CN202940764U - 一种双驱动无刷电机驱动控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双驱动无刷电机驱动控制器，包括与CPU微处理器电连接的两个电机驱动电路、两个故障判断检测电路、稳压电源电路、大电流开关电路、充电设置接口电路、通讯接口电路、编程器接口电路、两个相位检测电路、串并联转换电路和弱电源开关电路，第一电机驱动执行电路还与第一电机驱动电路和第一电机故障判断检测电路相应的连接端电连接，所述第二电机驱动执行电路还与第二电机驱动电路和第二电机故障判断检测电路相应的连接端电连接，弱电源开关电路还与通讯接口电路相应的连接端电连接，大电流开关电路还分别与第一电机驱动执行电路和第二电机驱动执行电路的相应连接端电连接。本实用新型具有使用安全、且可靠性高等优点。

Description

一种双驱动无刷电机驱动控制器

技术领域

本实用新型涉及一种驱动控制器，具体涉及一种双驱动无刷电机驱动控制器。

背景技术

现有的电动车、电动轮椅等双驱动应用场合均采用的是有刷电机系统（含齿轮箱），而有刷电机系统（含齿轮箱）的效率多为50%左右，并且由于有刷电机会由于电流大而容易引起有刷电机碳刷的磨损，还会引起对电机整流子的积碳，使电机的工作电流变大，使电机的工作效率进一步降低，从而对后续有刷电机的维护也更麻烦；同时，有刷电机的驱动控制系统所产生的干扰大、噪音也大，而且会产生电火花，存有安全隐患、可靠性低，这些状况在医疗安全标准系统中是不被允许的；又由于有刷电机的驱动控制系统的电流大就意味着功耗也大，那么就需要用更大容量的蓄电池，导致整个系统变得更为笨重，以及使用不方便。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种不仅使用安全，且节能、维护方便的双驱动无刷电机驱动控制器，以克服现有技术的不足。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案：一种双驱动无刷电机驱动控制器，包括CPU微处理器、第一电机驱动电路、第一电机驱动执行电路、第一电机故障判断检测电路、第二电机驱动电路、第二电机驱动执行电路、第二电机故障判断检测电路、稳压电源电路、大电流开关电路、充电-设置接口电路、通讯接口电路、编程器接口电路、第一电机相位检测电路、第二电机相位检测电路、串并联转换电路和弱电源开关电路，所述第一电机驱动电路、第一电机故障判断检测电路、第二电机驱动电路、第二电机故障判断检测电路、稳压电源电路、大电流开关电路、充电-设置接口电路、通讯接口电路、编程器接口电路、第一电机相位检测电路、第二电机相位检测电路、串并联转换电路和弱电源开关电路分别与CPU微处理器相应的连接端电连接，所述第一电机驱动电路的输出端与第一电机驱动执行电路的输入端电连接，第一电机驱动执行电路的输出端还与第一电机故障判断检测电路的输入端电连接，所述第二电机驱动电路的输出端与第二电机驱动执行电路的输入端电连接，第二电机驱动执行电路的输出端还与第二电机故障判断检测电路的输入端电连接，所述弱电源开关电路的输出端还与通讯接口电路相应的连接端电连接，所述大电流开关电路还分别与第一电机驱动执行电路的输入端和第二电机驱动执行电路的输入端电连接。

在上述技术方案中，所述串并联转换电路包括电磁铁L1、L2，场效应管Q7、Q8 、Q10，二极管D2，电阻R5、R8、R11；所述场效应管Q7的源极接电源正极，场效应管Q7的栅极与电阻R5的一端电连接，场效应管Q7的漏极与二极管D2的负极电连接，二极管D2的正极与场效应管Q10的漏极电连接，场效应管Q10的栅极与电阻R11的一端电连接，场效应管Q10的源极接地，所述场效应管Q10的源极和漏极还并联有由电阻R14和R13构成的分压电路，所述场效应管Q8的栅极与电阻R8的一端电连接，场效应管Q8的源极接地；所述电磁铁L1的两端连接在场效应管Q7的漏极和场效应管Q8的漏极之间，电磁铁L2的一端为电源正极端，且电磁铁L2的另一端同时与二极管D2的正极和场效应管Q10的漏极电连接，电阻R5的另一端与CPU微处理器的输出端电连接，电阻R8的另一端与CPU微处理器的输出端电连接，电阻R11的另一端与CPU微处理器的输入端电连接。

本实用新型所具有的积极效果是：采用上述结构后，本实用新型有两组用来驱动两个无刷电机的驱动电路、执行电路以及检测电路，并且由CPU微处理器发出不同的对无刷电机的控制信号，并且将不同的控制信号分别送至用来驱动两个无刷电机的驱动电路、执行电路，实现了本实用新型能够实现对双驱动无刷电机的控制，又由于本实用新型有大电流开关电路和弱电源开关电路，能够将蓄电池所供电的电压，降压成不同的低工作电压，为本实用新型的各个不同电路进行供电，使得本实用新型的高、低电压隔离，大、小电流隔离，又由于本实用新型具有串并联转换电路，因此，本实用新型在工况下，更加节能、且工作效率高。本实用新型所产生的干扰小、噪音也小，而且不会产生电火花，安全、可靠性高，符合医疗安全标准系统的要求，同时，功耗小，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理方框图，其中，17是第一电机，18是第二电机；

图2是图1的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本实用新型作进一步的说明，但并不局限于此。

如图1、2所示，一种双驱动无刷电机驱动控制器，包括CPU微处理器1、第一电机驱动电路2、第一电机驱动执行电路3、第一电机故障判断检测电路4、第二电机驱动电路5、第二电机驱动执行电路6、第二电机故障判断检测电路7、稳压电源电路8、大电流开关电路9、充电-设置接口电路10、通讯接口电路11、编程器接口电路12、第一电机相位检测电路13、第二电机相位检测电路14、串并联转换电路15和弱电源开关电路16，所述第一电机驱动电路2、第一电机故障判断检测电路4、第二电机驱动电路5、第二电机故障判断检测电路7、稳压电源电路8、大电流开关电路9、充电-设置接口电路10、通讯接口电路11、编程器接口电路12、第一电机相位检测电路13、第二电机相位检测电路14、串并联转换电路15和弱电源开关电路16分别与CPU微处理器1相应的连接端电连接，所述第一电机驱动电路2的输出端与第一电机驱动执行电路3的输入端电连接，第一电机驱动执行电路3的输出端还与第一电机故障判断检测电路4的输入端电连接，所述第二电机驱动电路5的输出端与第二电机驱动执行电路6的输入端电连接，第二电机驱动执行电路6的输出端还与第二电机故障判断检测电路7的输入端电连接，所述弱电源开关电路16的输出端还与通讯接口电路11相应的连接端电连接，所述大电流开关电路9还分别与第一电机驱动执行电路3的输入端和第二电机驱动执行电路6的输入端电连接。

本实用新型的大电流开关电路9的工作过程，只有CPU微处理器1输出驱动电机信号时，大电流开关电路9导通，以提供无刷电机驱动时所需的大电流电源，当无刷电机停止运作时，大电流开关电路9呈关断状态。

若是对无刷电机的电源蓄电池进行充电，通过本实用新型的充电-设置接口电路10与充电器电连接，以达到对无刷电机的工作电源蓄电池充电的目的；另外，还可以通过充电-设置接口电路10设置控制器驱动电机的参数。

如图1、2所示，为了便于下载控制软件，所述CPU微处理器1的输入端与编程器接口电路12的输出端电连接。当然，也可以直接将控制软件下载至CPU微处理器1。

如图1、2所示，为了使得本实用新型的可靠性高，检测无刷电机的运行是否正常，所述CPU微处理器1的输入端分别与第一电机相位检测电路13和第二电机相位检测电路14的输出端电连接。与本实用新型电连接的第一无刷电机17和第二无刷电机18当前的电流大小分别通过相应的第一电机故障判断检测电路4和第二电机故障判断检测电路7进行检测，若检测到的电流值在正常范围内，则本实用新型正常运行，若检测到的电流值超过正常范围，则第一电机故障判断检测电路4和第二电机故障判断检测电路7的检测电压会随着电流变大而变大，该变化电压传输给CPU微处理器1，CPU微处理器1通过分析处理，将发出指令控制调节第一电机驱动电路2和第二电机驱动电路5，使电机的工作电流降低，从而能够有效起到限流的作用，提高本实用新型的可靠性。

如图1、2所示，为了实现节能目的，将并联两个控制无刷电机刹车的电磁铁高电压大电流吸合，待在保证电磁铁吸合状态前提下，转换成串联状态，降低工作电流，解决功耗大的问题，所述CPU微处理器1所述CPU微处理器1的输出端与串并联转换电路15的输入端电连接。

如图2所示，所述串并联转换电路15包括电磁铁L1、L2，场效应管Q7、Q8 、Q10，二极管D2，电阻R5、R8、R11；所述场效应管Q7的源极接电源正极，场效应管Q7的栅极与电阻R5的一端电连接，场效应管Q7的漏极与二极管D2的负极电连接，二极管D2的正极与场效应管Q10的漏极电连接，场效应管Q10的栅极与电阻R11的一端电连接，场效应管Q10的源极接地，所述场效应管Q10的源极和漏极还并联有由电阻R14和R13构成的分压电路，所述场效应管Q8的栅极与电阻R8的一端电连接，场效应管Q8的源极接地；所述电磁铁L1的两端连接在场效应管Q7的漏极和场效应管Q8的漏极之间，电磁铁L2的一端为电源正极端，且电磁铁L2的另一端同时与二极管D2的正极和场效应管Q10的漏极电连接，电阻R5的另一端与CPU微处理器1的输出端电连接，电阻R8的另一端与CPU微处理器1的输出端电连接，电阻R11的另一端与CPU微处理器1的输入端电连接。电磁铁L1和电磁铁L2分别是设在相应的第一电机17和第二电机18上的；在场效应管Q7、Q8 、Q10全部导通时，两个电磁铁L1、L2同时导通，此时，两个电磁铁L1、L2是并联；待两个电磁铁L1、L2导通后，该电路转变成Q7、Q10关断，Q8继续导通，从而使电流从电源正极通过L2、D2、L1、Q8流过导通，此时两个电磁铁L1、L2是串联，此时两个电磁铁的内阻是并联时的两倍，而每个电磁铁两端所得到的电压却是并联时的一半，因此，功耗是原来并联时的四分之一，从而节约了75%。

本实用新型的CPU微处理器1优先选用型号为PIC24FJ28GA006的集成芯片，当然也可以选用其它型号的集成芯片。

本实用新型特别适用于与电动轮椅上的操纵摇杆相配套使用。

本实用新型工作过程：使用时，将电动轮椅上的摇杆控制器所包括的通讯接口电路与本实用新型的通讯接口电路11通信连接，第一电机17的线圈A、B、C相分别与第一电机驱动执行电路3相应的连接端电连接，第二电机18的线圈A、B、C相分别与第二电机驱动执行电路6相应的连接端电连接，所述第一电机17还与第一电机相位检测电路13和第一电机故障判断检测电路4电连接，第二电机18还与第二电机相位检测电路14和第二电机故障判断检测电路7电连接。由第一电机故障判断检测电路4和第二电机故障判断检测电路7实时分别检测电机负载电流是否运行正常，操纵摇杆控制器所包括CPU微处理器将采集到的摇杆霍尔信号进行分析、处理，并且将处理后的信号通过通讯送至本实用新型的CPU微处理器1，由CPU微处理器1判断第一电机17和第二电机18的某相是否需要导通。驱动第一电机17和第二电机18作出不同的运行状态，当把操纵摇杆向前、后、左、右不同方向推动时，会产生不同的霍尔信号，本实用新型会产生不同的控制信号，驱动第一电机17和第二电机18前进、后退、转弯。

本实用新型不仅功耗低、效率高，而且可靠性高。当与合适的齿轮箱配合，效率可以提高到80%以上。与已有的有刷电机驱动控制器相比，还具有干扰小、噪音也小，而且不会产生电火花的优点，保护了被驱动控制的无刷电机，使整个系统更符合医疗系统的安全标准，使整个系统更适合作为医疗器械的使用。

Claims (2)

1.一种双驱动无刷电机驱动控制器，其特征在于：包括CPU微处理器（1）、第一电机驱动电路（2）、第一电机驱动执行电路（3）、第一电机故障判断检测电路（4）、第二电机驱动电路（5）、第二电机驱动执行电路（6）、第二电机故障判断检测电路（7）、稳压电源电路（8）、大电流开关电路（9）、充电-设置接口电路（10）、通讯接口电路（11）、编程器接口电路（12）、第一电机相位检测电路（13）、第二电机相位检测电路（14）、串并联转换电路（15）和弱电源开关电路（16），所述第一电机驱动电路（2）、第一电机故障判断检测电路（4）、第二电机驱动电路（5）、第二电机故障判断检测电路（7）、稳压电源电路（8）、大电流开关电路（9）、充电-设置接口电路（10）、通讯接口电路（11）、编程器接口电路（12）、第一电机相位检测电路（13）、第二电机相位检测电路（14）、串并联转换电路（15）和弱电源开关电路（16）分别与CPU微处理器（1）相应的连接端电连接，所述第一电机驱动电路（2）的输出端与第一电机驱动执行电路（3）的输入端电连接，第一电机驱动执行电路（3）的输出端还与第一电机故障判断检测电路（4）的输入端电连接，所述第二电机驱动电路（5）的输出端与第二电机驱动执行电路（6）的输入端电连接，第二电机驱动执行电路（6）的输出端还与第二电机故障判断检测电路（7）的输入端电连接，所述弱电源开关电路（16）的输出端还与通讯接口电路（11）相应的连接端电连接，所述大电流开关电路（9）还分别与第一电机驱动执行电路（3）的输入端和第二电机驱动执行电路（6）的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的双驱动无刷电机驱动控制器，其特征在于：所述串并联转换电路（15）包括电磁铁L1、L2，场效应管Q7、Q8 、Q10，二极管D2，电阻R5、R8、R11；所述场效应管Q7的源极接电源正极，场效应管Q7的栅极与电阻R5的一端电连接，场效应管Q7的漏极与二极管D2的负极电连接，二极管D2的正极与场效应管Q10的漏极电连接，场效应管Q10的栅极与电阻R11的一端电连接，场效应管Q10的源极接地，所述场效应管Q10的源极和漏极还并联有由电阻R14和R13构成的分压电路，所述场效应管Q8的栅极与电阻R8的一端电连接，场效应管Q8的源极接地；所述电磁铁L1的两端连接在场效应管Q7的漏极和场效应管Q8的漏极之间，电磁铁L2的一端为电源正极端，且电磁铁L2的另一端同时与二极管D2的正极和场效应管Q10的漏极电连接，电阻R5的另一端与CPU微处理器（1）的输出端电连接，电阻R8的另一端与CPU微处理器（1）的输出端电连接，电阻R11的另一端与CPU微处理器（1）的输入端电连接。

Images