CN110212815A - 一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路 - Google Patents

一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路 Download PDF

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CN110212815A CN201910351553.4A CN201910351553A CN110212815A CN 110212815 A CN110212815 A CN 110212815A CN 201910351553 A CN201910351553 A CN 201910351553A CN 110212815 A CN110212815 A CN 110212815A
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胡英豪
何青辉
郑家裕
郑磊
王志坤
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Abstract

本发明提供了一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路，控制芯片电路、独立键盘电路、电机驱动电路、反馈电路以及电源电路，本发明通过电机驱动电路对直流电机进行控制，反馈电路实时的将直流电机的转速反馈至控制芯片，然后控制芯片将直流电机的实时转速与预设转速进行对比，通过预设闭环控制调节算法来生成相应的脉冲波形，发送至电机驱动电路，来对直流电机的转速进行调节，从而使得直流电机可以恒速运转，而通过过温保护电路以及过流保护电路能够防止直流电机过流或过温，提高直流电机的安全性。

Description

一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路
技术领域
本发明涉及直流无刷电机控制领域，尤其涉及一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路。
背景技术
传统的直流无刷电动机的控制系统主要是通过模拟器件进行控制，但是模拟器件比较容易老化，系统的可靠性比较低，影响无刷电动机的正常运行。
而现有的市场上的交流有刷电机，缺乏精确、灵活、有效的控制系统，往往表现为电机体积大、重量重、适应性差、控制精度低、油压不稳定、功率损耗大、碳刷和换向器寿命低等缺点。
近年来，在智能高科技的影响下，微机处理和大规模集成电路得到很好的发展，不仅克服了传统模拟系统的缺点，而且能有效的完成各种复杂的控制，简化控制流程，提高控制效率。
如专利号为CN205356206U的中国专利就公开了一种大功率直流无刷电机的控制系统，包括EMC电路、PTC和NTC电路、桥式整流电路、滤波储能电路、过流保护电路、降压保护电路、电机驱动电路、IGB驱动电路、光电隔离电路、信号换相电路和主控制器控制电路。本实用新型提供的一种大功率直流无刷电机的控制系统输出四种电压大小+310DC、+15VDC、+12VDC以及+5VDC，电压输出纹波小，以保证本实用新型提供的一种大功率直流无刷电机的控制系统正常工作，可靠性高，且系统负载能力强、运行功耗低、生产低成本。该专利其目的在于能够提供四种不同的直流输出电压，其无法对电机的转速进行恒速控制，且缺乏相应的过温保护电路，对电机在工作过程中内部的温度无法进行监测预警，电机的工作寿命等缺乏保障。
发明内容
本发明要解决的技术问题目的在于提供一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路，用以解决直流无刷电机缺乏精确控制以及电机工作时缺乏保护机制的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路，包括：控制芯片电路、独立键盘电路、电机驱动电路、反馈电路以及电源电路；
所述电机驱动电路包括三相逆变电路、驱动芯片电路、过流保护电路、过温保护电路，所述驱动芯片电路内设置有驱动芯片，所述控制芯片电路内设置有控制芯片，所述驱动芯片连接有直流无刷电机以及所述控制芯片，所述反馈电路与直流无刷电机连接；
所述控制芯片内设置有脉冲宽度调制发生器，所述控制芯片接收所述反馈电路反馈的直流无刷电机的转速，与预设转速进行对比，并根据预设闭环控制调节算法，通过所述脉冲宽度调试发生器生成相应的脉冲波形，发送至所述驱动芯片；
所述驱动芯片根据所述脉冲波形对所述直流无刷电机的转速进行调节；
所述独立键盘电路与所述控制芯片连接，用于生成控制信号发送至所述控制芯片，通过所述控制芯片控制所述直流无刷电机的工作状态；
所述过温保护电路与所述驱动芯片连接，用于采集直流无刷电机的温度，并判断所述温度是否超过预设温度，若是，则发送过温信号至所述驱动芯片；
所述过流保护电路与所述三相逆变电路连接，采集三相逆变电路中检流电阻的电流，并判断是否超过预设电流，若是，则发送过流信号至所述驱动芯片；
所述电源电路用于为所述控制芯片、所述电机驱动电路以及所述反馈电路提供输入电源。
优选的，所述独立键盘电路中设置有第一按键、第二按键、第三按键、第四按键以及第五按键，所述控制芯片设置有多个I/O接口，所述第一按键、第二按键、第三按键、第四按键以及第五按键分别连接有一个I/O接口，各个按键与相应的I/O口之间连接有排阻。
优选的，所述控制芯片具有中断接口，所述中断接口连接有第一与门，所述第一与门连接有第二与门、第三与门以及第四与门，所述第二与门还与所述第五按键连接，所述第三与门还与所述第三按键以及第四按键连接，所述第四与门还与所述第一按键以及第二按键连接。
优选的，所述驱动芯片包括第一驱动芯片、第二驱动芯片以及第三驱动芯片，所述三相逆变电路包括桥式MOS管电路，所述桥式MOS管电路包括第一 MOS管组、第二MOS管组以及第三MOS管组，所述第一驱动芯片通过所述第一 MOS管组与直流无刷电机的第一三相输入端口连接，所述第二驱动芯片通过所述第二MOS管组与直流无刷电机的第二三相输入端口连接，所述第三驱动芯片通过所述第三MOS管组与直流无刷电机的第三三相输入端口连接。
优选的，所述第一驱动芯片的第三引脚与第六引脚之间设置有第三二极管，所述第二驱动芯片的第三引脚与第六引脚之间设置有第二二极管，所述第三驱动芯片的第三引脚与第六引脚之间设置有第一二极管。
优选的，所述过温保护电路包括温度检测电路以及报警电路，
所述温度检测电路中包括热敏电阻以及第一电压比较器，所述热敏电阻与第一电压比较器的同向输入端连接，所述第一电压比较器的反向输入端接入有输入电源，所述第一电压比较器的输出端与第一驱动芯片的第十一引脚连接，
所述报警电路包括报警装置以及第七三极管，所述第七三极管的基极与所述第一电压比较器输出端连接，第七三极管的集电极接入有输入电源，第七三极管的发射极与报警装置的输入端连接，报警装置的输出端接地；
所述报警装置的输入端还连接有第四二极管的输出端，所述第四二极管的输入端与所述报警装置的输出端连接。
优选的，所述第七三极管的基极与所述第一电压比较器输出端之间设置有第二十六限流电阻，所述第七三极管的发射极与所述报警装置的输入端之间设置有第二十七限流电阻。
优选的，所述过流保护电路包括电压放大器以及第二电压比较器，所述电压放大器的同向输入端与所述三相逆变电路中的检流电阻的一端连接，所述第二电压放大器的输出端与所述第二电压比较器的同向输入端连接，所述第二电压比较器的输出端与第三驱动芯片的第十一引脚连接。
优选的，所述过流保护电路还设置有第二十九电阻以及第五发光二极管，所述第二十九电阻的一端与所述第二电压比较器的输出端连接，另一端与第五发光二极管的输入端连接，所述第五发光二极管的输出端与第二电压比较器的反向输入端连接之后接地。
优选的，所述电源电路包括变压器、桥式整流电路、滤波电路以及稳压电路，滤波电路包括第十五电解电容以及第三十电阻，所述稳压电路包括稳压芯片，所述稳压芯片的输出端与输入端之间设置有第七二极管，所述稳压芯片的输出端还连接有第三十一电阻的一端，所述第三十一电阻的另一端连接有第八二极管输入端以及所述稳压芯片的可调节端口，所述稳压芯片的可调节端口连接有调节电阻，所述调节电阻的另一端接地，所述第八二极管的输出端与所述稳压芯片的输出端连接。
采用本发明，通过闭环控制调节算法，控制芯片能够从反馈电路获取直流电机的实时转速，从而根据预设转速，实时的对电机的转速进行调节，保证电机恒速转动，同时设置过流保护电路能够监测流经电机的电流大小，反馈控制芯片，防止流经电机以及电机驱动电路的电流过大，并设置过温保护电流监测电机驱动电路的温度，当电机驱动电路的温度不断升高时，可以将温度的改变反馈至驱动控制芯片，及时停止电机的运转。增强了电机的安全可靠性以及稳定性，使得整个控制系统具备自主故障处理功能。
附图说明
图1是本发明一个实施方式提供的一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路的控制芯片电路、独立键盘电路以及反馈电路的电路原理图；
图2是本发明一个实施方式提供的电机驱动电路的电路原理图；
图3是本发明一个实施方式提供的过流保护电路的电路原理图；
图4是本发明一个实施方式提供的电压放大器的工作原理示意图；
图5是本发明一个实施方式提供的过温保护电路的电流原理图；
图6是本发明一个实施方式提供的电源电路的电路原理图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
参考图1至图6，本实施例提供了一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路，包括：
控制芯片电路、独立键盘电路、电机驱动电路、反馈电路以及电源电路；
电机驱动电路包括三相逆变电路、驱动芯片电路、过流保护电路、过温保护电路，驱动芯片电路内设置有驱动芯片，控制芯片电路内设置有控制芯片，驱动芯片连接有直流无刷电机以及控制芯片，反馈电路与直流无刷电机连接；
控制芯片内设置有脉冲宽度调制发生器，控制芯片接收反馈电路反馈的直流无刷电机的转速，与预设转速进行对比，并根据预设闭环控制调节算法，通过脉冲宽度调试发生器生成相应的脉冲波形，发送至驱动芯片；
驱动芯片根据脉冲波形对直流无刷电机的转速进行调节；
独立键盘电路与控制芯片连接，用于生成控制信号发送至控制芯片，通过控制芯片控制直流无刷电机的工作状态；
过温保护电路与驱动芯片连接，用于采集电机驱动电路的温度，并判断温度是否超过预设温度，若是，则发送过温信号至驱动芯片；
过流保护电路与三相逆变电路连接，采集三相逆变电路中检流电阻的电流，并判断是否超过预设电流，若是，则发送过流信号至驱动芯片；
电源电路用于为控制芯片、电机驱动电路以及反馈电路提供输入电源。
本实施例中，控制芯片为单片机，采用的为AT系列的单片机，其型号为 AT89C52，通过单片机AT89C52，来对直流无刷电机的转速进行控制，实现直流电机的恒速转动，相应的，在其它的实施方式中还可采用STC等其它系列的单片机作为控制芯片。
图1中示出了单片机AT89C52以及与其部分管脚连接的复位电路、时钟电路以及独立键盘电路。
首先，时钟电路连接的是单片机AT89C52的18脚XTAL2，19脚XTAL1，时钟电路包括一个晶振X1以及两个电容C1、C2，晶振X1以及两个电容C1、 C2的连接方式为图1所示。
其中，晶振X1的为12MHZ晶振，电容C1以及电容C2为22pF电容。
时钟电路的作用是在单片机AT89C52电路接通电源时，时钟电路开始振荡工作，为单片机AT89C52提供源源不断的时钟脉冲，晶振的频率决定了时钟电路的频率，时钟频率也就决定了单片机运行一个周期的频率。
因此本实施例中，时钟电路的一个时钟周期为1/12us，一个机器周期为 12个时钟周期即为1us。
其次，图1中的复位电路包括一个电阻R1以及一个电容C3，接入到单片机的9脚以及31脚，电阻R1与电容C3的具体电路连接方式可直接从图1中直观的了解到，本文不做详细说明。
其中，电阻R1为10K，电容C3为10uF，电阻R1与电容C3构成一个RC 电路，复位电路的作用就是把电路恢复到起始状态，电路通过通电瞬间对电解电容充电，由于电解电容的电压不能突变，相当于瞬间短路，也就是5V高电平通到单片机AT89C52复位脚上，电容慢慢充电过程，复位脚上的电压会慢慢降低，只要复位脚上的高电平时间保持在2微秒就能可靠地复位。
图1中，单片机AT89C52还具有P1口(即1-8脚)，本实施例中，独立键盘电路具有五个按键，即第一按键、第二按键、第三按键、第四按键以及第五按键，每一个按键都与P1口中的一个I/O口连接。
其中，五个按键具备不同的功能，本实施例中，第一按键为开始按键，即控制电机开始转动，第二按键为加速按键，第三按键为减速按键，第四按键为转向按键，第五按键为停止按键。
其中，各个按键与相应的I/O口之间连接有排阻RP1。
进一步的，如图1中，上述五个按键中的每个按键与单片机AT89C52的 P1口中的I/O口之间还接有按键检测电路，其中按键检测电路包括有第一与门U10:A、第二与门U11:A、第三与门U11:B以及第四与门U11:C。
单片机AT89C52的外部中断接口0(INT0)用作按键检测，通过上述四个与门构成中断触发电路，当有任何一个按键按下去时第一与门U10:A的TAP 端都会产生下降沿从而引发中断。
上述的五个按键由于是不同的I/O接口，使得五个按键能够互相独立，每一个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。
图1中示出了直流无刷电机M1以及与其连接的反馈电路，反馈电路中包括芯片U5，其型号为AD1674，直流无刷电机M1以及反馈电路的元器件连接方式可从图1中直观的了解到，不再做文字赘述。
参考图2，图2为电机驱动电路的电路原理图，其中包括有三相逆变电路、过温保护电路、过流保护电路以及驱动芯片电路。
其中，本实施例中的驱动芯片一共包括三个，为第一驱动芯片U17、第二驱动芯片U14以及第三驱动芯片U13，第二驱动芯片U14以及第三驱动芯片U13 可参考图5中的过温保护电路和图3中的过流保护电路。
第一驱动芯片U17的第三引脚VC与第六引脚VB之间设置有第三二极管 D3，第二驱动芯片U14的第三引脚VC与第六引脚VB之间设置有第二二极管 D2，第三驱动芯片U13的第三引脚VC与第六引脚VB之间设置有第一二极管 D1。
图2中的三相逆变电路包括桥式MOS管电路，桥式MOS管电路包括第一 MOS管组、第二MOS管组以及第三MOS管组。
其中，第一MOS管组即图2中的MOS管Q1以及MOS管Q4；第二MOS管组即图2中的MOS管Q2以及MOS管Q5；第三MOS管组即图2中的MOS管Q3以及MOS管Q6。
首先，MOS管Q1与MOS管Q4的公共端A与图6中直流无刷电机M1的第一三相输入端口A连接；MOS管Q2与MOS管Q5的公共端B与图6中直流无刷电机M1的第二三相输入端口B连接；MOS管Q3与MOS管Q6的公共端C与图6 中直流无刷电机M1的第三三相输入端口C连接。
其次，第一驱动芯片U17的第七引脚HO与MOS管Q1之间设置有电阻R7，第一驱动芯片U17的第一引脚LO与MOS管Q4之间设置有电阻R10，相应的，还有电阻R8、电阻R11、电阻R9以及电阻R12。
MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6为场效应管，该场效应管型号为SMP60N06，可承受极限电压60V，极限电流60A，它最主要的功能是电流放大和开关作用。
第三驱动芯片U13、第二驱动芯片U14、第一驱动芯片U17的型号为IR2112。
IR2112是双通道、栅极驱动、高压高速功率驱动器，该器件采用了高度集成的电平转换技术大大化简了逻辑电平对功率器件的控制要求，同时提高了驱动电路的可靠性，在工程上减少了控制变压器体积和电源数目，降低了产品成本，提高了系统可靠性。
图2中的第二驱动芯片U14的管脚HIN为逻辑输入高；LIN为逻辑输入低； VB为高端浮动供应；HO为高边栅极驱动器输出；Vs为高端浮动供应返回；VOC 为电源；LO为低边栅极驱动器输出；COM为公共端。其中SD引脚具有高电平关断芯片的功能。
以第二驱动芯片U14为例，管脚VH为高电平时，MOS管Q2以及MOS管Q5 导通，低点平时关断，同理VL也是如此。相应的，第一驱动芯片U17以及第三驱动芯片U13也是如此。
通过不断的改变第一驱动芯片U17、第二驱动芯片U14以及第三驱动芯片 U13的HIN、LIN两个引脚的电平来改变MOS管Q1-Q6的开关与导通，利用MOS 管Q1-Q6开关闭合与导通的时间来控制电机的运转。
本实施例的工作原理是通过单片机AT89C52通过反馈电路采集直流无刷电机当前的实时转速，将直流无刷电机的实时转速与预设转速(即期望转速) 对比，当直流无刷电机的实时转速与预设转速不相同时，单片机AT89C52通过闭环PID算法进行运算(即本申请中的预设闭环控制调节算法)，再通过PWM 发生器模块(即本申请中的脉冲宽度调制发生器)生成PWM波，发送至驱动芯片，驱动芯片根据PWM波形，再对直流无刷电机的转速进行调节，从而实现直流电机的速度保持在预设转速，达到使直流电机恒速转动的目的。
参考图5，图5为过温保护电路的电路原理图，过温保护电路包括温度检测电路以及报警电路。
温度检测电路中包括热敏电阻RT1、第二十三电阻R23以及第一电压比较器U18:A，热敏电阻RT1与第一电压比较器U18:A的同向输入端连接，第一电压比较器U18:A的反向输入端接入有输入电源，第一电压比较器U18:A的输出端与第一驱动芯片U17的第十一引脚连接，
热敏电阻RT1与第二十三电阻R23对+5V的输入电源进行分压，当温度升高时热敏电阻RT1所分得的电压越大，该电压为第一电压比较器U18:A的同向输入端。
第一电压比较器U18:A的反向输入端接有第二十二电阻R22、第二十三电阻R23。
报警电路包括报警装置LS1以及第七三极管Q7，第七三极管Q7的基极与第一电压比较器U18:A的输出端连接，第七三极管Q7的集电极接入有输入电源，第七三极管Q7的发射极与报警装置的输入端连接，报警装置LS1的输出端接地；
报警装置LS1的输入端还连接有第四二极管D4的输出端，第四二极管D4 的输入端与报警装置LS1的输出端连接。
第七三极管Q7的基极与第一电压比较器U18:A输出端之间设置有第二十六限流电阻R26，第七三极管Q7的发射极与报警装置LS1的输入端之间设置有第二十七限流电阻R27。
当第七三极管Q7导通后，将给报警装置LS1供电，此时就有导通电流流过报警装置LS1，报警装置LS1将进行声音报警。
其中，第四二极管D4为续流管，通过设置第四二极管D4，能够防止报警装置LS1承受反向电流冲击，当没有电流流经报警装置LS1时，续流管就能续接关断时候的电流，减少报警装置LS1收到反向电流的冲击。
第二十七电阻R27为限流电阻的阻值为100Ω，通过设置限流电阻，防止流向报警装置LS1的电流过大，损坏电路以及元器件。
参考图3，图3示出了过流保护电路的电路原理图。
过流保护电路包括电压放大器U15:A以及第二电压比较器U16:A，电压放大器U15:A的同向输入端与三相逆变电路中的检流电阻R16的一端连接，电压放大器U15:A的输出端与第二电压比较器U16:A的同向输入端连接，第二电压比较器U16:A的输出端与第三驱动芯片U13的第十一引脚SD连接。
过流保护电路还设置有第二十九电阻R29以及第五发光二极管D5，第二十九电阻R29的一端与第二电压比较器U16:A的输出端连接，另一端与第五发光二极管D5的输入端连接，第五发光二极管D5的输出端与第二电压比较器 U16:A的反向输入端连接之后接地。
其中，电压放大器U15:A的型号为LM324,电压比较器的型号为LM358，第五发光二极管D5用于进行报警提示，若第二电压比较器U16:A输出的为高电平，则第五发光二极管D5将会亮起，起到提示的作用。
参考图4，图4为一个示例，即电压放大器的工作原理示例。
其中，输出电压Uo：
上式中，RRF为图3中的电阻R19，其阻值为10K，R表示图3中的电阻R18，其阻值为10K，U1即表示三相逆变电路中的检流电阻R16的电压。
上述的输出电压Uo即为图3中第二电压比较器U16:A的反向输入端，参考电压Uref即为图3中的第二电压比较器U16:A的同向输入端。若同向输入端电压高于反向输入端电压则第二电压比较器U16:A则输出高电平，若同向输入端电压低于反向输入端电压则输出低电平，第五发光二极管D5亮，达到报警效果。然后通过高电平触发驱动芯片U13的第十一引脚SD，关闭芯片的运行。
参考图6，图6为电源电路的原理图。
电源电路包括变压器TR1、桥式整流电路BR1、滤波电路以及稳压电路，滤波电路包括第十五电解电容C15以及第三十电阻R30，稳压电路包括稳压芯片U20，稳压芯片U20的输出端与输入端之间设置有第七二极管D7，稳压芯片U20的输出端还连接有第三十一电阻R31的一端，第三十一电阻R31的另一端连接有第八二极管D8输入端以及稳压芯片U20的可调节端口ADJ，稳压芯片 U20的可调节端口ADJ连接有调节电阻RV1，调节电阻RV1的另一端接地，第八二极管D8的输出端与稳压芯片U20的输出端连接。
其中，电源电路接220V交流电，通过变压器TR1以及二极管桥式整流电路BR1将交流电转化为直流电。以型号为LM317L的稳压芯片U20为核心，稳压芯片U20的输出电压范围是1.25-37V，负载电流最大为1.5A。
稳压芯片U20的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压,以电源电路中的第三十一电阻R31以及调节电阻RV1为例，取第三十一R31阻值为 200Ω，则通过计算：
即RV1的阻值为5900Ω。
通过调节第三十一R31与调节电阻RV1的比值即可使得电源电路的输出电压在18V-37V之间调节电压值，因此能够满足最为常用的18V、24V、36V 的直流无刷电机。
此外为了再次保证该稳压芯片U20在接反的状态下不会被烧毁，在输入输出端，以及输出和调节端之间分别接第七、第八1N4003保护二极管D7、D8。
通过闭环控制调节算法，控制芯片能够从反馈电路获取直流电机的实时转速，从而根据预设转速，实时的对电机的转速进行调节，保证电机恒速转动，同时设置过流保护电路能够监测流经电机的电流大小，反馈控制芯片，防止流经电机的电流过大，并设置过温保护电流监测电机内部的温度，当电机内部温度不断升高时，可以将温度信息反馈至控制芯片，以下调电机的转速，增强了电机的安全可靠性以及稳定性，使得整个控制系统具备自主故障处理功能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路，其特征在于，包括：控制芯片电路、独立键盘电路、电机驱动电路、反馈电路以及电源电路；
所述电机驱动电路包括三相逆变电路、驱动芯片电路、过流保护电路、过温保护电路，所述驱动芯片电路内设置有驱动芯片，所述控制芯片电路内设置有控制芯片，所述驱动芯片连接有直流无刷电机以及所述控制芯片，所述反馈电路与直流无刷电机连接；
所述控制芯片内设置有脉冲宽度调制发生器，所述控制芯片接收所述反馈电路反馈的直流无刷电机的转速，与预设转速进行对比，并根据预设闭环控制调节算法，通过所述脉冲宽度调试发生器生成相应的脉冲波形，发送至所述驱动芯片；
所述驱动芯片根据所述脉冲波形对所述直流无刷电机的转速进行调节；
所述独立键盘电路与所述控制芯片连接，用于生成控制信号发送至所述控制芯片，通过所述控制芯片控制所述直流无刷电机的工作状态；
所述过温保护电路与所述驱动芯片连接，用于采集电机驱动电路的温度，并判断所述温度是否超过预设温度，若是，则发送过温信号至所述驱动芯片；
所述过流保护电路与所述三相逆变电路连接，采集三相逆变电路中检流电阻的电流，并判断是否超过预设电流，若是，则发送过流信号至所述驱动芯片；
所述电源电路用于为所述控制芯片、所述电机驱动电路以及所述反馈电路提供输入电源。
2.根据权利要求1所述的一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路，其特征在于，所述独立键盘电路中设置有第一按键、第二按键、第三按键、第四按键以及第五按键，所述控制芯片设置有多个I/O接口，所述第一按键、第二按键、第三按键、第四按键以及第五按键分别连接有一个I/O接口，各个按键与相应的I/O口之间连接有排阻。
3.根据权利要求2所述的一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路，其特征在于，所述控制芯片具有中断接口，所述中断接口连接有第一与门，所述第一与门连接有第二与门、第三与门以及第四与门，所述第二与门还与所述第五按键连接，所述第三与门还与所述第三按键以及第四按键连接，所述第四与门还与所述第一按键以及第二按键连接。
4.根据权利要求1所述的一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路，其特征在于，所述驱动芯片包括第一驱动芯片、第二驱动芯片以及第三驱动芯片，所述三相逆变电路包括桥式MOS管电路，所述桥式MOS管电路包括第一MOS管组、第二MOS管组以及第三MOS管组，所述第一驱动芯片通过所述第一MOS管组与直流无刷电机的第一三相输入端口连接，所述第二驱动芯片通过所述第二MOS管组与直流无刷电机的第二三相输入端口连接，所述第三驱动芯片通过所述第三MOS管组与直流无刷电机的第三三相输入端口连接。
5.根据权利要求4所述的一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路，其特征在于，所述第一驱动芯片的第三引脚与第六引脚之间设置有第三二极管，所述第二驱动芯片的第三引脚与第六引脚之间设置有第二二极管，所述第三驱动芯片的第三引脚与第六引脚之间设置有第一二极管。
6.根据权利要求4所述的一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路，其特征在于，所述过温保护电路包括温度检测电路以及报警电路，
所述温度检测电路中包括热敏电阻以及第一电压比较器，所述热敏电阻与第一电压比较器的同向输入端连接，所述第一电压比较器的反向输入端接入有输入电源，所述第一电压比较器的输出端与第一驱动芯片的第十一引脚连接，
所述报警电路包括报警装置以及第七三极管，所述第七三极管的基极与所述第一电压比较器输出端连接，第七三极管的集电极接入有输入电源，第七三极管的发射极与报警装置的输入端连接，报警装置的输出端接地；
所述报警装置的输入端还连接有第四二极管的输出端，所述第四二极管的输入端与所述报警装置的输出端连接。
7.根据权利要求6所述的一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路，其特征在于，所述第七三极管的基极与所述第一电压比较器输出端之间设置有第二十六限流电阻，所述第七三极管的发射极与所述报警装置的输入端之间设置有第二十七限流电阻。
8.根据权利要求4所述的一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路，其特征在于，所述过流保护电路包括电压放大器以及第二电压比较器，所述电压放大器的同向输入端与所述三相逆变电路中的检流电阻的一端连接，所述第二电压放大器的输出端与所述第二电压比较器的同向输入端连接，所述第二电压比较器的输出端与第三驱动芯片的第十一引脚连接。
9.根据权利要求8所述的一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路，其特征在于，所述过流保护电路还设置有第二十九电阻以及第五发光二极管，所述第二十九电阻的一端与所述第二电压比较器的输出端连接，另一端与第五发光二极管的输入端连接，所述第五发光二极管的输出端与第二电压比较器的反向输入端连接之后接地。
10.根据权利要求1所述的一种宽适用范围的直流无刷电机的控制电路，其特征在于，所述电源电路包括变压器、桥式整流电路、滤波电路以及稳压电路，滤波电路包括第十五电解电容以及第三十电阻，所述稳压电路包括稳压芯片，所述稳压芯片的输出端与输入端之间设置有第七二极管，所述稳压芯片的输出端还连接有第三十一电阻的一端，所述第三十一电阻的另一端连接有第八二极管输入端以及所述稳压芯片的可调节端口，所述稳压芯片的可调节端口连接有调节电阻，所述调节电阻的另一端接地，所述第八二极管的输出端与所述稳压芯片的输出端连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112701993A (zh) * 2020-12-22 2021-04-23 高新现代智能系统股份有限公司 电机过载检测电路、电机控制电路及电机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104124910A (zh) * 2014-08-15 2014-10-29 江阴宏龙节能技术有限公司 一种电机智能节电器
CN209805707U (zh) * 2019-04-28 2019-12-17 浙江工业大学 一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104124910A (zh) * 2014-08-15 2014-10-29 江阴宏龙节能技术有限公司 一种电机智能节电器
CN209805707U (zh) * 2019-04-28 2019-12-17 浙江工业大学 一种宽适用范围的直流无刷电机控制电路

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹伟: "应用于润滑油泵的永磁无刷直流电机控制器研究与设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》, 15 June 2014 (2014-06-15), pages 1 - 57 *
李建莉: "温度控制直流电动机转速系统的设计与仿真", 《科技与创新》, 25 July 2016 (2016-07-25), pages 87 - 90 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112701993A (zh) * 2020-12-22 2021-04-23 高新现代智能系统股份有限公司 电机过载检测电路、电机控制电路及电机

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