CN1324803C - 或门电机控制系统 - Google Patents

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陈志辉
金艳梅
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Abstract

一种或门电机控制系统，属电机控制系统。其构成包括电池组的输出端同时连于三相全桥功率电路和无刷直流电机集成控制芯片TDA5142。三相全桥功率电路的输出信号与电机(M)相连，又通过反电势检测电路连于无刷直流电机集成控制芯片，此控制芯片TDA5142输出三路驱动信号送入三相全桥功率电路中的三只下功率开关管(a-、b-、c-)，单片机输出的调速信号与控制芯片TDA5142输出的驱动信号通过或门相或后送入三相全桥功率电路中的三只上功率开关管(a+、b+、c+)，其特点是，用单片机和或门电路产生调速信号，实现电机的调速控制。与现有技术相比，增加了调速功能，而且系统构成简单、元件较少，适用于对控制系统的体积重量有特殊要求的场合。

Description

或门电机控制系统
一、技术领域
本发明涉及一种电机控制系统。
二、技术背景
无刷直流电机的应用遍及各个领域，其控制和运行方法很多。由于电机控制技术的飞速发展，出现了很多无刷直流电机的集成控制电路，如MOTOROLA公司的MC33033芯片、日立公司的HA13536芯片以及ST72141K是STMicroelectronics公司的ST72141K微控制器等。这些集成电路在原理、控制方法、实现功能等各方面都不尽相同，用户可以根据各自的应用场合和性能要求选择适合的芯片。
Philips公司生产的TDA5142芯片也是其中之一，它是一种模拟的集成电路，用于实现对微型无刷直流电机的控制。它体积小，功能全，外围电路简单，十分适用于对电机控制电路的体积大小有严格要求的应用场合。但是其缺点在于不能对电机的速度进行控制，所以使其应用领域受到了限制。
三、发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种新的，在保证电机稳定、高效运行以及控制芯片体积尽量小的前提下，可以使电机实现调速功能的控制电路设计。
本发明或门电机控制系统的特点是：用微型的单片机产生调速信号，通过或门与原电机集成控制芯片输出的三相全桥功率电路的上功率开关管控制信号相或，产生新的控制信号。
本或门电机控制系统的具体组成是，包括电池组的两路输出：一路是两输出端经电容连于三相全桥功率电路的输入端，三相全桥功率电路的输出与电机相连；另一路是两输出端直接连于无刷直流电机集成控制芯片的输入端，该控制芯片输出的三路驱动信号送入三相全桥功率电路中的三只下功率开关管，三相全桥功率电路的三路输出还分别通过三个反电势检测电路与无刷直流电机集成控制芯片相连，其特征在于，接收来自外部调速信号的单片机的输出调速信号与无刷直流电机集成控制芯片输出的三路驱动信号通过或门相或后再送入三相全桥功率电路中的三只上功率开关管，实现电机的调速功能。
与现有技术相比，本电机控制系统具有如下特点：
(1)为原有的芯片提供了调速功能，使其应用场合得到了极大的开阔。
(2)用单片机产生的调速信号，可以根据用户的不同要求进行设计。
(3)由于控制方法简单可靠，电路构成元件很少，极大的减小了整个控制电路的体积重量，为一些有特殊要求的应用场合提供了新的选择，如飞机模型中使用的微型无刷直流电机控制芯片。
(4)采用或门给功率电路的上管提供控制信号，与其他的控制方法相比，其效率是最高的。
四、附图说明
图1是直接采用TDA芯片构成的控制电路框图。
图2是或门电机控制系统的框图。
图2中符号名称：M——电机；TDA5142——无刷直流电机集成控制芯片；a+、b+、c+——三相全桥功率电路三只上功率开关管；a-、b-、c-——三相全桥功率电路三只下功率开关管；In——来自外部的调速信号；OUT——单片机输出调速信号。
五、具体实施方式
由图2可知，系统的具体组成是：包括电池组的输出端经电容连于由三只上功率开关管MOSFET和三只下功率开关管MOSFET构成的三相全桥功率电路。此三相全桥功率电路的输出与电机M相连，电池组的输出端还同时直接连于无刷直流电机集成控制芯片TDA5142(以下简称控制芯片)，该控制芯片输出的三路驱动信号送入三相全桥功率电路中的三只下功率开关管a-、b-、c-，三相全桥功率电路的三路输出还通过反电势检测电路连于控制芯片TDA5142，其特点是，接收来自外部调速信号In的单片机的输出调速信号OUT与控制芯片TDA5142输出的三路驱动信号通过或门相或后再送入三相全桥功率电路中的三只上功率开关管a+、b+、c+，实现电机的调速功能。
调速原理
TDA5142根据无刷直流电机的原理产生三相全桥的驱动信号，三相桥的三只上功率开关管a+、b+、c+为低电平开通，三只下功率开关管a-、b-、c-为高电平开通。
单片机接受来自外部的调速信号，该信号可以是由遥控器发送或由电位器调节等方法得到的。然后单片机，将该信号转变为相应占空比的高频PWM信号。
将此信号通过或门与原TDA5142输出的三相桥驱动信号相或，再送给三只上功率开关管，也就是将上功率开关管的导通时间根据要求进行调节，从而就可以调节电机的转速了。

Claims (1)

1.一种或门电机控制系统，包括电池组的两路输出：一路是两输出端经电容连于三相全桥功率电路的输入端，三相全桥功率电路的输出与电机(M)相连；另一路是两输出端直接连于无刷直流电机集成控制芯片的输入端，该控制芯片输出的三路驱动信号送入三相全桥功率电路中的三只下功率开关管(a-、b-、c-)，三相全桥功率电路的三路输出还分别通过三个反电势检测电路与无刷直流电机集成控制芯片相连，其特征在于，接收来自外部调速信号(In)的单片机的输出调速信号(OUT)与无刷直流电机集成控制芯片输出的三路驱动信号通过或门相或后再送入三相全桥功率电路中的三只上功率开关管(a+、b+、c+)，实现电机的调速功能。
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