，所述NPN三极管K15的基极与所述电阻R38的一端相连，所述电阻R38的另一端与所述电阻R39～R42的一端连接，所述电阻R41、所述电阻R42的另一端接地，所述电阻R39、所述电阻R40的另一端与所述NPN三极管K14的发射极相连；
所述NPN三极管K18的集电极连接到所述电阻R31和所述电阻R32的连接点处，所述NPN三极管K18的发射极接地，所述NPN三极管K18的基极与所述电阻R47的一端相连，所述电阻R47的另一端与所述电阻R43～R46的一端连接，所述电阻R45、所述电阻R46的另一端接地，所述电阻R43、所述电阻R44的另一端与所述NPN三极管K16的发射极相连；
所述NPN三极管K21的集电极连接到所述电阻R35和所述电阻R36的连接点处，所述NPN三极管K21的发射极接地，所述NPN三极管K21的基极与所述电阻R52的一端相连，所述电阻R52的另一端与所述电阻R48～R51的一端连接，所述电阻R50、所述电阻R51的另一端接地，所述电阻R48、所述电阻R49的另一端与所述NPN三极管K19的发射极相连。
采用上述进一步方案的有益效果是：在过流情况下，采用过流检测与保护电路对功率主电路和电机进行保护，无需昂贵的电流传感器，电流正常后，电机自动恢复转动。
进一步，当所述电机A相位置信号HA为高电平、B相位置信号HB为低电平、C相位置信号HC为高电平时，经过换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)之后，生成的控制信号P1为高电平、P3为低电平、P5为低电平、P4为低电平、P6为高电平、P2为低电平，上桥臂控制电路(3)输出的控制信号S1为高电平、S3为低电平、S5为低电平、下桥臂控制电路(4)输出的控制信号S4为低电平、S6为高电平、S2为低电平，功率主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4导通、NPN三极管K5关断、NPN三极管K9关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14关断、NPN三极管K16导通、NPN三极管K19关断，永磁无刷直流电机的A+和B-导通，电机开始旋转。
进一步，当出现能量回馈时，电源VCC1的电压升高到大于供电总电源VCC，PNP三极管K23由关断状态变为导通状态，驱动NPN三极管K22导通，电源VCC1的能量经过电阻R58、电阻R59和NPN三极管K22流向电源地GND，电源VCC1的能量不断降低，当电源VCC1降低到低于供电总电源VCC电压时，PNP三极管K23和NPN三极管K22将会关断，回馈保护通路关断。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例永磁无刷直流电机换相控制电路示意图；
图2为本发明实施例永磁无刷直流电机换相控制电路结构示意图；
图3为换相逻辑电路；
图4为信号滤波电路；
图5为上桥臂控制电路；
图6为下桥臂控制电路；
图7为功率主电路；
图8为过流检测与保护电路。
附图标记：
1-换相逻辑电路；2-信号滤波电路；3-上桥臂控制电路；4-下桥臂控制电路；5-功率主电路；6-过流检测与保护电路；7-能量回馈电路。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明的一个具体实施例，公开了一种永磁无刷直流电机换相控制电路，如图1所示，包括：换相逻辑电路(1)、信号滤波电路(2)、上桥臂控制电路(3)、下桥臂控制电路(4)、功率主电路(5)、能量回馈电路(7)；
永磁无刷直流电机位置信号所述输入换相逻辑电路(1)的输入端，所述换相逻辑电路(1)的输出信号H1、H3、H5经所述信号滤波电路(2)后接入所述上桥臂控制电路(3)，所述换相逻辑电路(1)的输出信号H2、H4、H6经信号滤波电路(2)后接入所述下桥臂控制电路(3)，所述上桥臂控制电路(3)及所述下桥臂控制电路(4)的输出信号均接入所述功率主电路(5)，所述功率逆变功率主电路(5)的输出信号UA、UB、UC与永磁无刷直流电机的输入端连接，供电总电源VCC通过能量回馈电路(7)与功率主电路(5)之间进行能量交互。
与现有技术相比，本实施例提供的永磁无刷直流电机换相控制电路，电机位置信号经过换相逻辑电路(1)和信号滤波电路(2)之后变成控制信号，输入到上桥臂控制电路(3)和下桥臂控制电路(4)，控制功率主电路(5)带动电机旋转。能量回馈电路(7)将电机回馈的能量进行吸收，避免对电源进行冲击。本发明无需复杂的控制电路和软件算法，降低了电路的体积和成本。
优选地，所述换相逻辑电路(1)包括：电容C7～C9、电阻R53～R55、反相器U1～U3、与门U4～U9、或门U10～U15；如图3所示，
所述电机A相位置信号HA输入所述电容C9和所述电阻R55的连接点处，所述电容C9的另一端接地，所述电阻R55的另一端接供电总电源VCC；
所述电机B相位置信号HB输入所述电容C8和所述电阻R54的连接点处，所述电容C8的另一端接地，所述电阻R54的另一端接供电总电源VCC；
所述电机C相位置信号HC输入所述电容C7和所述电阻R53的连接点处，所述电容C7的另一端接地，所述电阻R53的另一端接供电总电源VCC。
所述电机A相位置信号HA还分别输入所述与门U7～U9的第三输入端；所述电机B相位置信号HB还分别输入所述与门U5～U7的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还分别输入所述与门U4、与门U5、与门U9的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经所述反相器U3后输入所述与门U4、与门U5的第三输入端、与门U6的第一输入端；所述电机B相位置信号HB还经过所述反相器U2后输入所述与门U4、与门U8、与门U9的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还经过所述反相器U1后输入所述与门U6的第三输入端、与门U7、与门U8的第一输入端；
所述与门U4的输出端分别与所述或门U10的第二输入端、或门U11的第一输入端相连；所述与门U5的输出端分别与所述或门U11的第二输入端、或门U12的第一输入端相连；所述与门U6的输出端分别与所述或门U12的第二输入端、或门U13的第一输入端相连；所述与门U7的输出端分别与所述或门U13的第二输入端、或门U14的第一输入端相连；所述与门U8的输出端分别与所述或门U14的第二输入端、或门U15的第一输入端相连；所述与门U9的输出端分别与所述或门U15的第二输入端、或门U10的第一输入端相连；
所述或门U10～U15的输出的换相信号依次表示为H6、H5、H4、H3、H2、H1。
优选地，所述信号滤波电路(2)包括：
电阻R1、电阻R3、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R21、电阻R22、电阻R24～R26、电阻R33、电阻R37、电阻R56、电阻R57、电容C1～C6；如图4所示，
所述换相信号H1输入所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2、电阻R26的一端相连，并将所述电阻R3的另一端作为滤波电路P1的输出端口，所述电容C2、电阻R26的另一端接地；
所述换相信号H2输入所述电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端分别与所述电容C6、电阻R37的一端相连，所述电容C6、电阻R37的另一端与所述电阻R57的一端相连，并将所述电阻R57的一端作为滤波电路P2的输出端口，所述电阻R57的另一端接地；
所述换相信号H3输入所述电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端分别与所述电容C3、电阻R12的一端相连，并将所述电阻R13的另一端作为滤波电路P3的输出端口，所述电容C3、电阻R12的另一端接地；
所述换相信号H4输入所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C1、电阻R25的一端相连，所述电容C1、电阻R25的另一端与所述电阻R56的一端相连，并将所述电阻R56的一端作为滤波电路P4的输出端口，所述电阻R56的另一端接地；
所述换相信号H5输入所述电阻R21的一端，所述电阻R21的另一端分别与所述电容C5、电阻R22的一端相连，并将所述电阻R21的另一端作为滤波电路P5的输出端口，所述电容C5、电阻R22的另一端接地；
所述换相信号H6输入所述电阻R15的一端，所述电阻R15的另一端分别与所述电容C4、电阻R16的一端相连，所述电容C4、电阻R16的另一端与所述电阻R33的一端相连，并将所述电阻R33的一端作为滤波电路P6的输出端口，所述电阻R33的另一端接地。
优选地，所述上桥臂控制电路(3)包括：电阻R4～R11、电阻R17～R20、NPN三极管K2、PNP三极管K3、PNP三级管K6、NPN三极管K7、PNP三级管K10、NPN三极管K11；如图5所示，
所述P1输出端口与所述NPN三极管K2的基极相连，所述NPN三极管K2的发射极接地，所述NPN三极管K2的集电极与所述电阻R5的一端相连，所述电阻R5的另一端与所述电阻R4的一端、PNP三极管K3的基极相连，所述电阻R4的另一端接供电总电源VCC，所述PNP三极管K3的发射极接供电总电源VCC，所述PNP三极管K3的集电极与所述电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R6与所述电阻R7相连的一端作为S1输出端口；
所述P3输出端口与所述NPN三极管K7的基极相连，所述NPN三极管K7的发射极接地，所述NPN三极管K7的集电极与所述电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端与所述电阻R10的一端、PNP三极管K6的基极相连，所述电阻R10的另一端接供电总电源VCC，所述PNP三极管K6的发射极接供电总电源VCC，所述PNP三极管K6的集电极与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端与所述电阻R8的一端相连，所述电阻R9与所述电阻R8相连的一端作为S3输出端口；
所述P5输出端口与所述NPN三极管K11的基极相连，所述NPN三极管K11的发射极接地，所述NPN三极管K11的集电极与所述电阻R20的一端相连，所述电阻R20的另一端与所述电阻R19的一端、PNP三极管K10的基极相连，所述电阻R19的另一端接供电总电源VCC，所述PNP三极管K10的发射极接供电总电源VCC，所述PNP三极管K10的集电极与所述电阻R18的一端相连，所述电阻R18的另一端与所述电阻R17的一端相连，所述电阻R18与所述电阻R17相连的一端作为S5输出端口。
优选地，所述下桥臂控制电路(4)包括：电阻R2、电阻R14、电阻R23、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R34、电阻R35、电阻R36、NPN三极管K1、NPN三极管K8、NPN三极管K12、NPN三极管K13、NPN三极管K17、NPN三极管K20；如图6所示，
所述P2输出端口与所述NPN三极管K12的发射极相连，所述NPN三极管K12的集电极与电阻R23的一端相连，所述NPN三极管K12的基极连接到所述电阻R37与电容C6的连接点处；所述电阻R23的另一端接供电总电源VCC，所述P2的输出端口还与所述电阻R36的一端相连，所述电阻R36的另一端与所述NPN三极管K20的基极、所述电阻R35的一端连接，所述NPN三极管K20的集电极与所述电阻R17的另一端连接；所述NPN三极管K20的发射极与所述电阻R35的另一端、所述电阻R34的一端连接，所述电阻R34的另一端接地，所述NPN三极管K20的发射极作为S2输出端口；
所述P4输出端口与所述NPN三极管K1的发射极相连，所述NPN三极管K1的集电极与电阻R2的一端相连，所述NPN三极管K1的基极连接到所述电阻R25与电容C1的连接点处；所述电阻R2的另一端接供电总电源VCC，所述P4的输出端口还与所述电阻R27的一端相连，所述电阻R27的另一端与所述NPN三极管K13的基极、所述电阻R28的一端连接，所述NPN三极管K13的集电极与所述电阻R7的另一端连接；所述NPN三极管K13的发射极与所述电阻R28的另一端、所述电阻R29的一端连接，所述电阻R29的另一端接地，所述NPN三极管K13的发射极作为S4输出端口；
所述P6输出端口与所述NPN三极管K8的发射极相连，所述NPN三极管K8的集电极与电阻R14的一端相连，所述NPN三极管K8的基极连接到所述电阻R16与电容C4的连接点处；所述电阻R14的另一端接供电总电源VCC，所述P6的输出端口还与所述电阻R32的一端相连，所述电阻R32的另一端与所述NPN三极管K17的基极、所述电阻R31的一端连接，所述NPN三极管K17的集电极与所述电阻R8的另一端连接；所述NPN三极管K17的发射极与所述电阻R31的另一端、所述电阻R30的一端连接，所述电阻R30的另一端接地，所述NPN三极管K17的发射极作为S6输出端口。
优选地，所述功率主电路(5)包括：NPN三极管K4、NPN三极管K5、NPN三极管K9、NPN三极管K14、NPN三极管K16、NPN三极管K19、二极管D1～D6；如图7所示，
所述S1输出端口与所述NPN三极管K4的基极相连，所述NPN三极管K4的集电极与供电总电源VCC相连，所述NPN三极管K4的发射极与所述二极管D1的阳极相连，所述二极管D1的阴极与供电总电源VCC相连；所述S4输出端口与所述NPN三极管K14的基极相连，所述NPN三极管K14的集电极与所述NPN三极管K4的发射极、所述二极管D3的阴极相连；所述NPN三极管K14的发射极与所述二极管D3的阳极相连并接地；所述NPN三极管K4的发射极作为输出端口UA，与无刷直流电机的A相输入口相连；
所述S3输出端口与所述NPN三极管K5的基极相连，所述NPN三极管K5的集电极与供电总电源VCC相连，所述NPN三极管K5的发射极与所述二极管D2的阳极相连，所述二极管D2的阴极与供电总电源VCC相连；所述S6输出端口与所述NPN三极管K16的基极相连，所述NPN三极管K16的集电极与所述NPN三极管K5的发射极、所述二极管D4的阴极相连；所述NPN三极管K16的发射极与所述二极管D4的阳极相连并接地；所述NPN三极管K5的发射极作为输出端口UB，与无刷直流电机的B相输入口相连；
所述S5输出端口与所述NPN三极管K9的基极相连，所述NPN三极管K9的集电极与供电总电源VCC相连，所述NPN三极管K9的发射极与所述二极管D5的阳极相连，所述二极管D5的阴极与供电总电源VCC相连；所述S2输出端口与所述NPN三极管K19的基极相连，所述NPN三极管K19的集电极与所述NPN三极管K9的发射极、所述二极管D6的阴极相连；所述NPN三极管K19的发射极与所述二极管D6的阳极相连并接地；所述NPN三极管K9的发射极作为输出端口UC，与无刷直流电机的C相输入口相连。
优选地，所述能量回馈电路(5)包括：电阻R58～R63、NPN三极管K22、PNP三极管K23、二极管D7、二极管D8；
所述电阻R58、R59的一端接供电总电源VCC，另一端接NPN三极管K22的集电极，所述NPN三极管K22的发射极接地，所述NPN三极管K22的基极接电阻R60的一端，所述电阻R60的另一端与所述PNP三极管K23的集电极、电阻R61的一端连接，所述PNP三极管K23的发射极接所述二极管D7的阴极，所述电阻R61的另一端接地，所述PNP三极管K23的基极接电阻R63的一端，所述电阻R63的另一端接二极管D8的阴极，所述二极管D8的阳极、所述二极管D7的阳极接电源VCC1。
优选地，所述电路还包括过流检测与保护电路(6)，包括：电阻R38～R52、NPN三极管K15、NPN三极管K18、NPN三极管K21；如图8所示，
所述NPN三极管K15的集电极连接到所述电阻R27和所述电阻R28的连接点处，所述NPN三极管K15的发射极接地，所述NPN三极管K15的基极与所述电阻R38的一端相连，所述电阻R38的另一端与所述电阻R39～R42的一端连接，所述电阻R41、所述电阻R42的另一端接地，所述电阻R39、所述电阻R40的另一端与所述NPN三极管K14的发射极相连；
所述NPN三极管K18的集电极连接到所述电阻R31和所述电阻R32的连接点处，所述NPN三极管K18的发射极接地，所述NPN三极管K18的基极与所述电阻R47的一端相连，所述电阻R47的另一端与所述电阻R43～R46的一端连接，所述电阻R45、所述电阻R46的另一端接地，所述电阻R43、所述电阻R44的另一端与所述NPN三极管K16的发射极相连；
所述NPN三极管K21的集电极连接到所述电阻R35和所述电阻R36的连接点处，所述NPN三极管K21的发射极接地，所述NPN三极管K21的基极与所述电阻R52的一端相连，所述电阻R52的另一端与所述电阻R48～R51的一端连接，所述电阻R50、所述电阻R51的另一端接地，所述电阻R48、所述电阻R49的另一端与所述NPN三极管K19的发射极相连。
本发明实施例永磁无刷直流电机换相控制电路结构示意图如图2所示。
当功率主电路(5)出现过流时，过流检测与保护电路(6)切断下桥臂控制电路(4)的输出信号，保护功率主电路(5)和无刷直流电机的安全。
假如控制电路开始上电时，位置信号HA为高电平、HB为低电平、HC为高电平时，经过换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)之后，生成的控制信号P1为高电平、P3为低电平、P5为低电平、P4为低电平、P6为高电平、P2为低电平，上桥臂控制电路(3)输出的控制信号S1为高电平、S3为低电平、S5为低电平、下桥臂控制电路(4)输出的控制信号S4为低电平、S6为高电平、S2为低电平，功率主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4导通、NPN三极管K5关断、NPN三极管K9关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14关断、NPN三极管K16导通、NPN三极管K19关断，永磁无刷直流电机的A+和B-导通，电机开始旋转；位置信号HA变为高电平、HB为变为低电平、HC变为低电平时，经过换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)之后，生成的控制信号P1为高电平、P3为低电平、P5为低电平、P4为低电平、P6为低电平、P2为高电平，上桥臂控制电路(3)输出的控制信号S1为高电平、S3为低电平、S5为低电平、下桥臂控制电路(4)输出的控制信号S4为低电平、S6为低电平、S2为高电平，功率主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4导通、NPN三极管K5关断、NPN三极管K9关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14关断、NPN三极管K16关断、NPN三极管K19导通，永磁无刷直流电机的A+和C-导通，电机继续旋转；位置信号HA变为高电平、HB变为高电平、HC变为低电平时，经过换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)之后，生成的控制信号P1为低电平、P3为高电平、P5为低电平、P4为低电平、P6为低电平、P2为高电平，上桥臂控制电路(3)输出的控制信号S1为低电平、S3为高电平、S5为低电平、下桥臂控制电路(4)输出的控制信号S4为低电平、S6为低电平、S2为高电平，功率主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4关断、NPN三极管K5导通、NPN三极管K9关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14关断、NPN三极管K16关断、NPN三极管K19导通，永磁无刷直流电机的B+和C-导通，电机继续旋转；位置信号HA变为低电平、HB变为高电平、HC变为低电平时，经过换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)之后，生成的控制信号P1为低电平、P3为高电平、P5为低电平、P4为高电平、P6为低电平、P2为低电平，上桥臂控制电路(3)输出的控制信号S1为低电平、S3为高电平、S5为低电平、下桥臂控制电路(4)输出的控制信号S4为高电平、S6为低电平、S2为低电平，功率主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4关断、NPN三极管K5导通、NPN三极管K9关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14导通、NPN三极管K16关断、NPN三极管K19关断，永磁无刷直流电机的B+和A-导通，电机继续旋转；位置信号HA变为低电平、HB变为高电平、HC变为高电平时，经过换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)之后，生成的控制信号P1为低电平、P3为低电平、P5为高电平、P4为高电平、P6为低电平、P2为低电平，上桥臂控制电路(3)输出的控制信号S1为低电平、S3为低电平、S5为高电平、下桥臂控制电路(4)输出的控制信号S4为高电平、S6为低电平、S2为低电平，功率主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4关断、NPN三极管K5关断、NPN三极管K9导通，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14导通、NPN三极管K16关断、NPN三极管K19关断，永磁无刷直流电机的C+和A-导通，电机继续旋转；位置信号HA变为低电平、HB变为低电平、HC变为高电平时，经过换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)之后，生成的控制信号P1为低电平、P3为低电平、P5为高电平、P4为低电平、P6为高电平、P2为低电平，上桥臂控制电路(3)输出的控制信号S1为低电平、S3为低电平、S5为高电平、下桥臂控制电路(4)输出的控制信号S4为低电平、S6为高电平、S2为低电平，功率主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4关断、NPN三极管K5关断、NPN三极管K9导通，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14关断、NPN三极管K16导通、NPN三极管K19关断，永磁无刷直流电机的C+和B-导通，电机继续旋转；位置信号HA变为高电平、HB变为低电平、HC变为高电平时，经过换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)之后，生成的控制信号P1为高电平、P3为低电平、P5为低电平、P4为低电平、P6为高电平、P2为低电平，上桥臂控制电路(3)输出的控制信号S1为高电平、S3为低电平、S5为低电平、下桥臂控制电路(4)输出的控制信号S4为低电平、S6为高电平、S2为低电平，功率主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4导通、NPN三极管K5关断、NPN三极管K9关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14关断、NPN三极管K16导通、NPN三极管K19关断，永磁无刷直流电机的A+和B-导通，电机继续旋转，至此电机旋转一周，电机按照上述流程，周而复始的旋转。
当永磁无刷直流旋转过程中，在A+和B-导通时，如果电机运行正常，未出现过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R45和电阻R46两端的电压较小，不足以通过电阻R47驱动NPN三极管K18导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P6持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R45和电阻R46两端的电压会升高，通过电阻R47驱动NPN三极管K18导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P6由高电平变为低电平，下桥臂控制信号(5)被封锁，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K16由导通变为关断，电机和功率主电路(5)的电流均下降，实现对电机和功率主电路(5)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R45和电阻R46两端的电压下降，NPN三极管K18关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K16导通，电机自动恢复正常旋转；在A+和C-导通时，如果电机运行正常，未出现过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R50和电阻R51两端的电压较小，不足以通过电阻R52驱动NPN三极管K21导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P2持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R50和电阻R51两端的电压会升高，通过电阻R52驱动NPN三极管K21导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P2由高电平变为低电平，下桥臂控制信号(5)被封锁，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K19由导通变为关断，电机和功率主电路(5)的电流均下降，实现对电机和功率主电路(5)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R50和电阻R51两端的电压下降，NPN三极管K21关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K19导通，电机自动恢复正常旋转；在B+和C-导通时，如果电机运行正常，未出现过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R50和电阻R51两端的电压较小，不足以通过电阻R52驱动NPN三极管K21导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P2持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R50和电阻R51两端的电压会升高，通过电阻R52驱动NPN三极管K21导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P2由高电平变为低电平，下桥臂控制信号(5)被封锁，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K19由导通变为关断，电机和功率主电路(5)的电流均下降，实现对电机和功率主电路(5)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R50和电阻R51两端的电压下降，NPN三极管K21关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K19导通，电机自动恢复正常旋转；在B+和A-导通时，如果电机运行正常，未出现过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R41和电阻R42两端的电压较小，不足以通过电阻R38驱动NPN三极管K15导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P4持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R41和电阻R42两端的电压会升高，通过电阻R38驱动NPN三极管K15导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P4由高电平变为低电平，下桥臂控制信号(5)被封锁，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14由导通变为关断，电机和功率主电路(5)的电流均下降，实现对电机和功率主电路(5)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R41和电阻R42两端的电压下降，NPN三极管15关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14导通，电机自动恢复正常旋转；在C+和A-导通时，如果电机运行正常，未出现过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R41和电阻R42两端的电压较小，不足以通过电阻R38驱动NPN三极管K15导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P4持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R41和电阻R42两端的电压会升高，通过电阻R38驱动NPN三极管K15导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P4由高电平变为低电平，下桥臂控制信号(5)被封锁，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14由导通变为关断，电机和功率主电路(5)的电流均下降，实现对电机和功率主电路(5)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R41和电阻R42两端的电压下降，NPN三极管15关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14导通，电机自动恢复正常旋转；在C+和B-导通时，如果电机运行正常，未出现过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R45和电阻R46两端的电压较小，不足以通过电阻R47驱动NPN三极管K18导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P6持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流检测与保护电路(6)中，电阻R45和电阻R46两端的电压会升高，通过电阻R47驱动NPN三极管K18导通，换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)输出的控制信号P6由高电平变为低电平，下桥臂控制信号(5)被封锁，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K16由导通变为关断，电机和功率主电路(5)的电流均下降，实现对电机和功率主电路(5)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R45和电阻R46两端的电压下降，NPN三极管K18关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K16导通，电机自动恢复正常旋转。至此，在电机旋转的任何时刻，如果出现过流，均可以通过过流检测与保护电路(6)将功率主电路(5)和电机进行保护，当电流恢复正常时，电机将自动恢复正常旋转。
无刷直流电机在旋转过程中，随着负载或者自身转速的变化，可能会出现发电的状态，此时电机的多余能量将会回馈到电源端，如果不增加保护电路，可能会对供电电源VCC1造成冲击，从而影响电路的可靠性。当电机旋转过程中出现能量回馈时，电机能量回馈通过二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6向电源VCC1回馈，导致电源VCC1电压增加，由于能量回馈电路的存在，当电源VCC1的电压升高到大于供电总电源VCC，PNP三极管K23由关断状态变为导通状态，驱动NPN三极管K22导通，电源VCC1的能量经过电阻R58、电阻R59和NPN三极管K22流向电源地GND，电源VCC1的能量不断降低，当电源VCC1降低到低于供电总电源VCC电压时，PNP三极管K23和NPN三极管K22将会关断，回馈保护通路关断。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁无刷直流电机换相控制电路，其特征在于，包括：换相逻辑电路(1)、信号滤波电路(2)、上桥臂控制电路(3)、下桥臂控制电路(4)、功率主电路(5)、能量回馈电路(7)；
永磁无刷直流电机位置信号所述输入换相逻辑电路(1)的输入端，所述换相逻辑电路(1)的输出信号H1、H3、H5经所述信号滤波电路(2)后接入所述上桥臂控制电路(3)，所述换相逻辑电路(1)的输出信号H2、H4、H6经信号滤波电路(2)后接入所述下桥臂控制电路(3)，所述上桥臂控制电路(3)及所述下桥臂控制电路(4)的输出信号均接入所述功率主电路(5)，所述功率逆变功率主电路(5)的输出信号UA、UB、UC与永磁无刷直流电机的输入端连接，供电总电源VCC通过能量回馈电路(7)与功率主电路(5)之间进行能量交互。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述换相逻辑电路(1)包括：电容C7～C9、电阻R53～R55、反相器U1～U3、与门U4～U9、或门U10～U15；
所述电机A相位置信号HA输入所述电容C9和所述电阻R55的连接点处，所述电容C9的另一端接地，所述电阻R55的另一端接供电总电源VCC；
所述电机B相位置信号HB输入所述电容C8和所述电阻R54的连接点处，所述电容C8的另一端接地，所述电阻R54的另一端接供电总电源VCC；
所述电机C相位置信号HC输入所述电容C7和所述电阻R53的连接点处，所述电容C7的另一端接地，所述电阻R53的另一端接供电总电源VCC；
所述电机A相位置信号HA还分别输入所述与门U7～U9的第三输入端；所述电机B相位置信号HB还分别输入所述与门U5～U7的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还分别输入所述与门U4、与门U5、与门U9的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经所述反相器U3后输入所述与门U4、与门U5的第三输入端、与门U6的第一输入端；所述电机B相位置信号HB还经过所述反相器U2后输入所述与门U4、与门U8、与门U9的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还经过所述反相器U1后输入所述与门U6的第三输入端、与门U7、与门U8的第一输入端；
所述与门U4的输出端分别与所述或门U10的第二输入端、或门U11的第一输入端相连；所述与门U5的输出端分别与所述或门U11的第二输入端、或门U12的第一输入端相连；所述与门U6的输出端分别与所述或门U12的第二输入端、或门U13的第一输入端相连；所述与门U7的输出端分别与所述或门U13的第二输入端、或门U14的第一输入端相连；所述与门U8的输出端分别与所述或门U14的第二输入端、或门U15的第一输入端相连；所述与门U9的输出端分别与所述或门U15的第二输入端、或门U10的第一输入端相连；
所述或门U10～U15的输出的换相信号依次表示为H6、H5、H4、H3、H2、H1。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述信号滤波电路(2)包括：
电阻R1、电阻R3、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R21、电阻R22、电阻R24～R26、电阻R33、电阻R37、电阻R56、电阻R57、电容C1～C6；
所述换相信号H1输入所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2、电阻R26的一端相连，并将所述电阻R3的另一端作为滤波电路P1的输出端口，所述电容C2、电阻R26的另一端接地；
所述换相信号H2输入所述电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端分别与所述电容C6、电阻R37的一端相连，所述电容C6、电阻R37的另一端与所述电阻R57的一端相连，并将所述电阻R57的一端作为滤波电路P2的输出端口，所述电阻R57的另一端接地；
所述换相信号H3输入所述电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端分别与所述电容C3、电阻R12的一端相连，并将所述电阻R13的另一端作为滤波电路P3的输出端口，所述电容C3、电阻R12的另一端接地；
所述换相信号H4输入所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C1、电阻R25的一端相连，所述电容C1、电阻R25的另一端与所述电阻R56的一端相连，并将所述电阻R56的一端作为滤波电路P4的输出端口，所述电阻R56的另一端接地；
所述换相信号H5输入所述电阻R21的一端，所述电阻R21的另一端分别与所述电容C5、电阻R22的一端相连，并将所述电阻R21的另一端作为滤波电路P5的输出端口，所述电容C5、电阻R22的另一端接地；
所述换相信号H6输入所述电阻R15的一端，所述电阻R15的另一端分别与所述电容C4、电阻R16的一端相连，所述电容C4、电阻R16的另一端与所述电阻R33的一端相连，并将所述电阻R33的一端作为滤波电路P6的输出端口，所述电阻R33的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述上桥臂控制电路(3)包括：电阻R4～R11、电阻R17～R20、NPN三极管K2、PNP三极管K3、PNP三级管K6、NPN三极管K7、PNP三级管K10、NPN三极管K11；
所述P1输出端口与所述NPN三极管K2的基极相连，所述NPN三极管K2的发射极接地，所述NPN三极管K2的集电极与所述电阻R5的一端相连，所述电阻R5的另一端与所述电阻R4的一端、PNP三极管K3的基极相连，所述电阻R4的另一端接供电总电源VCC，所述PNP三极管K3的发射极接供电总电源VCC，所述PNP三极管K3的集电极与所述电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R6与所述电阻R7相连的一端作为S1输出端口；
所述P3输出端口与所述NPN三极管K7的基极相连，所述NPN三极管K7的发射极接地，所述NPN三极管K7的集电极与所述电阻R11的一端相连，所述电阻R11的另一端与所述电阻R10的一端、PNP三极管K6的基极相连，所述电阻R10的另一端接供电总电源VCC，所述PNP三极管K6的发射极接供电总电源VCC，所述PNP三极管K6的集电极与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端与所述电阻R8的一端相连，所述电阻R9与所述电阻R8相连的一端作为S3输出端口；
所述P5输出端口与所述NPN三极管K11的基极相连，所述NPN三极管K11的发射极接地，所述NPN三极管K11的集电极与所述电阻R20的一端相连，所述电阻R20的另一端与所述电阻R19的一端、PNP三极管K10的基极相连，所述电阻R19的另一端接供电总电源VCC，所述PNP三极管K10的发射极接供电总电源VCC，所述PNP三极管K10的集电极与所述电阻R18的一端相连，所述电阻R18的另一端与所述电阻R17的一端相连，所述电阻R18与所述电阻R17相连的一端作为S5输出端口。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述下桥臂控制电路(4)包括：电阻R2、电阻R14、电阻R23、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R34、电阻R35、电阻R36、NPN三极管K1、NPN三极管K8、NPN三极管K12、NPN三极管K13、NPN三极管K17、NPN三极管K20；
所述P2输出端口与所述NPN三极管K12的发射极相连，所述NPN三极管K12的集电极与电阻R23的一端相连，所述NPN三极管K12的基极连接到所述电阻R37与电容C6的连接点处；所述电阻R23的另一端接供电总电源VCC，所述P2的输出端口还与所述电阻R36的一端相连，所述电阻R36的另一端与所述NPN三极管K20的基极、所述电阻R35的一端连接，所述NPN三极管K20的集电极与所述电阻R17的另一端连接；所述NPN三极管K20的发射极与所述电阻R35的另一端、所述电阻R34的一端连接，所述电阻R34的另一端接地，所述NPN三极管K20的发射极作为S2输出端口；
所述P4输出端口与所述NPN三极管K1的发射极相连，所述NPN三极管K1的集电极与电阻R2的一端相连，所述NPN三极管K1的基极连接到所述电阻R25与电容C1的连接点处；所述电阻R2的另一端接供电总电源VCC，所述P4的输出端口还与所述电阻R27的一端相连，所述电阻R27的另一端与所述NPN三极管K13的基极、所述电阻R28的一端连接，所述NPN三极管K13的集电极与所述电阻R7的另一端连接；所述NPN三极管K13的发射极与所述电阻R28的另一端、所述电阻R29的一端连接，所述电阻R29的另一端接地，所述NPN三极管K13的发射极作为S4输出端口；
所述P6输出端口与所述NPN三极管K8的发射极相连，所述NPN三极管K8的集电极与电阻R14的一端相连，所述NPN三极管K8的基极连接到所述电阻R16与电容C4的连接点处；所述电阻R14的另一端接供电总电源VCC，所述P6的输出端口还与所述电阻R32的一端相连，所述电阻R32的另一端与所述NPN三极管K17的基极、所述电阻R31的一端连接，所述NPN三极管K17的集电极与所述电阻R8的另一端连接；所述NPN三极管K17的发射极与所述电阻R31的另一端、所述电阻R30的一端连接，所述电阻R30的另一端接地，所述NPN三极管K17的发射极作为S6输出端口。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述功率主电路(5)包括：NPN三极管K4、NPN三极管K5、NPN三极管K9、NPN三极管K14、NPN三极管K16、NPN三极管K19、二极管D1～D6；
所述S1输出端口与所述NPN三极管K4的基极相连，所述NPN三极管K4的集电极与供电总电源VCC相连，所述NPN三极管K4的发射极与所述二极管D1的阳极相连，所述二极管D1的阴极与供电总电源VCC相连；所述S4输出端口与所述NPN三极管K14的基极相连，所述NPN三极管K14的集电极与所述NPN三极管K4的发射极、所述二极管D3的阴极相连；所述NPN三极管K14的发射极与所述二极管D3的阳极相连并接地；所述NPN三极管K4的发射极作为输出端口UA，与无刷直流电机的A相输入口相连；
所述S3输出端口与所述NPN三极管K5的基极相连，所述NPN三极管K5的集电极与供电总电源VCC相连，所述NPN三极管K5的发射极与所述二极管D2的阳极相连，所述二极管D2的阴极与供电总电源VCC相连；所述S6输出端口与所述NPN三极管K16的基极相连，所述NPN三极管K16的集电极与所述NPN三极管K5的发射极、所述二极管D4的阴极相连；所述NPN三极管K16的发射极与所述二极管D4的阳极相连并接地；所述NPN三极管K5的发射极作为输出端口UB，与无刷直流电机的B相输入口相连；
所述S5输出端口与所述NPN三极管K9的基极相连，所述NPN三极管K9的集电极与供电总电源VCC相连，所述NPN三极管K9的发射极与所述二极管D5的阳极相连，所述二极管D5的阴极与供电总电源VCC相连；所述S2输出端口与所述NPN三极管K19的基极相连，所述NPN三极管K19的集电极与所述NPN三极管K9的发射极、所述二极管D6的阴极相连；所述NPN三极管K19的发射极与所述二极管D6的阳极相连并接地；所述NPN三极管K9的发射极作为输出端口UC，与无刷直流电机的C相输入口相连。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述能量回馈电路(5)包括：电阻R58～R63、NPN三极管K22、PNP三极管K23、二极管D7、二极管D8；
所述电阻R58、R59的一端接供电总电源VCC，另一端接NPN三极管K22的集电极，所述NPN三极管K22的发射极接地，所述NPN三极管K22的基极接电阻R60的一端，所述电阻R60的另一端与所述PNP三极管K23的集电极、电阻R61的一端连接，所述PNP三极管K23的发射极接所述二极管D7的阴极，所述电阻R61的另一端接地，所述PNP三极管K23的基极接电阻R63的一端，所述电阻R63的另一端接二极管D8的阴极，所述二极管D8的阳极、所述二极管D7的阳极接电源VCC1。
8.根据权利要求1-7所述的电路，其特征在于，所述电路还包括过流检测与保护电路(6)，包括：电阻R38～R52、NPN三极管K15、NPN三极管K18、NPN三极管K21；
所述NPN三极管K15的集电极连接到所述电阻R27和所述电阻R28的连接点处，所述NPN三极管K15的发射极接地，所述NPN三极管K15的基极与所述电阻R38的一端相连，所述电阻R38的另一端与所述电阻R39～R42的一端连接，所述电阻R41、所述电阻R42的另一端接地，所述电阻R39、所述电阻R40的另一端与所述NPN三极管K14的发射极相连；
所述NPN三极管K18的集电极连接到所述电阻R31和所述电阻R32的连接点处，所述NPN三极管K18的发射极接地，所述NPN三极管K18的基极与所述电阻R47的一端相连，所述电阻R47的另一端与所述电阻R43～R46的一端连接，所述电阻R45、所述电阻R46的另一端接地，所述电阻R43、所述电阻R44的另一端与所述NPN三极管K16的发射极相连；
所述NPN三极管K21的集电极连接到所述电阻R35和所述电阻R36的连接点处，所述NPN三极管K21的发射极接地，所述NPN三极管K21的基极与所述电阻R52的一端相连，所述电阻R52的另一端与所述电阻R48～R51的一端连接，所述电阻R50、所述电阻R51的另一端接地，所述电阻R48、所述电阻R49的另一端与所述NPN三极管K19的发射极相连。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，当所述电机A相位置信号HA为高电平、B相位置信号HB为低电平、C相位置信号HC为高电平时，经过换相逻辑电路(1)和滤波电路(2)之后，生成的控制信号P1为高电平、P3为低电平、P5为低电平、P4为低电平、P6为高电平、P2为低电平，上桥臂控制电路(3)输出的控制信号S1为高电平、S3为低电平、S5为低电平、下桥臂控制电路(4)输出的控制信号S4为低电平、S6为高电平、S2为低电平，功率主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4导通、NPN三极管K5关断、NPN三极管K9关断，功率主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14关断、NPN三极管K16导通、NPN三极管K19关断，永磁无刷直流电机的A+和B-导通，电机开始旋转。
10.根据权利要求8或9所述的电路，其特征在于，当出现能量回馈时，电源VCC1的电压升高到大于供电总电源VCC，PNP三极管K23由关断状态变为导通状态，驱动NPN三极管K22导通，电源VCC1的能量经过电阻R58、电阻R59和NPN三极管K22流向电源地GND，电源VCC1的能量不断降低，当电源VCC1降低到低于供电总电源VCC电压时，PNP三极管K23和NPN三极管K22将会关断，回馈保护通路关断。
CN201811092054.XA 2018-09-19 2018-09-19 一种永磁无刷直流电机换相控制电路 Active CN109150023B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811092054.XA CN109150023B (zh) 2018-09-19 2018-09-19 一种永磁无刷直流电机换相控制电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811092054.XA CN109150023B (zh) 2018-09-19 2018-09-19 一种永磁无刷直流电机换相控制电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109150023A true CN109150023A (zh) 2019-01-04
CN109150023B CN109150023B (zh) 2020-07-10

Family

ID=64814952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811092054.XA Active CN109150023B (zh) 2018-09-19 2018-09-19 一种永磁无刷直流电机换相控制电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109150023B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115395829A (zh) * 2021-05-20 2022-11-25 北京机械设备研究所 一种无刷直流电机换相控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102142802A (zh) * 2011-03-22 2011-08-03 北京航天控制仪器研究所 一种线性直流无刷电机伺服驱动系统
CN203504463U (zh) * 2013-06-24 2014-03-26 合肥龙多电子科技有限公司 无刷电机驱动电路
CN105207543A (zh) * 2015-10-12 2015-12-30 上海晶丰明源半导体有限公司 无刷直流电机的模拟闭环调速装置及其方法
CN105553349A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 合肥龙多电子科技有限公司 一种无刷电机驱动电路的霍尔元件位置检测电路
CN205610508U (zh) * 2016-02-24 2016-09-28 核工业理化工程研究院 一种无刷直流电机硬件换相电路
CN107508260A (zh) * 2017-09-01 2017-12-22 北京机械设备研究所 一种基于过流自关断的直流电机控制电路
CN206977268U (zh) * 2017-02-12 2018-02-06 湖南天富机电科技有限公司 一种直流无刷电机霍尔角度调试系统
CN107733303A (zh) * 2017-09-01 2018-02-23 北京机械设备研究所 一种基于到位关断的直流电机能量自回馈控制电路

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102142802A (zh) * 2011-03-22 2011-08-03 北京航天控制仪器研究所 一种线性直流无刷电机伺服驱动系统
CN203504463U (zh) * 2013-06-24 2014-03-26 合肥龙多电子科技有限公司 无刷电机驱动电路
CN105207543A (zh) * 2015-10-12 2015-12-30 上海晶丰明源半导体有限公司 无刷直流电机的模拟闭环调速装置及其方法
CN105553349A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 合肥龙多电子科技有限公司 一种无刷电机驱动电路的霍尔元件位置检测电路
CN205610508U (zh) * 2016-02-24 2016-09-28 核工业理化工程研究院 一种无刷直流电机硬件换相电路
CN206977268U (zh) * 2017-02-12 2018-02-06 湖南天富机电科技有限公司 一种直流无刷电机霍尔角度调试系统
CN107508260A (zh) * 2017-09-01 2017-12-22 北京机械设备研究所 一种基于过流自关断的直流电机控制电路
CN107733303A (zh) * 2017-09-01 2018-02-23 北京机械设备研究所 一种基于到位关断的直流电机能量自回馈控制电路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115395829A (zh) * 2021-05-20 2022-11-25 北京机械设备研究所 一种无刷直流电机换相控制方法
CN115395829B (zh) * 2021-05-20 2024-08-06 北京机械设备研究所 一种无刷直流电机换相控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109150023B (zh) 2020-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN200980058Y (zh) 一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机控制装置
CN205123638U (zh) 一种直流电机控制电路
CN109150023A (zh) 一种永磁无刷直流电机换相控制电路
CN107508260B (zh) 一种基于过流自关断的直流电机控制电路
CN104393573A (zh) 变频器故障检测封波电路、变频器及应用变频器的系统
CN107733303B (zh) 一种基于到位关断的直流电机能量自回馈控制电路
RU2008136077A (ru) Устройство для управления лопатками ветровой турбины
CN206524791U (zh) 一种直流无刷电机驱动电路及装置
CN203708167U (zh) 一种适用于超高速永磁同步电机的驱动器
CN206389106U (zh) 一种具有过流保护的直流无刷压缩机变频器
CN107508261B (zh) 一种基于能量回馈的直流电机互锁保护控制电路
CN107017806A (zh) 一种多处理器永磁无刷直流电机联合调速系统
CN103219932B (zh) 一种面包机用温度自平衡过热保护直流无刷电机驱动器
CN108631291A (zh) 变桨系统轴驱动器的直流母线电压均衡控制装置及其方法
CN109150024A (zh) 一种无刷直流电机双向控制电路
CN204992539U (zh) 有源滤波器的多电源电压监视脉冲保护单元电路
US20030164028A1 (en) Overmodulation systems and methods for induction motor control
CN203883720U (zh) 一种直流无刷电动机闭环控制系统
CN203057050U (zh) 一种无刷直流电机的电磁转矩脉动抑制装置
CN211352092U (zh) 电机控制电路与电机设备
CN212463098U (zh) 一种带上电保护和停机保护的直流电机驱动电路
CN206835021U (zh) 多处理器永磁无刷直流电机联合调速系统
CN207353830U (zh) 一种防止bldc电机被带动运转发电的保护电路
CN106787639A (zh) 一种电机自举启动电路
CN109981004A (zh) 一种无刷力矩电机启动驱动电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant