CN109150024B - 一种无刷直流电机双向控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无刷直流电机双向控制电路，属于电机双向控制电路技术领域，解决了现有电路成本高、可靠性低的问题。包括：正向换相电路、反向换相电路、转向选择电路、滤波电路、上桥臂控制电路、下桥臂控制电路、功率逆变主电路；电机位置信号输入正向换相电路、反向换相电路输入端，正向换相电路、反向换相电路输出端与转向选择电路的输入端相连，转向选择电路输出信号H1、H3、H5经滤波电路后接入上桥臂控制电路，转向选择电路输出信号H2、H4、H6经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逆变主电路，功率逆变主电路输出信号与电机的输入端连接。实现了无刷直流电机小型化、低成本、高可靠性。

Description

一种无刷直流电机双向控制电路

技术领域

本发明涉及直流电机双向控制电路技术领域，尤其涉及一种无刷直流电机双向控制电路。

背景技术

本发明涉及一种无刷直流电机双向控制电路。

无刷直流电机具有体积小、能量密度高、结构紧凑、效率高等优点，广泛应用在国防、军工、航空、航天、汽车、家电等工业生产各个领域。近年来，随着控制理论、元器件和永磁材料的高速发展，无刷直流电机的应用愈加广泛，小型化、低成本、高可靠的无刷直流电机双向控制电路成为研究热点之一。

目前，无刷直流电机双向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无刷直流电机双向控制电路，用以解决现有无刷直流电机双向控制电路成本较高、可靠性较低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种无刷直流电机双向控制电路，其特征在于，包括：正向换相电路(2)、反向换相电路(3)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)、上桥臂控制电路(6)、下桥臂控制电路(7)、功率逆变主电路(8)；

无刷直流电机位置信号分别输入正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输入端，所述正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输出端分别与所述转向选择电路(4)的输入端相连，所述转向选择电路(4)的输出信号H1、H3、H5经滤波电路(5)后接入所述上桥臂控制电路(6)，所述转向选择电路(4)的输出信号H2、H4、H6经滤波电路(5)后接入所述下桥臂控制电路(7)，所述上桥臂控制电路(6)及所述下桥臂控制电路(7)的输出信号均接入所述功率逆变主电路(8)，所述功率逆变主电路(8)的输出信号UA、UB、UC与无刷直流电机的输入端连接。

本发明有益效果如下：本发明靠硬件实现无刷直流电机双向控制，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，所述正向换相电路(2)包括：反相器U1～U3、与门U4～U9、或门U10～U15；

所述电机A相位置信号HA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的输出信号依次表示为Z6、Z5、Z4、Z3、Z2、Z1。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用硬件电路实现电机位置信号的换向，方法简单，无需软件算法，成本低。

进一步，所述反向换相电路(3)包括：反相器U16～U18、与门U19～U24、或门U25～U30；

所述电机A相位置信号HA分别输入所述与门U22～U24的第三输入端；所述电机B相位置信号HB分别输入所述与门U20～U22的第二输入端；所述电机C相位置信号HC分别输入所述与门U19、与门U20、与门U24的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经过所述反相器U18后输入所述与门U19、与门U20的第三输入端、与门U21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U17后输入所述与门U19、与门U23、与门U24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U16后输入所述与门U21的第三输入端、与门U22、与门U23的第一输入端；

所述与门U19的输出端分别与所述或门U25的第二输入端、或门U26的第一输入端连接；所述与门U20的输出端分别与所述或门U26的第二输入端、或门U27的第一输入端连接；所述与门U21的输出端分别与所述或门U27的第二输入端、或门U28的第一输入端连接；所述与门U22的输出端分别与所述或门U28的第二输入端、或门U29的第一输入端连接；所述与门U23的输出端分别与所述或门U29的第二输入端、或门U30的第一输入端连接；所述与门24的输出端分别与所述或门U30的第二输入端、或门U25的第一输入端连接；

所述或门U25～U30的输出信号依次表示为F3、F2、F1、F6、F5、F4。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用硬件电路实现电机位置信号的换向，方法简单，无需软件算法，成本低。

进一步，所述转向选择电路(4)包括单刀双掷拨码开关，

当电机正向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(2)的输出信号Z1～Z6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接；

当电机反向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(3)的输出信号F1～F6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明通过采用转向选择电路实现电机转向选择，无需软件算法，成本较低。

进一步，所述滤波电路(5)包括：电容C1～C6、电阻R1、电阻R3、电阻R21、电阻R22、电阻R24、电阻R34、电阻R35、电阻R37～R39、电阻R46、电阻R47、电阻R51、电阻R52、电阻R56；

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R39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R39的另一端接地；

所述换相信号H2输入所述电阻R37的一端，所述电阻R37的另一端分别与所述电容C6、电阻R51的一端相连，所述电容C6、电阻R51的另一端与所述电阻R52的一端相连，并将所述电阻R52的一端作为滤波电路P2的输出端口，所述电阻R52的另一端接地；

所述换相信号H3输入所述电阻R22的一端，所述电阻R22的另一端分别与所述电容C3、电阻R21的一端相连，并将所述电阻R22的另一端作为滤波电路P3的输出端口，所述电容C3、电阻R21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R38的一端相连，所述电容C1、电阻R38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R35的一端，所述电阻R35的另一端分别与所述电容C5、电阻R34的一端相连，并将所述电阻R35的另一端作为滤波电路P5的输出端口，所述电容C5、电阻R34的另一端接地；

所述换相信号H6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C4、电阻R47的一端相连，所述电容C4、电阻R47的另一端与所述电阻R46的一端相连，并将所述电阻R46的一端作为滤波电路P6的输出端口，所述电阻R46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(6)包括：电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R17～R20、电阻R30～R33、电阻R57、NPN三极管K2、PNP三极管K3、PNP三极管K6、NPN三极管K7、PNP三极管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的另一端接电源正极，所述PNP三极管K3的发射极接电源正极，所述PNP三极管K3的集电极与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与所述电阻R57的一端相连，所述电阻R7与所述电阻R57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K6的基极相连，所述电阻R19的另一端接电源正极，所述PNP三极管K6的发射极接电源正极，所述PNP三极管K6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R33的一端相连，所述电阻R33的另一端与所述电阻R32的一端、PNP三极管K10的基极相连，所述电阻R32的另一端接电源正极，所述PNP三极管K10的发射极接电源正极，所述PNP三极管K10的集电极与所述电阻R31的一端相连，所述电阻R31的另一端与所述电阻R30的一端相连，所述电阻R31与所述电阻R30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(7)包括：电阻R2、电阻R23、电阻R36、电阻R40、电阻R41～R45、电阻R48～R50、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R36的一端相连，所述NPN三极管K12的基极连接到所述电阻R51与电容C6的连接点处；所述电阻R36的另一端接电源正极，所述P2的输出端口还与所述电阻R50的一端相连，所述电阻R50的另一端与所述NPN三极管K20的基极、所述电阻R49的一端连接，所述NPN三极管K20的集电极与所述电阻R30的另一端连接；所述NPN三极管K20的发射极与所述电阻R49的另一端、所述电阻R48的一端连接，所述电阻R48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R38与电容C1的连接点处；所述电阻R2的另一端接电源正极，所述P4的输出端口还与所述电阻R40的一端相连，所述电阻R40的另一端与所述NPN三极管K13的基极、所述电阻R41的一端连接，所述NPN三极管K13的集电极与所述电阻R57的另一端连接；所述NPN三极管K13的发射极与所述电阻R41的另一端、所述电阻R42的一端连接，所述电阻R42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R23的一端相连，所述NPN三极管K8的基极连接到所述电阻R47与电容C4的连接点处；所述电阻R23的另一端接电源正极，所述P6的输出端口还与所述电阻R45的一端相连，所述电阻R45的另一端与所述NPN三极管K17的基极、所述电阻R44的一端连接，所述NPN三极管K17的集电极与所述电阻R17的另一端连接；所述NPN三极管K17的发射极与所述电阻R44的另一端、所述电阻R43的一端连接，所述电阻R43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，所述功率逆变主电路(8)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的集电极与电源正极相连，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的阴极与电源正极相连；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的集电极与电源正极相连，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的阴极与电源正极相连；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的集电极与电源正极相连，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的阴极与电源正极相连；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：利用功率逆变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，所述电路还包括过流保护电路(9)，包括：电阻R6、电阻R8～R16、电阻R25～R29、PNP三极管K15、PNP三极管K18、PNP三极管K21；

所述PNP三极管K15的集电极连接到所述电阻R4和所述电阻R5的连接点处，所述PNP三极管K15的发射极接电源正极，所述PNP三极管K15的基极与所述电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R8～R11的一端连接，所述电阻R8、所述电阻R10的另一端接电源正极，所述电阻R9、所述电阻R11的另一端与所述NPN三极管K4的集电极相连；

所述PNP三极管K18的集电极连接到所述电阻R19和所述电阻R20的连接点处，所述PNP三极管K18的发射极接电源正极，所述PNP三极管K18的基极与所述电阻R16的一端相连，所述电阻R16的另一端与所述电阻R12～R15的一端连接，所述电阻R12、所述电阻R14的另一端接电源正极，所述电阻R13、所述电阻R15的另一端与所述NPN三极管K5的集电极相连；

所述PNP三极管K21的集电极连接到所述电阻R32和所述电阻R33的连接点处，所述PNP三极管K21的发射极接电源正极，所述PNP三极管K21的基极与所述电阻R29的一端相连，所述电阻R29的另一端与所述电阻R25～R28的一端连接，所述电阻R25、所述电阻R27的另一端接电源正极，所述电阻R26、所述电阻R28的另一端与所述NPN三极管K9的集电极相连。

采用上述进一步方案的有益效果是：在过流情况下，采用过流保护电路对功率逆变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，所述电路还包括位置处理电路(1)，包括：电容C7～C9、电阻R53～R55；

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的另一端接电源正极。

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的另一端接电源正极；

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的另一端接电源正极。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置位置处理电路，能够有效保证作用于正向换相电路、反向换相电路的无刷直流电机位置信号更加稳定，避免因为无刷直流电机位置信号抖动对后续电路造成的影响。

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为本发明实施例无刷直流电机双向控制电路示意图；

图2为本发明实施例无刷直流电机双向控制电路结构示意图；

图3为正向换相电路；

图4为反向换相电路；

图5为位置处理电路；

图6为滤波电路；

图7为上桥臂控制电路；

图8为下桥臂控制电路；

图9为功率逆变主电路；

图10为过流保护电路；

图11为转向选择电路。

附图标记：

1-位置处理电路；2-正向换相电路；3-反向换相电路；4-转向选择电路；5-滤波电路；6-上桥臂控制电路；7-下桥臂控制电路；8-功率逆变主电路。

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，公开了一种无刷直流电机双向控制电路，示意图如图1所示，包括：正向换相电路(2)、反向换相电路(3)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)、上桥臂控制电路(6)、下桥臂控制电路(7)、功率逆变主电路(8)；

无刷直流电机位置信号分别输入正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输入端，所述正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输出端分别与所述转向选择电路(4)的输入端相连，所述转向选择电路(4)的输出信号H1、H3、H5经滤波电路(5)后接入所述上桥臂控制电路(6)，所述转向选择电路(4)的输出信号H2、H4、H6经滤波电路(5)后接入所述下桥臂控制电路(7)，所述上桥臂控制电路(6)及所述下桥臂控制电路(7)的输出信号均接入所述功率逆变主电路(8)，所述功率逆变主电路(8)的输出信号UA、UB、UC与无刷直流电机的输入端连接。

优选地，所述正向换相电路(2)包括：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的输出信号依次表示为Z6、Z5、Z4、Z3、Z2、Z1。

优选地，所述反向换相电路(3)包括：反相器U16～U18、与门U19～U24、或门U25～U30；如图4所示：

所述电机A相位置信号HA分别输入所述与门U22～U24的第三输入端；所述电机B相位置信号HB分别输入所述与门U20～U22的第二输入端；所述电机C相位置信号HC分别输入所述与门U19、与门U20、与门U24的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经过所述反相器U18后输入所述与门U19、与门U20的第三输入端、与门U21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U17后输入所述与门U19、与门U23、与门U24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U16后输入所述与门U21的第三输入端、与门U22、与门U23的第一输入端；

所述与门U19的输出端分别与所述或门U25的第二输入端、或门U26的第一输入端连接；所述与门U20的输出端分别与所述或门U26的第二输入端、或门U27的第一输入端连接；所述与门U21的输出端分别与所述或门U27的第二输入端、或门U28的第一输入端连接；所述与门U22的输出端分别与所述或门U28的第二输入端、或门U29的第一输入端连接；所述与门U23的输出端分别与所述或门U29的第二输入端、或门U30的第一输入端连接；所述与门24的输出端分别与所述或门U30的第二输入端、或门U25的第一输入端连接；

所述或门U25～U30的输出信号依次表示为F3、F2、F1、F6、F5、F4。

优选地，所述转向选择电路(4)包括单刀双掷拨码开关，如图11所示，

当电机正向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(2)的输出信号Z1～Z6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接；

当电机反向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(3)的输出信号F1～F6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接。

优选地，所述滤波电路(5)包括：电容C1～C6、电阻R1、电阻R3、电阻R21、电阻R22、电阻R24、电阻R34、电阻R35、电阻R37～R39、电阻R46、电阻R47、电阻R51、电阻R52、电阻R56；如图6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R39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R39的另一端接地；

所述换相信号H2输入所述电阻R37的一端，所述电阻R37的另一端分别与所述电容C6、电阻R51的一端相连，所述电容C6、电阻R51的另一端与所述电阻R52的一端相连，并将所述电阻R52的一端作为滤波电路P2的输出端口，所述电阻R52的另一端接地；

所述换相信号H3输入所述电阻R22的一端，所述电阻R22的另一端分别与所述电容C3、电阻R21的一端相连，并将所述电阻R22的另一端作为滤波电路P3的输出端口，所述电容C3、电阻R21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R38的一端相连，所述电容C1、电阻R38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R35的一端，所述电阻R35的另一端分别与所述电容C5、电阻R34的一端相连，并将所述电阻R35的另一端作为滤波电路P5的输出端口，所述电容C5、电阻R34的另一端接地；

所述换相信号H6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C4、电阻R47的一端相连，所述电容C4、电阻R47的另一端与所述电阻R46的一端相连，并将所述电阻R46的一端作为滤波电路P6的输出端口，所述电阻R46的另一端接地。

优选地，所述上桥臂控制电路(6)包括：电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R17～R20、电阻R30～R33、电阻R57、NPN三极管K2、PNP三极管K3、PNP三极管K6、NPN三极管K7、PNP三极管K10、NPN三极管K11；如图7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的另一端接电源正极，所述PNP三极管K3的发射极接电源正极，所述PNP三极管K3的集电极与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与所述电阻R57的一端相连，所述电阻R7与所述电阻R57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K6的基极相连，所述电阻R19的另一端接电源正极，所述PNP三极管K6的发射极接电源正极，所述PNP三极管K6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R33的一端相连，所述电阻R33的另一端与所述电阻R32的一端、PNP三极管K10的基极相连，所述电阻R32的另一端接电源正极，所述PNP三极管K10的发射极接电源正极，所述PNP三极管K10的集电极与所述电阻R31的一端相连，所述电阻R31的另一端与所述电阻R30的一端相连，所述电阻R31与所述电阻R30相连的一端作为S5输出端口；

优选地，所述下桥臂控制电路(7)包括：电阻R2、电阻R23、电阻R36、电阻R40、电阻R41～R45、电阻R48～R50、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8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R36的一端相连，所述NPN三极管K12的基极连接到所述电阻R51与电容C6的连接点处；所述电阻R36的另一端接电源正极，所述P2的输出端口还与所述电阻R50的一端相连，所述电阻R50的另一端与所述NPN三极管K20的基极、所述电阻R49的一端连接，所述NPN三极管K20的集电极与所述电阻R30的另一端连接；所述NPN三极管K20的发射极与所述电阻R49的另一端、所述电阻R48的一端连接，所述电阻R48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R38与电容C1的连接点处；所述电阻R2的另一端接电源正极，所述P4的输出端口还与所述电阻R40的一端相连，所述电阻R40的另一端与所述NPN三极管K13的基极、所述电阻R41的一端连接，所述NPN三极管K13的集电极与所述电阻R57的另一端连接；所述NPN三极管K13的发射极与所述电阻R41的另一端、所述电阻R42的一端连接，所述电阻R42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R23的一端相连，所述NPN三极管K8的基极连接到所述电阻R47与电容C4的连接点处；所述电阻R23的另一端接电源正极，所述P6的输出端口还与所述电阻R45的一端相连，所述电阻R45的另一端与所述NPN三极管K17的基极、所述电阻R44的一端连接，所述NPN三极管K17的集电极与所述电阻R17的另一端连接；所述NPN三极管K17的发射极与所述电阻R44的另一端、所述电阻R43的一端连接，所述电阻R43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，所述功率逆变主电路(8)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9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的集电极与电源正极相连，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的阴极与电源正极相连；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的集电极与电源正极相连，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的阴极与电源正极相连；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的集电极与电源正极相连，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的阴极与电源正极相连；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；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，所述电路还包括过流保护电路(9)，包括：电阻R6、电阻R8～R16、电阻R25～R29、PNP三极管K15、PNP三极管K18、PNP三极管K21；如图10所示，

所述PNP三极管K15的集电极连接到所述电阻R4和所述电阻R5的连接点处，所述PNP三极管K15的发射极接电源正极，所述PNP三极管K15的基极与所述电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R8～R11的一端连接，所述电阻R8、所述电阻R10的另一端接电源正极，所述电阻R9、所述电阻R11的另一端与所述NPN三极管K4的集电极相连；

所述PNP三极管K18的集电极连接到所述电阻R19和所述电阻R20的连接点处，所述PNP三极管K18的发射极接电源正极，所述PNP三极管K18的基极与所述电阻R16的一端相连，所述电阻R16的另一端与所述电阻R12～R15的一端连接，所述电阻R12、所述电阻R14的另一端接电源正极，所述电阻R13、所述电阻R15的另一端与所述NPN三极管K5的集电极相连；

所述PNP三极管K21的集电极连接到所述电阻R32和所述电阻R33的连接点处，所述PNP三极管K21的发射极接电源正极，所述PNP三极管K21的基极与所述电阻R29的一端相连，所述电阻R29的另一端与所述电阻R25～R28的一端连接，所述电阻R25、所述电阻R27的另一端接电源正极，所述电阻R26、所述电阻R28的另一端与所述NPN三极管K9的集电极相连。

优选地，所述电路还包括位置处理电路(1)，包括：电容C7～C9、电阻R53～R55；如图5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的另一端接电源正极。

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的另一端接电源正极；

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的另一端接电源正极。

本发明实施例无刷直流电机双向控制电路结构示意图如图2所示。

无刷直流电机电机旋转流程如下：无刷直流电机位置传感器信号HA、HB、HC经过位置处理电路(1)后生成信号HA1、HB1、HC1分别接到正向换相电路(2)和反向换相电路(3)的输入端，正向换相电路(2)输出的正向换相信号Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6和反向换相电路(3)输出的反向换相信号F1、F2、F3、F4、F5、F6共同输入到转向选择电路(4)的输入端，转向选择电路(4)输出六路换相信号H1、H3、H5、H4、H6、H2接到滤波电路(5)的输入端，当转向选择电路(4)位于A端时，电机正转，正向换相信号Z1与换相信号H1连接，正向换相信号Z2与换相信号H2连接，正向换相信号Z3与换相信号H3连接，正向换相信号Z4与换相信号H4连接，正向换相信号Z5与换相信号H5连接，正向换相信号Z6与换相信号H6连接，当转向选择电路(4)位于B端时，电机反转，反向换相信号F1与换相信号H1连接，反向换相信号F2与换相信号H2连接，反向换相信号F3与换相信号H3连接，反向换相信号F4与换相信号H4连接，反向换相信号F5与换相信号H5连接，反向换相信号F6与换相信号H6连接，滤波电路(5)输出控制信号P1、P3、P5输入到上桥臂控制电路(3)，滤波电路(5)输出控制信号P4、P6、P2输入到下桥臂控制电路(4)，上桥臂控制电路(3)输出功率逆变主电路控制信号S1、S3、S5分别控制功率逆变主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4、NPN三极管K5、NPN三极管K9，下桥臂控制电路(4)输出功率逆变主电路控制信号S4、S6、S2分别控制功率逆变主电路(5)下桥臂的NPN三极管K14、NPN三极管K16、NPN三极管K19，至此，功率逆变主电路(5)输出功率控制无刷直流电机按照规定的转向旋转。

当转向选择电路(4)位于A端时，电机正向旋转，假设上电时，传感器信号HA为高电平，传感器信号HB为低电平、传感器信号HC为高电平时，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为高电平，控制信号P3为低电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为低电平、控制信号P6为高电平、控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为高电平、控制信号S3为低电平、控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为低电平、控制信号S6为高电平、控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中NPN三极管K4导通，NPN三极管K5关断，NPN三极管K9关断，NPN三极管K14关断、NPN三极管K16导通、NPN三极管K19关断，无刷直流电机A+和B-导通，电机开始旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为高电平，传感器信号HB为变为低电平，传感器信号HC变为低电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为高电平，控制信号P3为低电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为低电平，控制信号P6为低电平，控制信号P2为高电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为高电平，控制信号S3为低电平，控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为低电平，控制信号S6为低电平，控制信号S2为高电平，功率逆变主电路(8)中NPN三极管K4导通、NPN三极管K5关断、NPN三极管K9关断，NPN三极管K14关断、NPN三极管K16关断、NPN三极管K19导通，无刷直流电机的A+和C-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为高电平，传感器信号HB变为高电平，传感器信号HC变为低电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为低电平，控制信号P3为高电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为低电平，控制信号P6为低电平，控制信号P2为高电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为低电平，控制信号S3为高电平，控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为低电平，控制信号S6为低电平，控制信号S2为高电平，功率逆变主电路(8)中的NPN三极管K4关断，NPN三极管K5导通，NPN三极管K9关断，NPN三极管K14关断，NPN三极管K16关断，NPN三极管K19导通，无刷直流电机的B+和C-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为低电平，传感器信号HB变为高电平，传感器信号HC变为低电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为低电平，控制信号P3为高电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为高电平，控制信号P6为低电平，控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为低电平，控制信号S3为高电平，控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为高电平，控制信号S6为低电平，控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中的NPN三极管K4关断，NPN三极管K5导通，NPN三极管K9关断，NPN三极管K14导通，NPN三极管K16关断，NPN三极管K19关断，无刷直流电机的B+和A-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为低电平，传感器信号HB变为高电平，传感器信号HC变为高电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为低电平，控制信号P3为低电平，控制信号P5为高电平，控制信号P4为高电平，控制信号P6为低电平，控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为低电平，控制信号S3为低电平，控制信号S5为高电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为高电平，控制信号S6为低电平，控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中的NPN三极管K4关断，NPN三极管K5关断，NPN三极管K9导通，NPN三极管K14导通，NPN三极管K16关断，NPN三极管K19关断，无刷直流电机的C+和A-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为低电平，传感器信号HB变为低电平，传感器信号HC变为高电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为低电平，控制信号P3为低电平，控制信号P5为高电平，控制信号P4为低电平，控制信号P6为高电平，控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为低电平，控制信号S3为低电平，控制信号S5为高电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为低电平，控制信号S6为高电平，控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中的NPN三极管K4关断，NPN三极管K5关断，NPN三极管K9导通，NPN三极管K14关断，NPN三极管K16导通，NPN三极管K19关断，无刷直流电机的C+和B-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为高电平，传感器信号HB变为低电平、传感器信号HC变为高电平时，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为高电平，控制信号P3为低电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为低电平、控制信号P6为高电平、控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为高电平、控制信号S3为低电平、控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为低电平、控制信号S6为高电平、控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中NPN三极管K4导通，NPN三极管K5关断，NPN三极管K9关断，NPN三极管K14关断、NPN三极管K16导通、NPN三极管K19关断，无刷直流电机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，实现电机正向旋转。

当转向选择电路(4)位于B端时，电机反向旋转，假设上电时，传感器信号HA为高电平，传感器信号HB为低电平、传感器信号HC为高电平时，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为低电平，控制信号P3为高电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为高电平，控制信号P6为低电平，控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为低电平，控制信号S3为高电平，控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为高电平，控制信号S6为低电平，控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中的NPN三极管K4关断，NPN三极管K5导通，NPN三极管K9关断，NPN三极管K14导通，NPN三极管K16关断，NPN三极管K19关断，无刷直流电机的B+和A-导通，电机开始旋转。旋转过程中，传感器信号HA变为高电平，传感器信号HB为变为低电平，传感器信号HC变为低电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为低电平，控制信号P3为低电平，控制信号P5为高电平，控制信号P4为高电平，控制信号P6为低电平，控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为低电平，控制信号S3为低电平，控制信号S5为高电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为高电平，控制信号S6为低电平，控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中的NPN三极管K4关断，NPN三极管K5关断，NPN三极管K9导通，NPN三极管K14导通，NPN三极管K16关断，NPN三极管K19关断，无刷直流电机的C+和A-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为高电平，传感器信号HB变为高电平，传感器信号HC变为低电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为低电平，控制信号P3为低电平，控制信号P5为高电平，控制信号P4为低电平，控制信号P6为高电平，控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为低电平，控制信号S3为低电平，控制信号S5为高电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为低电平，控制信号S6为高电平，控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中的NPN三极管K4关断，NPN三极管K5关断，NPN三极管K9导通，NPN三极管K14关断，NPN三极管K16导通，NPN三极管K19关断，无刷直流电机的C+和B-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为低电平，传感器信号HB变为高电平，传感器信号HC变为低电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为高电平，控制信号P3为低电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为低电平、控制信号P6为高电平、控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为高电平、控制信号S3为低电平、控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为低电平、控制信号S6为高电平、控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中NPN三极管K4导通，NPN三极管K5关断，NPN三极管K9关断，NPN三极管K14关断、NPN三极管K16导通、NPN三极管K19关断，无刷直流电机A+和B-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为低电平，传感器信号HB变为高电平，传感器信号HC变为高电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为高电平，控制信号P3为低电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为低电平，控制信号P6为低电平，控制信号P2为高电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为高电平，控制信号S3为低电平，控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为低电平，控制信号S6为低电平，控制信号S2为高电平，功率逆变主电路(8)中NPN三极管K4导通、NPN三极管K5关断、NPN三极管K9关断，NPN三极管K14关断、NPN三极管K16关断、NPN三极管K19导通，无刷直流电机的A+和C-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为低电平，传感器信号HB变为低电平，传感器信号HC变为高电平，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为低电平，控制信号P3为高电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为低电平，控制信号P6为低电平，控制信号P2为高电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为低电平，控制信号S3为高电平，控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为低电平，控制信号S6为低电平，控制信号S2为高电平，功率逆变主电路(8)中的NPN三极管K4关断，NPN三极管K5导通，NPN三极管K9关断，NPN三极管K14关断，NPN三极管K16关断，NPN三极管K19导通，无刷直流电机的B+和C-导通，电机继续旋转；旋转过程中，传感器信号HA变为高电平，传感器信号HB变为低电平、传感器信号HC变为高电平时，经过位置处理电路(1)、正向换相电路(2)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)后，控制信号P1为低电平，控制信号P3为高电平，控制信号P5为低电平，控制信号P4为高电平，控制信号P6为低电平，控制信号P2为低电平，经过上桥臂控制电路(6)后，控制信号S1为低电平，控制信号S3为高电平，控制信号S5为低电平，经过下桥臂控制电路(7)后，控制信号S4为高电平，控制信号S6为低电平，控制信号S2为低电平，功率逆变主电路(8)中的NPN三极管K4关断，NPN三极管K5导通，NPN三极管K9关断，NPN三极管K14导通，NPN三极管K16关断，NPN三极管K19关断，无刷直流电机的B+和A-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，实现电机反向旋转。

无论电机正向旋转还是反向旋转，在A+和B-导通时，如果电机运行正常，未出现过流时，在过流保护电路(9)中，电阻R8和电阻R10两端的电压O1较小，不足以通过电阻R6驱动PNP三极管K15导通，关断信号ST1和控制信号S1均持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流保护电路(9)中，电阻R8和电阻R10两端的电压O1会升高，通过电阻R6驱动PNP三极管K15导通，关断信号ST1和控制信号S1均由高电平变为低电平，上桥臂控制信号(6)被封锁，功率逆变主电路(8)上桥臂的NPN三极管K4由导通变为关断，电机和功率逆变主电路(8)的电流均下降，实现对电机和功率逆变主电路(8)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R8和电阻R10两端的电压O1下降，PNP三极管K15关断，功率逆变主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4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，在过流保护电路(9)中，电阻R8和电阻R10两端的电压O1较小，不足以通过电阻R6驱动PNP三极管K15导通，关断信号ST1和控制信号S1均持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流保护电路(9)中，电阻R8和电阻R10两端的电压O1会升高，通过电阻R6驱动PNP三极管K15导通，关断信号ST1和控制信号S1均由高电平变为低电平，上桥臂控制信号(6)被封锁，功率逆变主电路(8)上桥臂的NPN三极管K4由导通变为关断，电机和功率逆变主电路(8)的电流均下降，实现对电机和功率逆变主电路(8)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R8和电阻R10两端的电压O1下降，PNP三极管K15关断，功率逆变主电路(5)上桥臂的NPN三极管K4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，在过流保护电路(9)中，电阻R12和电阻R14两端的电压O2较小，不足以通过电阻R16驱动PNP三极管K18导通，关断信号ST2和控制信号S3均持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流保护电路(9)中，电阻R12和电阻R14两端的电压O2会升高，通过电阻R16驱动PNP三极管K18导通，关断信号ST2和控制信号S3均由高电平变为低电平，上桥臂控制信号(6)被封锁，功率逆变主电路(8)上桥臂的NPN三极管K5由导通变为关断，电机和功率逆变主电路(8)的电流均下降，实现对电机和功率逆变主电路(8)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R12和电阻R14两端的电压O2下降，PNP三极管K18关断，功率逆变主电路(5)上桥臂的NPN三极管K5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，在过流保护电路(9)中，电阻R12和电阻R14两端的电压O2较小，不足以通过电阻R16驱动PNP三极管K18导通，关断信号ST2和控制信号S3均持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流保护电路(9)中，电阻R12和电阻R14两端的电压O2会升高，通过电阻R16驱动PNP三极管K18导通，关断信号ST2和控制信号S3均由高电平变为低电平，上桥臂控制信号(6)被封锁，功率逆变主电路(8)上桥臂的NPN三极管K5由导通变为关断，电机和功率逆变主电路(8)的电流均下降，实现对电机和功率逆变主电路(8)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R12和电阻R14两端的电压O2下降，PNP三极管K18关断，功率逆变主电路(5)上桥臂的NPN三极管K5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，在过流保护电路(9)中，电阻R25和电阻R27两端的电压O3较小，不足以通过电阻R29驱动PNP三极管K21导通，关断信号ST3和控制信号S5均持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流保护电路(9)中，电阻R25和电阻R27两端的电压O3会升高，通过电阻R29驱动PNP三极管K21导通，关断信号ST3和控制信号S5均由高电平变为低电平，上桥臂控制信号(6)被封锁，功率逆变主电路(8)上桥臂的NPN三极管K9由导通变为关断，电机和功率逆变主电路(8)的电流均下降，实现对电机和功率逆变主电路(8)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R25和电阻R27两端的电压O3下降，PNP三极管K21关断，功率逆变主电路(5)上桥臂的NPN三极管K9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，在过流保护电路(9)中，电阻R25和电阻R27两端的电压O3较小，不足以通过电阻R29驱动PNP三极管K21导通，关断信号ST3和控制信号S5均持续高电平，电机继续旋转，如果电机运行异常，出现电机过流时，在过流保护电路(9)中，电阻R25和电阻R27两端的电压O3会升高，通过电阻R29驱动PNP三极管K21导通，关断信号ST3和控制信号S5均由高电平变为低电平，上桥臂控制信号(6)被封锁，功率逆变主电路(8)上桥臂的NPN三极管K9由导通变为关断，电机和功率逆变主电路(8)的电流均下降，实现对电机和功率逆变主电路(8)的保护，当电机电流恢复到正常工作电流时，电阻R25和电阻R27两端的电压O3下降，PNP三极管K21关断，功率逆变主电路(5)上桥臂的NPN三极管K9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，均可以通过过流保护电路(9)对功率逆变主电路(8)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。

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 (8)

1.一种无刷直流电机双向控制电路，其特征在于，包括：正向换相电路(2)、反向换相电路(3)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)、上桥臂控制电路(6)、下桥臂控制电路(7)、功率逆变主电路(8)；

无刷直流电机位置信号分别输入正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输入端，所述正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输出端分别与所述转向选择电路(4)的输入端相连，所述转向选择电路(4)的输出信号H1、H3、H5经滤波电路(5)后接入所述上桥臂控制电路(6)，所述转向选择电路(4)的输出信号H2、H4、H6经滤波电路(5)后接入所述下桥臂控制电路(7)，所述上桥臂控制电路(6)及所述下桥臂控制电路(7)的输出信号均接入所述功率逆变主电路(8)，所述功率逆变主电路(8)的输出信号UA、UB、UC与无刷直流电机的输入端连接；

所述正向换相电路(2)包括：反相器U1～U3、与门U4～U9、或门U10～U15；

所述电机A相位置信号HA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的输出信号依次表示为Z6、Z5、Z4、Z3、Z2、Z1；

所述反向换相电路(3)包括：反相器U16～U18、与门U19～U24、或门U25～U30；

所述电机A相位置信号HA分别输入所述与门U22～U24的第三输入端；所述电机B相位置信号HB分别输入所述与门U20～U22的第二输入端；所述电机C相位置信号HC分别输入所述与门U19、与门U20、与门U24的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经过所述反相器U18后输入所述与门U19、与门U20的第三输入端、与门U21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U17后输入所述与门U19、与门U23、与门U24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U16后输入所述与门U21的第三输入端、与门U22、与门U23的第一输入端；

所述与门U19的输出端分别与所述或门U25的第二输入端、或门U26的第一输入端连接；所述与门U20的输出端分别与所述或门U26的第二输入端、或门U27的第一输入端连接；所述与门U21的输出端分别与所述或门U27的第二输入端、或门U28的第一输入端连接；所述与门U22的输出端分别与所述或门U28的第二输入端、或门U29的第一输入端连接；所述与门U23的输出端分别与所述或门U29的第二输入端、或门U30的第一输入端连接；所述与门24的输出端分别与所述或门U30的第二输入端、或门U25的第一输入端连接；

所述或门U25～U30的输出信号依次表示为F3、F2、F1、F6、F5、F4。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述转向选择电路(4)包括单刀双掷拨码开关，

当电机正向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(2)的输出信号Z1～Z6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接；

当电机反向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(3)的输出信号F1～F6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述滤波电路(5)包括：电容C1～C6、电阻R1、电阻R3、电阻R21、电阻R22、电阻R24、电阻R34、电阻R35、电阻R37～R39、电阻R46、电阻R47、电阻R51、电阻R52、电阻R56；

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R39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R39的另一端接地；

所述换相信号H2输入所述电阻R37的一端，所述电阻R37的另一端分别与所述电容C6、电阻R51的一端相连，所述电容C6、电阻R51的另一端与所述电阻R52的一端相连，并将所述电阻R52的一端作为滤波电路P2的输出端口，所述电阻R52的另一端接地；

所述换相信号H3输入所述电阻R22的一端，所述电阻R22的另一端分别与所述电容C3、电阻R21的一端相连，并将所述电阻R22的另一端作为滤波电路P3的输出端口，所述电容C3、电阻R21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R38的一端相连，所述电容C1、电阻R38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R35的一端，所述电阻R35的另一端分别与所述电容C5、电阻R34的一端相连，并将所述电阻R35的另一端作为滤波电路P5的输出端口，所述电容C5、电阻R34的另一端接地；

所述换相信号H6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C4、电阻R47的一端相连，所述电容C4、电阻R47的另一端与所述电阻R46的一端相连，并将所述电阻R46的一端作为滤波电路P6的输出端口，所述电阻R46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(6)包括：电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R17～R20、电阻R30～R33、电阻R57、NPN三极管K2、PNP三极管K3、PNP三极管K6、NPN三极管K7、PNP三极管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的另一端接电源正极，所述PNP三极管K3的发射极接电源正极，所述PNP三极管K3的集电极与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与所述电阻R57的一端相连，所述电阻R7与所述电阻R57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K6的基极相连，所述电阻R19的另一端接电源正极，所述PNP三极管K6的发射极接电源正极，所述PNP三极管K6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R33的一端相连，所述电阻R33的另一端与所述电阻R32的一端、PNP三极管K10的基极相连，所述电阻R32的另一端接电源正极，所述PNP三极管K10的发射极接电源正极，所述PNP三极管K10的集电极与所述电阻R31的一端相连，所述电阻R31的另一端与所述电阻R30的一端相连，所述电阻R31与所述电阻R30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(7)包括：电阻R2、电阻R23、电阻R36、电阻R40、电阻R41～R45、电阻R48～R50、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R36的一端相连，所述NPN三极管K12的基极连接到所述电阻R51与电容C6的连接点处；所述电阻R36的另一端接电源正极，所述P2的输出端口还与所述电阻R50的一端相连，所述电阻R50的另一端与所述NPN三极管K20的基极、所述电阻R49的一端连接，所述NPN三极管K20的集电极与所述电阻R30的另一端连接；所述NPN三极管K20的发射极与所述电阻R49的另一端、所述电阻R48的一端连接，所述电阻R48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R38与电容C1的连接点处；所述电阻R2的另一端接电源正极，所述P4的输出端口还与所述电阻R40的一端相连，所述电阻R40的另一端与所述NPN三极管K13的基极、所述电阻R41的一端连接，所述NPN三极管K13的集电极与所述电阻R57的另一端连接；所述NPN三极管K13的发射极与所述电阻R41的另一端、所述电阻R42的一端连接，所述电阻R42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R23的一端相连，所述NPN三极管K8的基极连接到所述电阻R47与电容C4的连接点处；所述电阻R23的另一端接电源正极，所述P6的输出端口还与所述电阻R45的一端相连，所述电阻R45的另一端与所述NPN三极管K17的基极、所述电阻R44的一端连接，所述NPN三极管K17的集电极与所述电阻R17的另一端连接；所述NPN三极管K17的发射极与所述电阻R44的另一端、所述电阻R43的一端连接，所述电阻R43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，所述功率逆变主电路(8)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的集电极与电源正极相连，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的阴极与电源正极相连；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的集电极与电源正极相连，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的阴极与电源正极相连；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的集电极与电源正极相连，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的阴极与电源正极相连；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，所述电路还包括过流保护电路(9)，包括：电阻R6、电阻R8～R16、电阻R25～R29、PNP三极管K15、PNP三极管K18、PNP三极管K21；

所述PNP三极管K15的集电极连接到所述电阻R4和所述电阻R5的连接点处，所述PNP三极管K15的发射极接电源正极，所述PNP三极管K15的基极与所述电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R8～R11的一端连接，所述电阻R8、所述电阻R10的另一端接电源正极，所述电阻R9、所述电阻R11的另一端与所述NPN三极管K4的集电极相连；

所述PNP三极管K18的集电极连接到所述电阻R19和所述电阻R20的连接点处，所述PNP三极管K18的发射极接电源正极，所述PNP三极管K18的基极与所述电阻R16的一端相连，所述电阻R16的另一端与所述电阻R12～R15的一端连接，所述电阻R12、所述电阻R14的另一端接电源正极，所述电阻R13、所述电阻R15的另一端与所述NPN三极管K5的集电极相连；

所述PNP三极管K21的集电极连接到所述电阻R32和所述电阻R33的连接点处，所述PNP三极管K21的发射极接电源正极，所述PNP三极管K21的基极与所述电阻R29的一端相连，所述电阻R29的另一端与所述电阻R25～R28的一端连接，所述电阻R25、所述电阻R27的另一端接电源正极，所述电阻R26、所述电阻R28的另一端与所述NPN三极管K9的集电极相连。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括位置处理电路(1)，包括：电容C7～C9、电阻R53～R55；

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的另一端接电源正极；

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的另一端接电源正极；

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的另一端接电源正极。

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