CN1652371A - 用于直流无刷电机的霍尔电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于直流无刷电机的霍尔电路板包括霍尔元件和光耦。其中霍尔元件分为两组，每组均由3个构成，并采用并联设置的方式。该两组霍尔元件均与一个电子转换控制开关电连接，通过该电子转换控制开关后再与电机控制器相连。电子转换控制开关还有一个输入端与光耦的输出端相连，光耦再与电机控制器相连。本发明成本较低，使用可靠。采用本发明控制的直流无刷电机，正反转效果佳、输出功率大、效率高，与现有技术相比有较强的经济性和实用性。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种霍尔电路板，尤其是一种用于检测直流无刷电机正反向转向旋转时的相位—位置信息，并把该信息输出到电机控制部分以由其进行转向控制的霍尔电路板。
【背景技术】
无刷直流电动机是随着电机控制技术、电力电子技术、微电子技术和高性能永磁材料的发展而出现的一种新型电机。其与传统的直流电机相比，最大的特点是没有由换向器和电刷组成的机械接触部分，而以电子换向替代了机械换向，并由此而带来了诸多优点，近年来已得到了越来越广泛的应用。
目前所使用的无刷直流电机一般由电机本体、位置传感和电机控制等部分组成。其中，电机本体主要包括定子和转子；位置传感则主要包括在电机转动轴上安装的磁钢感应器和在转动轴外面安装的霍尔电路板。磁钢分别有N极和S极两极，霍尔电路板上设有磁感应材料—霍尔元件，霍尔元件与磁钢相对应。霍尔电路板的作用是通过霍尔元件感应磁钢的磁力并把它转化为电信号，来实现直流无刷电机正反转的相位位置的感应，也称为电机相位霍尔电路板。
现有的霍尔电路板普遍都采用三个霍尔元件来进行位置传感，传统观念认为，通过三个霍尔元件就已经足够实现位置—相位信息的感应了。然而，在实际应用中，我们发现，虽然用传统的霍尔电路板能够顺利实现电机旋转方向的检测，但是效果却不是最佳，在使用中发现有电机正反转的转向反应慢、旋转力矩小等现象。因此，有必要进行研究，以克服所述的问题。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是，提供一种霍尔电路板，该电路板能够灵敏的对直流无刷电机正反转时的转向进行反应，有效的提高电机变向旋转时反应的可靠性和效率。
为达到上述目的，本发明用于直流无刷电机的霍尔电路板包括霍尔元件和光耦，其中霍尔元件分为两组，每组均由三个构成，并采用并联设置的方式。该两组霍尔元件均与一个电子转换控制开关电连接，通过该电子转换控制开关后再与电机控制器相连。电子转换控制开关还有一个输入端与光耦的输出端相连，光耦再与电机控制器相连。
上述的电子转换开关可以是一个双通道三路模拟开关。
作为进一步的改进，还可以包括一个电阻，所述电阻的一端接地，另一端接在电子控制开关和光耦之间。
作为再进一步的改进，还可以有一个电容与所述的电阻并联连接。
本发明的霍尔电路板，能够在电机控制器的控制下通过电子转换控制开关选择导通不同组的霍尔元件产生的信号通道。使得电机在正转时，用其中的一套霍尔元件去感应电机转动的位置；反转时，则用另外一套霍尔元件去感应电机转动的位置。经过多次试验并在实际使用中均证明，本发明霍尔电路板的成本较低，使用可靠。采用本发明霍尔电路板控制的直流无刷电机，具有正反转效果佳、输出功率大、效率高等突出的优点，与现有技术相比有很强的经济性和实用性。
【附图说明】
下面参照附图结合实例对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明霍尔电路板一种实施例的原理电路图。
【具体实施方式】
如图1所示，本发明用于直流无刷电机的霍尔电路板包括分为两组的霍尔元件，分别是H1、H3、H5和H2、H4、H6。每组均由三个构成，并采用并联设置的方式。该两组霍尔元件与一个电子转换控制开关U1连接，通过该电子转换控制开关U1后再与电机控制器的输入端相连，通过电子转换控制开关U1的三个不同的输出端口A、B、C，通往电机控制器的输入端。每个霍尔元件均包括有三个端口，端口1、端口2和端口3，这三个端口分别是VCC、GND和OUT端口，其中VCC接直流电源，GND接地，OUT则分别与电子转换控制开关U1的不同的输入端口相连。滤波电容C1接在直流电源与地之间。
电子转换控制开关U1的一个输入端与光耦U2的输出端相连。光耦U2的输入端口再与电机控制器相连接。图中，光耦U2输入端口中的1脚接电源，2脚与电机控制器相连。
电子转换开关U1可以是一个双通道三路模拟开关。在电子转换开关U1和光耦U2之间还可以连接有电阻，该电阻的一端接地，另一端接在电子控制开关电路和光耦的连接线路之中。该电阻也可以采用多个电阻串联或并联的方式构成，本实施例中，采用了三个电阻R1、R2、R3并联设置的方式构成。还有一个电容C1与所述的电阻R1、R2、R3并联连接。该电阻和电容用于为电子转换开关U1提供一个稳定的工作电压。
本实施例的工作原理如下：
当电机正(反)转向时，通过磁钢对霍尔元件的感应，使得霍尔电路板中能够产生与电机转速相对应的高低电平，该电平输出到控制器部分实现对电机的旋转和正反向转向的控制。本发明的霍尔电路板，能够在电机控制器的控制下通过电子转换控制开关U1选择导通不同的霍尔元件信号的通道。使得电机在正转时，用其中的一套霍尔元件(三个)去感应电机转动的位置；反转时，则用另外一套霍尔元件去感应电机转动的位置。例如，在本实施例中，霍尔元件H1、H3、H5用于检测电机正转时的相位-位置信息，H2、H4、H6用于检测电机反转时的相位-位置信息。
其电路原理是：当电机要正转时，电机控制器发出正转指令，该指令以一个高电平的形式输入到光耦U2的输入端口，即光耦U2的2脚，使光耦U2截止。在光耦U2截止后，电子转换控制开关U1选择导通H1、H3、H5三个霍尔元件产生的信号，并把该信号输出到电机控制器中。当电机要反转时，电机控制器发出反转指令，该指令以一个低电平的形式输入到光耦U2的输入端口，即光耦U2的2脚，使光耦U2导通。在光耦U2导通后，电子转换控制开关U1选择导通H2、H4、H6三个霍尔元件产生的信号，并通过另外一路通道，产生反转霍尔信号，发送到电机控制器中由其进行处理和控制。
将本发明用于三相无刷直流电机中，在电机转动轴上装上磁钢感应器，电机转动轴外面装上本发明的霍尔电路板，组成位置传感器。试验证明，采用本发明的霍尔电路板控制的无刷直流电机，输出功率大、震动小、效率高，运行效果非常好。
Claims (5)
1.一种霍尔电路板，包括霍尔元件和光耦，其特征在于：所述的霍尔元件分为两组，每组均由三个构成，并采用并联设置的方式；该两组霍尔元件均与一个电子转换控制开关电连接，通过该电子转换控制开关后再与电机控制器相连；所述的电子转换控制开关还有一个输入端与所述光耦的输出端相连，所述光耦再与电机控制器相连。
2.如权利要求1所述的霍尔电路板，其特征在于：所述的电子转换开关是一个双通道三路模拟开关。
3.如权利要求1所述的霍尔电路板，其特征在于：还包括一个电阻，所述电阻的一端接地，另一端接在电子控制开关电路和光耦之间。
4.如权利要求3所述的霍尔电路板，其特征在于：还有2个与所述的电阻阻值相同的电阻与之并联连接在一起。
5.如权利要求3或4所述的霍尔电路板，其特征在于：还有一个电容与所述的电阻并联连接。
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