CN113922711A - 一种直流无刷电机驱动电路 - Google Patents
一种直流无刷电机驱动电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113922711A CN113922711A CN202111030193.1A CN202111030193A CN113922711A CN 113922711 A CN113922711 A CN 113922711A CN 202111030193 A CN202111030193 A CN 202111030193A CN 113922711 A CN113922711 A CN 113922711A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- brushless motor
- module
- driving
- control
- chip
- 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.)
- Pending
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 53
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 37
- 240000007651 Rubus glaucus Species 0.000 claims description 9
- 235000011034 Rubus glaucus Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000009122 Rubus idaeus Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000012549 training Methods 0.000 description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 2
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
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
- 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
- H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种直流无刷电机驱动电路，包括电机状态检测模块、监测模块、控制模块和驱动模块。电机状态检测模块用于检测当前直流无刷电机的状态；监测模块与电机状态检测模块连接，用于接收当前直流无刷电机的状态和/或外部信号，并根据当前直流无刷电机的状态和/或外部信号输出相应的执行命令；控制模块与监测模块连接，用于接收并处理执行命令，生成相应的控制信号；驱动模块与控制模块连接，用于根据控制信号输出驱动信号至直流无刷电机，以使直流无刷电机执行相应的动作。本发明替代现有控制器中的软件控制方案，选用监测模块和硬件解码芯片共同对直流无刷电机进行驱动的硬件方案，绕过现有软件控制漏洞，解决应用场景中的卡顿问题。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种直流无刷电机驱动电路。
背景技术
健身镜作为一种新型轻便的健身器材，如图1所示，具体包括镜子模块1、显示器2和力量训练机构3。具体地，显示器2设置在镜子模块1背后，镜子模块1能够在其上面叠加显示所反射的用户的运动姿势图像与显示器2所播放的视频内容，力量训练机构3包括控制器、直流无刷电机、绕线筒和拉力钢索31，直流无刷电机的输出轴与绕线筒连接，拉力钢索31的固定端设置在绕线筒上，当电机运行时，电机带动绕线筒滚动，从而对拉力钢索31施加运动阻力，用户通过拉伸拉力钢索31的自由端，以进行力量训练。其工作原理为：在启动阶段，当用户施加在拉力钢索31上的力大于运动阻力时，则可以拉动拉力环；在平稳阶段，当用户施加在拉力钢索31上的力小于运动阻力时，例如用户放松拉力钢索31，由于直流无刷电机持续对拉力钢索31输出运动阻力，拉力钢索31会回缩，直至用户再次施加大于运动阻力的力时，拉力钢索31才被拉出，如此往复，以便用户持续进行锻炼。
现有的健身镜产品中，控制器通常采用STM32单片机，而STM32单片机直接用软件控制直流无刷电机，优点是电路结构简单，但是发明人在研究中发现：软件中的缺陷和不稳定性会直接体现在直流无刷电机的运动上，即STM32单片机直接进行FOC软解码，直接输出，从输出结果上看，直流无刷电机在堵转逆转往复的过程中，有明显的输出卡顿(相位控制错误)的现象发生，无论怎么编程或者修改软件，还是会出现卡顿问题。
发明内容
本发明目的在于，提供一种直流无刷电机驱动电路，以解决STM32直接进行FOC软解码，导致直流无刷电机在堵转逆转往复的过程中，有明显的输出卡顿(相位控制错误)的现象发生的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种直流无刷电机驱动电路，包括：
电机状态检测模块，用于检测当前直流无刷电机的状态；
监测模块，与所述电机状态检测模块连接，用于接收当前所述直流无刷电机的状态和/或外部信号，并根据当前所述直流无刷电机的状态和/或所述外部信号输出相应的执行命令；
控制模块，与所述监测模块连接，用于接收并处理所述执行命令，生成相应的控制信号；
驱动模块，与所述控制模块连接，用于根据所述控制信号输出驱动信号至所述直流无刷电机，以使所述直流无刷电机执行相应的动作。
在某一个实施例中，还包括半桥驱动芯片，所述控制模块与所述半桥驱动芯片连接，所述半桥驱动芯片与所述驱动模块连接，所述控制模块输出的控制信号通过所述半桥驱动芯片输入至所述驱动模块，以使所述驱动模块驱动所述直流无刷电机执行相应的动作。
在某一个实施例中，还包括PWM发生模块，所述监测模块与所述PWM发生模块连接，所述PWM发生模块与所述驱动模块连接并用于产生PWM信号至所述驱动模块。
在某一个实施例中，所述半桥驱动芯片包括FAN7888芯片；所述PWM发生模块包括场效应晶体管，所述场效应晶体管的ENPWM端与所述监测模块的PWM端连接，所述场效应晶体管的控制端与电源连接，所述场效应晶体管的输出端与所述驱动模块的控制端连接。
在某一个实施例中，所述控制模块包括型号为MC33035的控制芯片。
在某一个实施例中，所述监测模块包括树莓派或STM32单片机。
在某一个实施例中，所述树莓派包括Pyco控制芯片。
在某一个实施例中，所述电机状态检测模块包括霍尔感应电路，所述霍尔感应电路用于检测直流无刷电机的转子位置；
所述驱动模块包括多个场效应晶体管，多个所述场效应晶体管分别用于输出驱动信号至所述直流无刷电机。
在某一个实施例中，所述监测模块还用于根据当前所述直流无刷电机的状态，计算所述直流无刷电机的实时功率和总输出功率。
在某一个实施例中，还包括电源接口和电压转换模块，所述电机状态检测模块、所述监测模块、所述控制模块和所述驱动模块分别通过所述电压转换模块和所述电源接口与电源连接。
相较于现有控制器通过软件控制直流无刷电机，导致直流无刷电机在重复逆向过载输出出现卡顿的问题，本发明实施例的直流无刷电机驱动电路选用监测模块和硬件解码芯片(控制模块)共同对直流无刷电机进行驱动的硬件方案替代现有控制器中的软件控制方案，绕过现有软件控制漏洞，解决应用场景中的卡顿问题。具体地，本发明实施例将直流无刷电机的运动逻辑归为监测模块进行处理，编程简单透明，算力消耗不大，并将控制模块作为执行芯片，硬件解析监测模块的执行命令可提高直流无刷电机输出的稳定性，避免直流无刷电机重复逆向过载导致的卡顿问题，提高了用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中的健身镜的结构示意图；
图2是本发明某一实施例提供的直流无刷电机驱动电路的结构示意图；
图3是本发明另一实施例提供的直流无刷电机驱动电路的结构示意图；
图4是本发明某一实施例提供的直流无刷电机位置反馈接口的结构示意图；
图5是本发明某一实施例提供的电源接口及电压转换电路示意图；
图6是本发明某一实施例提供的FAN7888控制芯片的电路示意图；
图7是本发明某一实施例提供的PWM发生模块的电路示意图；
图8是本发明某一实施例提供的驱动模块的电路示意图；
图9是本发明某一实施例提供的MC33035控制芯片的电路示意图；
图10是本发明某一实施例提供的Pyco控制芯片的电路示意图；
图11是本发明某一实施例提供的直流无刷电机的电路示意图。
本发明主要元件及符号说明：
100、直流无刷电机驱动电路；10、电机状态检测模块；11、霍尔感应电路；20、监测模块；30、控制模块；40、驱动模块；50、半桥驱动芯片；60、PWM发生模块；200、直流无刷电机；300、其他数据采集模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本发明实施例提供一种直流无刷电机驱动电路100，直流无刷电机驱动电路100可应用于一种任何需要使用直流无刷电机200的产品上，例如电动自行车、健身镜等，本发明以健身镜为例详细进行说明。请结合图1，以健身镜产品为例，直流无刷电机200主要为用户提供预设的运动阻力，以供用户力量训练，如果采用现有的控制器STM32单片机，则容易导致用户在进行以恒定的大扭力逆向转动的力量训练时，因逆向过载输出出现卡顿，严重影响用户进行精确地力量训练，用户体验效果差。
为此，请参阅图2，本发明实施例的直流无刷电机驱动电路100包括：电机状态检测模块10、监测模块20、控制模块30和驱动模块40。
电机状态检测模块10用于检测当前直流无刷电机200的状态；
监测模块20与电机状态检测模块10连接，用于接收当前直流无刷电机200的状态和/或外部信号，并根据当前直流无刷电机200的状态和/或外部信号输出相应的执行命令；
控制模块30与监测模块20连接，用于接收并处理执行命令，生成相应的控制信号；
驱动模块40与控制模块30连接，用于根据控制信号输出驱动信号至直流无刷电机200，以使直流无刷电机200执行相应的动作。
本发明实施例中，电机状态检测模块10与监测模块20连接，监测模块20与控制模块30连接，控制模块30与驱动模块40连接。电机状态检测模块10检测当前直流无刷电机200的状态，并将该状态发送至监测模块20。监测模块20接收当前直流无刷电机200的状态、或接收外部信号、或同时接收二者，根据内部预设的算法，输出相应的直流无刷电机200需执行的执行命令。
其中，直流无刷电机200的状态包括转子当前位置、转速、堵转状态等，相应的执行命令包括正反转控制、转速调节、启停控制等，外部信号包括直流无刷电机200应用至产品上的一些使用辅助信号、用户运动信号、期望控制信号等。
在一个实施例中，监测模块20还用于与其他数据采集模块300连接，其他数据采集模块300产生外部信号并将外部信号发送至监测模块20。
请结合图1，以健身镜产品为例，直流无刷电机200主要为用户提供预设的运动阻力，以供用户进行力量训练，则外部信号包括使用辅助信号、用户生理状态数据、训练设定参数等。通过健身镜的人体检测功能，可以判断用户是否在使用健身镜，如果有人，则将当前使用信号发送至监测模块20，以便监测模块20根据当前使用信号和直流无刷电机200的状态，输出控制直流无刷电机200运行的命令。通过健身镜的生理状态数据输入和获取功能，获取到用户生理状态数据，以便监测模块20根据内部预设的算法，对直流无刷电机200生成相应的执行命令。
在某一个实施例中，监测模块20还用于根据当前直流无刷电机200的状态，计算直流无刷电机200的实时功率和总输出功率。
通过获取直流无刷电机200的实时功率和总输出功率，可以了解直流无刷电机200的运行参数之外，还可以针对不同的产品，进一步根据时功率和总输出功率获得其他数据。
继续以健身镜为例，根据直流无刷电机200的实时功率，可以精确计算出一次拉伸运动对应的拉力钢索31的拉出行程，进而计算出用户在该次拉伸运动中所消耗的卡路里。此外，还可以根据直流无刷电机200的所消耗的总输出功率，精确计算出一整套力量训练对应的拉力钢索31的拉出行程，进而计算出用户在一整套力量训练中所消耗的卡路里，以作为用户锻炼参考的依据。
需要说明的是，监测模块20如何根据当前直流无刷电机200的状态和/或外部信号输出相应的执行命令，是根据具体的产品进行相应的编程，本发明不限定监测模块20具体编程后存储至监测模块20内部的算法。
综上，相较于现有控制器通过软件控制直流无刷电机200，导致直流无刷电机200在重复逆向过载输出出现卡顿的问题，本发明实施例选用监测模块20和硬件解码芯片(控制模块30)共同对直流无刷电机200进行驱动的硬件方案替代现有控制器中的软件控制方案，绕过现有软件控制漏洞，解决应用场景中的卡顿问题。具体地，本发明实施例将直流无刷电机200的运动逻辑归为监测模块20进行处理，编程简单透明，算力消耗不大，并将控制模块30作为执行芯片，硬件解析监测模块20的执行命令可提高直流无刷电机200输出的稳定性，避免直流无刷电机200重复逆向过载导致的卡顿问题，提高了用户体验。
请参阅图3，在一个实施例中，电机状态检测模块10包括霍尔感应电路11，霍尔感应电路11用于检测直流无刷电机200的转子位置。
如图4所示，霍尔感应电路11对直流无刷电机200的转子位置进行检测，检测结果通过SC、SB、SA端反馈至监测模块20。
请参阅图5，在某一个实施例中，直流无刷电机驱动电路100还包括电源接口和电压转换模块，电机状态检测模块10、监测模块20、控制模块30和驱动模块40分别通过电压转换模块和电源接口与电源连接。
在本发明实施例中，图5(a)为某一实施例中的电源接口电路图，图5(b)和5(c)分别为某一实施例中的12V转5V电路图和12V转3.3V电路图。电源插入电源接口，电压转换模块将高压转换成电子元器件适用的电压，比如将12V的电压转换成5V或者3.3V的电压，从而为电机状态检测模块10、监测模块20、控制模块30和驱动模块40等电子元器件进行供电。
请参阅图3，在某一个实施例中，直流无刷电机驱动电路100还包括半桥驱动芯片50，控制模块30与半桥驱动芯片50连接，半桥驱动芯片50与驱动模块40连接，控制模块30输出的控制信号通过半桥驱动芯片50输入至驱动模块40，以使驱动模块40驱动直流无刷电机200执行相应的动作。
在本发明实施例中，半桥驱动芯片50的作用主要是通过功率管产生交流电触发信号，从而产生大电流进一步驱动直流无刷电机200。其中半桥驱动与单片机驱动不同的是，单片机驱动能力有限，一般仅作为驱动信号。
请参阅图3，在某一个实施例中，直流无刷电机驱动电路100还包括PWM发生模块60，监测模块20与PWM发生模块60连接，PWM发生模块60与驱动模块40连接并用于产生PWM信号至驱动模块40。
在本发明实施例中，PWM发生模块60用于调整直流无刷电机200的励磁电流，这样可以调整直流无刷电机200的扭力输出，达到精确控制的目的。
具体地，监测模块20采集直流无刷电机200当前的实时转速，将直流无刷电机200的实时转速与预设转速(即期望转速)对比，当直流无刷电机200的实时转速与预设转速不相同时，监测模块20通过闭环PID算法(即预设闭环控制调节算法)进行运算，再通过PWM发生模块60生成PWM信号，发送至驱动模块40，驱动模块40根据PWM信号对直流无刷电机200的转速进行调节，从而实现直流无刷电机200的速度精确地保持在预设转速，达到使直流无刷电机200精确恒速转动的目的。
请参阅图6和图7，在某一个实施例中，半桥驱动芯片50包括型号为FAN7888的控制芯片。PWM发生模块60包括场效应晶体管QPower(Field Effect Transistor,FET)，场效应晶体管QPower的ENPWM端与监测模块20的PWM端连接，场效应晶体管QPower的控制端与电源连接，场效应晶体管QPower的输出端与驱动模块40的控制端连接。
如图6所示，FAN7888控制芯片是一款集成了三个半桥式栅极驱动器集成电路的芯片，专为高压、高速驱动MOSFET和IGBT设计，可在高达+200V电压下工作。
如图7所示，PWM发生模块60的场效应晶体管QPower是在控制模块30之外的一个用于调整直流无刷电机200励磁电流的芯片，具体包括三个引脚，分别为ENPWM端1、控制端2和输出端3。
具体地，场效应晶体管QPower的ENPWM端1与监测模块20的PWM端连接，控制端2与高电平输出端连接(如+200V输出端)，输出端3与驱动模块40的控制端连接。
请参阅图8，在某一个具体实施例中，驱动模块40包括多个场效应晶体管，多个场效应晶体管分别用于输出驱动信号至直流无刷电机200。
如图8所示，驱动模块40包括6个场效应晶体管Q1-6，6个场效应晶体管Q1-6用于直接将高压输出给直流无刷电机200。每个场效应晶体管均包括三个引脚，分别为输入端1、控制端2和输出端3。
具体地，场效应晶体管Q1-3输出三路高端驱动信号，场效应晶体管Q4-6输出三路低端驱动信号，通过六路驱动信号的频率与脉冲宽度不同，可以调节电压频率比从而调节直流无刷电机200的转速。
其中，场效应晶体管Q1-3的输入端1分别与半桥驱动芯片50的HO1、HO2、HO3端连接，场效应晶体管Q1-3的控制端2分别与场效应晶体管QPower的输出端3连接，场效应晶体管Q1-3的输出端3分别与直流无刷电机200的三路高电平输入端连接。场效应晶体管Q4-6的输入端1分别与半桥驱动芯片50的LO1、LO2、LO3端连接，场效应晶体管Q4-6的控制端2分别与直流无刷电机200的三路低电平输入端连接，场效应晶体管Q4-6的输出端3分别接地。
请参阅图9，在某一个实施例中，控制模块30包括型号为MC33035的控制芯片。
MC33035控制芯片是高集成度的电子芯片，基于它的三相直流无刷电机的控制系统具有电路简单、抗干扰性强、可靠性高、稳定性好等优点。
其主要组成部分包括转子位置传感器译码器电路、带温度补偿的内部基准电源、频率可设定的锯齿波振荡器、误差放大器、脉宽调制(PWM)比较器、输出驱动电路、欠电压封锁保护、芯片过热保护等故障输出和限流电路。
在本发明实施例中，MC33035控制芯片可控制直流无刷电机200的正反转、刹车制动和启停控制。
MC33035控制芯片的管脚排列如图9所示，各引脚功能定义见表1。
表1
MC33035控制芯片的工作原理为：在监测模块20根据当前直流无刷电机200的状态和/或外部信号，并输出相应的执行命令(例如直流无刷电机200的正反转命令、刹车制动命令、启停命令等)后，MC33035控制芯片对执行命令进行逻辑解析，并输出相应的控制命令至驱动模块40，以使直流无刷电机200执行相应的动作。
具体地，当监测模块20输出正反转命令时，MC33035控制芯片的正向/反向输出可通过翻转定子绕组上的电压来改变直流无刷电机200转向：当输入状态改变时，指定的传感器输入编码将从高电平变为低电平，从而改变整流时序，以使直流无刷电机200改变旋转方向。
当监测模块20输出启停命令时，直流无刷电机200的通/断控制可由MC33035控制芯片输出使能来实现，当MC33035控制芯片的OUT EN管脚开路时，连接到正电源的内置上拉电阻将会启动顶部驱动(Output Enable)输出和底部驱动(Vc)输出时序。而当MC33035控制芯片的OUT EN管脚接地时，顶端驱动输出(Output Enable)将关闭，并将底部驱动(Vc)强制为低，从而使直流无刷电机200停转。
在某一个实施例中，监测模块20包括树莓派或STM32单片机。
树莓派是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100以太网接口(A型没有网口)，GPIO接口多，具备所有PC的基本功能，体积小，编程简单。
STM32单片机作为常用的单片机，具有高性能、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压于一身，同时保持高集成度和开发简易的优点。
请参阅图10，在某一个实施例中，树莓派包括Pyco控制芯片。
PYCO控制芯片是一种可以用python直接编程的单片机，是树莓派的一个延伸，编程简单透明，算力消耗小。
在本发明实施例中，Pyco控制芯片的主要组成部分包括转子位置传感器译码器电路、脉宽调制(PWM)比较器和输出驱动电路。
Pyco控制芯片主要用于根据当前直流无刷电机200的状态和/或接收外部信号，按照内部预设的算法，输出相应的直流无刷电机200需执行的执行命令，例如控制直流无刷电机200的正反转、刹车制动、启停等。
Pyco控制芯片的管脚排列如图10所示，各引脚功能定义见表2。
表2
Pyco控制芯片的工作原理为：通过SC、SB、SA三个传感器输入端接收电机状态检测模块10输出的转子位置信号输入，然后根据内部预设的算法需要，把执行命令发送给MC33035控制芯片，MC33035控制芯片用来逻辑解析相关的命令并输出驱动逻辑给半桥驱动芯片50，半桥驱动芯片50将通过功率管产生交流电触发信号，从而产生大电流至驱动模块40，驱动模块40输出大电流至直流无刷电机200，以使直流无刷电机200执行相应的动作。同时，Pyco控制芯片也通过PWM发生模块60生成PWM信号，发送至驱动模块40，驱动模块40根据PWM信号，再对直流无刷电机200的转速进行调节，从而实现直流无刷电机200的速度保持在预设转速，达到使直流无刷电机200恒速转动的目的。
为更好地理解本发明的直流无刷电机驱动电路100，请结合图2-11，现以一具体实施例进行说明直流无刷电机驱动电路100的工作原理。
Pyco控制芯片通过SC、SB、SA三个传感器输入端接收电机状态检测模块10输出的转子位置信号输入，然后根据内部预设的算法需要把执行命令通过Tx端发送给MC33035控制芯片。MC33035控制芯片用来逻辑解析相关的命令，并通过BT、AT、CT三个集电极开路顶端驱动输出端输出驱动逻辑至FAN7888控制芯片的BT、AT、CT端。FAN7888控制芯片将通过功率管产生交流电触发信号，分别通过HO1端、HO2端、HO3端输入至场效应晶体管Q1-3的输入端1，并通过LO1端、LO2端、LO3端输入至场效应晶体管Q4-6的输入端1。直流无刷电机200其中一组VS1、VS2、VS3端分别接收场效应晶体管Q1-3的输出端3输出的驱动信号，直流无刷电机200另外一组VS1、VS2、VS3端分别接收场效应晶体管Q1-6的输出端3输出的驱动信号，以使直流无刷电机200执行相应的动作。
同时，Pyco控制芯片也通过闭环PID算法(即预设闭环控制调节算法)进行运算，将调节直流无刷电机200转速的命令通过其PWM端输入至场效应晶体管QPower的ENPWM端1，场效应晶体管QPower通过其输出端3将PWM信号分别输入至场效应晶体管Q1-3的控制端，从而调节直流无刷电机200的速度。
因此，相较于现有控制器通过软件控制直流无刷电机200，导致直流无刷电机200在重复逆向过载输出出现卡顿的问题，本发明实施例选用Pyco控制芯片和硬件解码芯片(MC33035控制芯片)共同对直流无刷电机200进行驱动的硬件方案替代现有控制器中的软件控制方案，绕过现有算法控制漏洞，解决应用场景中的卡顿问题。具体地，本发明实施例将直流无刷电机200的运动逻辑归为Pyco控制芯片进行处理，编程简单透明，算力消耗不大，并将MC33035控制芯片作为执行芯片，硬件解析Pyco控制芯片的执行命令可提高直流无刷电机200输出的稳定性，避免直流无刷电机200重复逆向过载导致的卡顿问题，提高了用户体验。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种直流无刷电机驱动电路，其特征在于，包括：
电机状态检测模块，用于检测当前直流无刷电机的状态；
监测模块，与所述电机状态检测模块连接，用于接收当前所述直流无刷电机的状态和/或外部信号，并根据当前所述直流无刷电机的状态和/或所述外部信号输出相应的执行命令；
控制模块，与所述监测模块连接，用于接收并处理所述执行命令，生成相应的控制信号；
驱动模块，与所述控制模块连接，用于根据所述控制信号输出驱动信号至所述直流无刷电机，以使所述直流无刷电机执行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的直流无刷电机驱动电路，其特征在于，还包括半桥驱动芯片，所述控制模块与所述半桥驱动芯片连接，所述半桥驱动芯片与所述驱动模块连接，所述控制模块输出的控制信号通过所述半桥驱动芯片输入至所述驱动模块，以使所述驱动模块驱动所述直流无刷电机执行相应的动作。
3.根据权利要求2所述的直流无刷电机驱动电路，其特征在于，还包括PWM发生模块，所述监测模块与所述PWM发生模块连接，所述PWM发生模块与所述驱动模块连接并用于产生PWM信号至所述驱动模块。
4.根据权利要求3所述的直流无刷电机驱动电路，其特征在于，所述半桥驱动芯片包括FAN7888芯片；所述PWM发生模块包括场效应晶体管，所述场效应晶体管的ENPWM端与所述监测模块的PWM端连接，所述场效应晶体管的控制端与电源连接，所述场效应晶体管的输出端与所述驱动模块的控制端连接。
5.根据权利要求1所述的直流无刷电机驱动电路，其特征在于，所述控制模块包括型号为MC33035的控制芯片。
6.根据权利要求1所述的直流无刷电机驱动电路，其特征在于，所述监测模块包括树莓派或STM32单片机。
7.根据权利要求6所述的直流无刷电机驱动电路，其特征在于，所述树莓派包括Pyco控制芯片。
8.根据权利要求1-7任一项所述的直流无刷电机驱动电路，其特征在于，所述电机状态检测模块包括霍尔感应电路，所述霍尔感应电路用于检测直流无刷电机的转子位置；
所述驱动模块包括多个场效应晶体管，多个所述场效应晶体管分别用于输出驱动信号至所述直流无刷电机。
9.根据权利要求1-7任一项所述的直流无刷电机驱动电路，其特征在于，所述监测模块还用于根据当前所述直流无刷电机的状态，计算所述直流无刷电机的实时功率和总输出功率。
10.根据权利要求1-7任一项所述的直流无刷电机驱动电路，其特征在于，还包括电源接口和电压转换模块，所述电机状态检测模块、所述监测模块、所述控制模块和所述驱动模块分别通过所述电压转换模块和所述电源接口与电源连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111030193.1A CN113922711A (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 一种直流无刷电机驱动电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111030193.1A CN113922711A (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 一种直流无刷电机驱动电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113922711A true CN113922711A (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=79233965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111030193.1A Pending CN113922711A (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 一种直流无刷电机驱动电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113922711A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117614316A (zh) * | 2023-10-11 | 2024-02-27 | 深圳市环资源科创投资有限公司 | 云控智能无刷电机驱动系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110538051A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-12-06 | 华南理工大学 | 一种自动寻路的盲人智能辅助装置及其方法 |
| CN214014132U (zh) * | 2020-06-08 | 2021-08-20 | 江苏领新电气科技有限公司 | 一种中功率直流无刷电机的伺服驱动装置 |
-
2021
- 2021-09-02 CN CN202111030193.1A patent/CN113922711A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110538051A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-12-06 | 华南理工大学 | 一种自动寻路的盲人智能辅助装置及其方法 |
| CN214014132U (zh) * | 2020-06-08 | 2021-08-20 | 江苏领新电气科技有限公司 | 一种中功率直流无刷电机的伺服驱动装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 易星等: "基于树莓派的电动汽车双轮毂电机控制系统设计", 产业科技创新, vol. 1, no. 8, pages 66 - 67 * |
| 韦敏等: "基于智能功率模块的无刷直流电机控制器", 西北工业大学学报, vol. 24, no. 2, pages 161 - 164 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117614316A (zh) * | 2023-10-11 | 2024-02-27 | 深圳市环资源科创投资有限公司 | 云控智能无刷电机驱动系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4959596A (en) | Switched reluctance motor drive system and laundering apparatus employing same | |
| JP4769249B2 (ja) | 外科用機械及び外科用機械の制御及び／又は調整方法 | |
| US6445879B1 (en) | Apparatus and method for braking a washing machine | |
| CN111185874B (zh) | 冲击螺丝批、旋转冲击工具及其控制方法 | |
| CN109742982B (zh) | 一种功率可调的限功率控制方法及控制器 | |
| CN101599731A (zh) | 无刷电动机控制装置及无刷电动机 | |
| CN110572089B (zh) | 电动工具及其控制方法 | |
| WO2015062119A1 (zh) | 一种ecm电机的恒力矩控制方法 | |
| US20090167219A1 (en) | Motor Drive Circuit, Fan Motor, Electronic Device, and Notebook Personal Computer | |
| CN113922711A (zh) | 一种直流无刷电机驱动电路 | |
| CN107701782A (zh) | 一种利用无刷电机的霍尔信号的阀门控制器 | |
| WO2016127650A1 (zh) | 一种电子换相电机的恒力矩控制方法 | |
| CN101373944B (zh) | 直流无刷电机驱动器 | |
| CN112564577B (zh) | 电机的制动方法、装置及电子设备 | |
| CN106803728B (zh) | 一种直流无刷电机的过零检测电路 | |
| JP2001178176A (ja) | サーボモータの制御装置 | |
| CN214480350U (zh) | 一种单芯片集成式无刷直流电机驱动控制系统 | |
| Xu et al. | High performance DC chopper speed and current control of universal motors using a microcontroller | |
| KR100486587B1 (ko) | 센서리스 비엘디씨 모터의 락킹 검출방법 | |
| CN111245303B (zh) | 一种基于新型趋近律的高速无刷直流电机控制系统 | |
| CN201230295Y (zh) | 直流无刷电机驱动器 | |
| CN113710425A (zh) | 电动工具 | |
| CN112436760A (zh) | 电机的控制装置、方法、系统、家用电器及存储介质 | |
| Visinka | 3-Phase switched reluctance (SR) sensorless motor control using a 56F80x, 56F8100 or 56F8300 Device | |
| CN116760321B (zh) | 一种通用电机驱动系统及其参数调试方法 |
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 |