CN201994904U

CN201994904U - 一种具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置

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Publication number: CN201994904U
Application number: CN2011200866519U
Authority: CN
Inventors: 马建如; 杨春平; 马俊跃
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2021-03-22

Abstract

本实用新型公开了一种具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置，包括输入直流电压(1)、无刷直流电机(2)、换相信号译码及脉宽调制电路(3)、三相全桥逆变电路开关器件驱动电路(4)、三相全桥逆变电路(5)和电机电流信号检测电路(6)。输入直流电压经三相全桥逆变电路和电机电流信号检测电路与无刷直流电机连接，无刷直流电机的三相绕组采用星形连接，其中的霍尔传感器发出转子位置信号与换相信号译码及脉宽调制电路的输入端相连，换相信号译码及脉宽调制电路的输出信号经三相全桥逆变电路开关器件驱动电路连接三相全桥逆变电路和电机电流信号检测电路，电机电流信号检测电路合成输出的电机电流信号与换相信号译码及脉宽调制电路相连。本实用新型无刷直流电机驱动装置，将电机电流检测电路与三相全桥逆变电路整合在一起，通过利用三个受控于三相全桥逆变电路下桥臂开关管的三个小功率引流开关三极管，引出电机相电流信号，并通过分压、滤波电路合成输出电机导通相线电流信号，不需使用价格高、需要电气隔离的电流感测器，即可检测出完整的电机电流信号，降低了电机驱动装置制造成本，减少了驱动装置的体积。

Description

一种具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置，特别是涉及一种具有电机电流信号合成功能、低成本的无刷直流电机驱动装置。

背景技术

目前无刷直流电机驱动装置是采用独立的电流感测器如霍尔电流传感器、磁阻式电流传感器、集成线性电流传感器等来感测电机电流的，电流感测器与电机驱动装置中的其它电路是不同的电路单元，需要电气隔离，制造成本高，不利于驱动装置小型化制作。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提出一种具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置，将目前电机驱动电路中分开处理的电机电流感测电路与三相全桥逆变电路整合在一起，不需使用价格高、需要电气隔离的电流感测器，即可检测出完整的电机电流，降低了电机驱动装置制造成本，有利于电机驱动装置的小型化制作。

本实用新型采用的技术方案是：

包括输入直流电压、无刷直流电机、换相信号译码及脉宽调制电路、三相全桥逆变电路开关器件驱动电路、三相全桥逆变电路和电机电流信号检测电路。输入直流电压经三相全桥逆变电路和电机电流信号检测电路与无刷直流电机连接，无刷直流电机的三相绕组采用星形连接，其中的霍尔传感器输出的3个转子位置信号与换相信号译码及脉宽调制电路的输入端相连，换相信号译码及脉宽调制电路的输出信号经三相全桥逆变电路开关器件驱动电路连接三相全桥逆变电路和电机电流信号检测电路，电机电流信号检测电路合成输出的电机导通相线电流信号与换相信号译码及脉宽调制电路相连。

所述的换相信号译码及脉宽调制电路采用8位单片微控制器XC866，它的COUT60、COUT61、COUT62、CC60、CC61、CC62引脚分别与三相全桥逆变电路开关器件驱动电路的LIN1、LIN2、LIN3、HIN1、HIN2、HIN3引脚相连，CCPOS0、CCPOS1、CCPOS2与无刷直流电机霍尔传感器输出的转子位置信号相连，XC866的AN3引脚与电机电流信号检测电路的输出相连。

所述的三相全桥逆变电路开关器件驱动电路采用六输出高压集成驱动电路IR2130，其输出引脚H01、H02、H03与三相全桥逆变电路上桥臂三个N沟道增强型MOSFET开关管Q1、Q3、Q5的G极连接，输出引脚L01、L02、L03与三相全桥逆变电路下桥臂三个N沟道增强型MOSFET开关管Q2、Q4、Q6的G极及电机电流信号检测电路中的T1、T2、T3管B极汇接。

所述的三相全桥逆变电路包括六个N沟道增强型MOSFET开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，Q1、Q3、Q5的D极与直流电压的正极连接，Q1、Q3、Q5的S极分别与Q2、Q4、Q6的D极、无刷直流电机的A相、B相、C相绕组相连，Q2、Q4、Q6的S极分别与电机电流信号检测电路中的T1、T2、T3管的C极及取样电阻R1、R2、R3的上端连接。

所述的电机电流信号检测电路包括三个小功率引流开关三极管T1、T2、T3、三个电机相电流取样电阻R1、R2、R3，分压电阻R4、R5、滤波电容C，T1、T2、T3的C极与三相全桥逆变电路中的Q2、Q4、Q6的S极、取样电阻R1、R2、R3的上端汇接，取样电阻R1、R2、R3的下端与地汇接，T1、T2、T3管的E极汇接后与分压电阻R4的右端相连，R4的左端与R5及滤波电容C的上端汇接，R5及滤波电容C的下端与地汇接，R4、R5及滤波电容C的汇接点与XC866的AN3引脚相连。

本实用新型无刷直流电机驱动装置，将电机电流检测电路与三相全桥逆变电路整合在一起，通过利用三个受控于三相全桥逆变电路下桥臂开关管的三个小功率引流开关三极管，引出电机导通相电流信号，并通过分压、滤波电路合成输出电机导通相线电流信号，相对于背景技术，不需使用价格高、需要电气隔离的电流感测器，即可检测出完整的电机电流信号，降低了驱动装置制造成本，减少了驱动装置的体积。

附图说明

图1是本实用新型方框示意图。

图2是本实用新型的一个实施例的电路连接图。

图1中：1、输入直流电压，2、无刷直流电机，3、换相信号译码及脉宽调制电路，4、三相全桥逆变电路开关器件驱动电路，5、三相全桥逆变电路，6、电机电流信号检测电路。

具体实施方式

下面结合附图1和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型是一种具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置，包括：输入直流电压(1)、无刷直流电机(2)、换相信号译码及脉宽调制电路(3)、三相全桥逆变电路开关器件驱动电路(4)、三相全桥逆变电路(5)、电机电流信号检测电路(6)。输入直流电压(1)经三相全桥逆变电路(5)和电机电流信号检测电路(6)与无刷直流电机(2)连接，无刷直流电机(2)的三相绕组采用星形连接，其中的霍尔传感器输出的3个转子位置信号与换相信号译码及脉宽调制电路(3)的输入端相连，换相信号译码及脉宽调制电路(3)的输出信号经三相全桥逆变电路开关器件驱动电路(4)连接三相全桥逆变电路(5)和电机电流信号检测电路(6)，电机电流信号检测电路(6)合成输出的电机导通相线电流信号与换相信号译码及脉宽调制电路(3)相连。

如图2所示，换相信号译码及脉宽调制电路(3)采用8位单片微控制器XC866，它的COUT60、COUT61、COUT62、CC60、CC61、CC62引脚分别与三相全桥逆变电路开关器件驱动电路的LIN1、LIN2、LIN3、HIN1、HIN2、HIN3引脚相连，CCPOS0、CCPOS1、CCPOS2与无刷直流电机霍尔传感器输出的转子位置信号相连，XC866的AN3引脚与电机电流信号检测电路的输出相连；三相全桥逆变电路开关器件驱动电路(4)采用六输出高压集成驱动电路IR2130，其输出引脚H01、H02、H03与三相全桥逆变电路上桥臂三个N沟道增强型MOSFET开关管Q1、Q3、Q5的G极连接，输出引脚L01、L02、L03与三相全桥逆变电路下桥臂三个N沟道增强型MOSFET开关管Q2、Q4、Q6的G极及电机相电流信号检测电路中的T1、T2、T3管B极汇接；三相全桥逆变电路(5)包括六个N沟道增强型MOSFET开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，Q1、Q3、Q5的D极与直流电压的正极连接，Q1、Q3、Q5的S极分别与Q2、Q4、Q6的D极、无刷直流电机的A相、B相、C相绕组相连，Q2、Q4、Q6的S极分别与电机电流信号检测电路中的T1、T2、T3管的C极及取样电阻R1、R2、R3的上端连接；电机电流信号检测电路(6)包括三个小功率引流开关三极管T1、T2、T3、三个电机相电流取样电阻R1、R2、R3，分压电阻R4、R5、滤波电容C，T1、T2、T3的C极与三相全桥逆变电路中的Q2、Q4、Q6的S极、取样电阻R1、R2、R3的上端汇接，取样电阻R1、R2、R3的下端与地汇接，T1、T2、T3管的E极汇接后与分压电阻R4的右端相连，R4的左端与R5及滤波电容C的上端汇接，R5及滤波电容C的下端与地汇接，R4、R5及滤波电容C的汇接点与XC866的AN3引脚相连。

本实用新型的实施过程是：

如图1所示，电路启动后，无刷直流电机中的霍尔传感器输出的转子位置信号由单片微处理器XC866的CCPOS0、CCPOS1、CCPOS2引脚读入，经过内部换相信号译码电路处理后产生导通换相信号，与此同时，XC866根据给定电流信号及电机电流信号检测电路输入的电流值，经COUT60、COUT61、COUT62、CC60、CC61、CC62引脚产生三相六路输出脉冲宽度调制信号，IR2130采集COUT60、COUT61、COUT62、CC60、CC61、CC62引脚输出信号后进行电平转换，控制六个N沟道增强型MOSFET管的导通与截止，启动电机开始旋转；电机旋转后，在三相全桥逆变电路下桥臂的三个N沟道增强型MOSFET管流过电机导通相电流信号，经过采样电阻产生电压，通过控制三相全桥逆变电路下桥臂的三个开关管的驱动信号去控制三个小功率引流开关三极管T1、T2、T3，将这些电压引出合成后经R4、R5、C分压、滤波后得到无刷直流电机导通相线电流信号，此信号以模拟电压信号的方式同时送入单片微处理器XC866的模数转换引脚调整电流偏差，如果发生过流的情况，微控制器会及时关断整个电路，以保护电机和驱动器，重复以上过程，驱动装置驱动无刷直流电机持续运行。

上述具体实施方式用来解释本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置，其特征在于：包括输入直流电压(1)、无刷直流电机(2)、换相信号译码及脉宽调制电路(3)、三相全桥逆变电路开关器件驱动电路(4)、三相全桥逆变电路(5)、电机电流信号检测电路(6),输入直流电压(1)经三相全桥逆变电路(5)和电机电流信号检测电路(6)与无刷直流电机(2)连接，无刷直流电机(2)的三相绕组采用星形连接，其中的霍尔传感器输出的3个转子位置信号与换相信号译码及脉宽调制电路(3)的输入端相连，换相信号译码及脉宽调制电路(3)的输出信号经三相全桥逆变电路开关器件驱动电路(4)连接三相全桥逆变电路(5)和电机电流信号检测电路(6)，电机电流信号检测电路(6)合成输出的电机导通相线电流信号与换相信号译码及脉宽调制电路(3)相连。

2.根据权利要求1所述的具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置，其特征在于：所述的换相信号译码及脉宽调制电路(3)采用8位单片微控制器XC866，它的COUT60、COUT61、COUT62、CC60、CC61、CC62引脚分别与三相全桥逆变电路开关器件驱动电路的LIN1、LIN2、LIN3、HIN1、HIN2、HIN3引脚相连，CCPOS0、CCPOS1、CCPOS2与无刷直流电机霍尔传感器输出的转子位置信号相连，XC866的AN3引脚与电机电流信号检测电路的输出相连。

3.根据权利要求1所述的具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置，其特征在于：所述的三相全桥逆变电路开关器件驱动电路(4)采用六输出高压集成驱动电路IR2130，其输出引脚H01、H02、H03与三相全桥逆变电路上桥臂三个N沟道增强型MOSFET开关管Q1、Q3、Q5的G极连接，输出引脚L01、L02、L03与三相全桥逆变电路下桥臂三个N沟道增强型MOSFET开关管Q2、Q4、Q6的G极及电机电流信号检测电路中的T1、T2、T3管B极汇接。

4.根据权利要求1所述的具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置，其特征在于：所述的三相全桥逆变电路(5)包括六个N沟道增强型MOSFET开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，Q1、Q3、Q5的D极与直流电压的正极连接，Q1、Q3、Q5的S极分别与Q2、Q4、Q6的D极、无刷直流电机的A相、B相、C相绕组相连，Q2、Q4、Q6的S极分别与电机电流信号检测电路中的T1、T2、T3管的C极及取样电阻R1、R2、R3的上端连接。

5.根据权利要求1所述的具有电流信号合成功能的无刷直流电机驱动装置，其特征在于：所述的电机电流信号检测电路(6)包括三个小功率引流开关三极管T1、T2、T3、三个电机相电流取样电阻R1、R2、R3，分压电阻R4、R5、滤波电容C，T1、T2、T3的C极与三相全桥逆变电路中的Q2、Q4、Q6的S极、取样电阻R1、R2、R3的上端汇接，取样电阻R1、R2、R3的下端与地汇接，T1、T2、T3管的E极汇接后与分压电阻R4的右端相连，R4的左端与R5及滤波电容C的上端汇接，R5及滤波电容C的下端与地汇接，R4、R5及滤波电容C的汇接点与XC866的AN3引脚相连。