CN203278723U - 一种无刷直流电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无刷直流电机控制器，包括DSP数字信号处理器和为控制器中各用电模块供电的电源模块，DSP数字信号处理器的输入端接有用于对无刷直流电机转子位置进行检测的位置检测电路模块和用于对无刷直流电机运行电流进行检测的电流检测电路模块，位置检测电路模块与设置在无刷直流电机上的A相霍尔位置传感器、B相霍尔位置传感器和C相霍尔位置传感器相接，DSP数字信号处理器的输出端接有功率驱动电路模块和液晶显示电路模块，功率驱动电路模块的输出端接有用于驱动无刷直流电机的三相全控桥驱动电路模块。本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，工作可靠性高，功能拓展方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

Description

一种无刷直流电机控制器

技术领域

本实用新型涉及无刷直流电机控制技术领域，尤其是涉及一种无刷直流电机控制器。 

背景技术

直流无刷电机既有交流电机的简单、运行可靠、方便维修等优点，又具有直流电机运行效率高、调速性能好、易于做到大容量、高转速等特点，近年来倍受青睐，被认为是本世纪最具发展前途的控制电机。但是，直流无刷电机必须依靠驱动电路才能工作。在控制器方面，以前人们多采用分立元件通过逻辑关系构成驱动电路，但是由于这种控制器结构复杂，功能简单，可靠性差，现已被专用控制电路、单片机所取代。现市场上的无刷直流电机专用控制芯片的生产厂家很多，市场上比较常见的如摩托罗拉、飞利浦、东芝、日立、三样等，其产品型号众多，包括有位置传感器的和无位置传感器的。这种控制芯片外围电路要比分立元件稳定可靠，功能强大，性价比高，然而由于其本身结构的限制，其功能难以实现拓展，使其应用受到很大的限制，常用于对控制要求不高的场合。如果考虑对日后控制灵活性和对一些功能的拓展，常选用智能芯片作为无刷直流电机的控制核心。由于对无刷电机控制要求的提高和芯片成本的下降，控制芯片已由最初的51系列拓展到各种不同公司不同型号的各种性能更为强大的单片机。由于无刷直流电机需求的提高，现已出现针对无刷直流电机控制系统专门设计的单片机。如SIEMENS公司生产的C504单片机，内部集成了无刷直流电机硬件换相电路，当C504检测到无刷直流电机转子位置跳变后，处理芯片无需软件干预，直接根据控制逻辑进行换相还有ST公司生产的ST72141可通过检测直流无刷电机工作中产生反电势来驱动无位置传感器 的直流无刷电机。而对于对控制要求较高的场合，虽然通过单片机成本较低，但由于对速度和处理信息量的要求，单片机很难胜任，难以发挥直流无刷电机优异的调速性能和工业控制对实时性的要求，并对系统日后功能的拓展限制很多。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种无刷直流电机控制器，其结构简单，设计合理，实现方便，工作可靠性高，功能拓展方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种无刷直流电机控制器，其特征在于：包括DSP数字信号处理器和为控制器中各用电模块供电的电源模块，所述DSP数字信号处理器的输入端接有用于对无刷直流电机转子位置进行检测的位置检测电路模块和用于对无刷直流电机运行电流进行检测的电流检测电路模块，所述位置检测电路模块与设置在无刷直流电机上的A相霍尔位置传感器、B相霍尔位置传感器和C相霍尔位置传感器相接，所述DSP数字信号处理器的输出端接有功率驱动电路模块和液晶显示电路模块，所述功率驱动电路模块的输出端接有用于驱动无刷直流电机的三相全控桥驱动电路模块。 

上述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述电源模块包括3.3V直流电源和24V直流电源，所述24V直流电源的输出端接有用于将24V直流电转换为12V直流电的第一电压转换电路模块，所述第一电压转换电路模块的输出端接有用于将12V直流电转换为5V直流电的第二电压转换电路模块，所述DSP数字信号处理器与所述3.3V直流电源的输出端VCC_3.3V相接，所述位置检测电路模块与所述3.3V直流电源的输出端VCC_3.3V和第二电压转换电路模块的输出端VCC_5V均相接，所述功率驱动电路模块与所述第一电压转换电路模块的输出端VCC_12V相接，所述三相全控桥驱动电路模块与所述24V直流电源的输出端VCC_24V相接。 

上述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述DSP数字信号处理器为芯片TMS320F2812。 

上述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述位置检测电路模块包括稳压二极管D5、D6和D7，施密特反相器M74HC14，型号为TLP521-1的光电隔离芯片U9、U10和U11，以及电阻R18、R19、R20、R21、R22和R23；所述光电隔离芯片U9的引脚1与电阻R21的一端和稳压二极管D5的正极相接，所述电阻R21的另一端与第二电压转换电路模块的输出端VCC-5V相接，所述稳压二极管D5的负极与A相霍尔位置传感器的输出端HA相接；所述光电隔离芯片U10的引脚1与电阻R22的一端和稳压二极管D6的正极相接，所述电阻R22的另一端与第二电压转换电路模块的输出端VCC-5V相接，所述稳压二极管D6的负极与B相霍尔位置传感器的输出端HB相接；所述光电隔离芯片U11的引脚1与电阻R23的一端和稳压二极管D7的正极相接，所述电阻R23的另一端与第二电压转换电路模块的输出端VCC-5V相接，所述稳压二极管D7的负极与C相霍尔位置传感器的输出端HC相接；所述光电隔离芯片U9的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U10的引脚2和引脚3，以及光电隔离芯片U11的引脚2和引脚3均接地；所述光电隔离芯片U9的引脚4与施密特反相器M74HC14的引脚1相接，且通过电阻R18与所述3.3V直流电源的输出端VCC_3.3V相接；所述光电隔离芯片U10的引脚4与施密特反相器M74HC14的引脚3相接，且通过电阻R19与所述3.3V直流电源的输出端VCC_3.3V相接；所述光电隔离芯片U11的引脚4与施密特反相器M74HC14的引脚5相接，且通过电阻R20与所述3.3V直流电源的输出端VCC_3.3V相接；所述施密特反相器M74HC14的引脚2与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚106相接，所述施密特反相器M74HC14的引脚4与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚107相接，所述施密特反相器M74HC14的引脚6与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚109相接。 

上述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述功率驱动电路模 块包括驱动芯片IR2130，型号为TLP521-1的光电隔离芯片U2、U3、U4、U5、U6和U7，发光二极管D4，快速恢复二极管D1、D2和D3，极性电容C1，非极性电容C2、C3和C4，以及电阻R2、R5、R7、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17；所述光电隔离芯片U2的引脚1通过电阻R2与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚92相接，所述光电隔离芯片U3的引脚1通过电阻R5与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚93相接，所述光电隔离芯片U4的引脚1通过电阻R7与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚94相接，所述光电隔离芯片U5的引脚1通过电阻R10与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚95相接，所述光电隔离芯片U6的引脚1通过电阻R15与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚98相接，所述光电隔离芯片U7的引脚1通过电阻R17与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚101相接；所述光电隔离芯片U2的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U3的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U4的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U5的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U6的引脚2和引脚3，以及光电隔离芯片U7的引脚2和引脚3均接地；所述光电隔离芯片U2的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚2相接，所述光电隔离芯片U3的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚3相接，所述光电隔离芯片U4的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚4相接，所述光电隔离芯片U5的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚5相接，所述光电隔离芯片U6的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚6相接，所述光电隔离芯片U7的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚7相接；所述驱动芯片IR2130的引脚1、快速恢复二极管D1的正极、快速恢复二极管D2的正极和快速恢复二极管D3的正极均与所述第一电压转换电路模块的输出端VCC_12V和极性电容C1的正极相接，所述极性电容C1的负极接地；所述驱动芯片IR2130的引脚8与发光二极管D4的负极相接，所述发光二极管D4的正极通过电阻R16与所述第一电压转换电路模块的输出端VCC_12V相接；所述驱动芯片IR2130的引脚9通过电阻R14接地，所述驱动芯片IR2130的引脚10通过电阻R13与驱动芯片IR2130 的引脚11相接，所述驱动芯片IR2130的引脚12接地，所述驱动芯片IR2130的引脚13通过电阻R11接地且通过电阻R12与驱动芯片IR2130的引脚11相接，所述驱动芯片IR2130的引脚18通过非极性电容C4与驱动芯片IR2130的引脚20相接，所述驱动芯片IR2130的引脚20与快速恢复二极管D3的负极相接，所述驱动芯片IR2130的引脚22通过非极性电容C3与驱动芯片IR2130的引脚24相接，所述驱动芯片IR2130的引脚24与快速恢复二极管D2的负极相接，所述驱动芯片IR2130的引脚26通过非极性电容C2与驱动芯片IR2130的引脚28相接，所述驱动芯片IR2130的引脚28与快速恢复二极管D1的负极相接。 

上述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述三相全控桥驱动电路模块由MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6，以及电阻R1、R3、R4、R6、R8和R9构成；所述MOS管Q1的栅极通过电阻R1与所述驱动芯片IR2130的引脚19相接，所述MOS管Q2的栅极通过电阻R3与所述驱动芯片IR2130的引脚23相接，所述MOS管Q3的栅极通过电阻R4与所述驱动芯片IR2130的引脚27相接，所述MOS管Q4的栅极通过电阻R6与所述驱动芯片IR2130的引脚14相接，所述MOS管Q5的栅极通过电阻R8与所述驱动芯片IR2130的引脚15相接，所述MOS管Q6的栅极通过电阻R9与所述驱动芯片IR2130的引脚16相接；所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极和MOS管Q3的漏极均与所述24V直流电源的输出端VCC_24V相接，所述MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极和MOS管Q6的源极均与所述驱动芯片IR2130的引脚13相接；所述MOS管Q3的源极和MOS管Q6的漏极均与所述驱动芯片IR2130的引脚26相接且为所述三相全控桥驱动电路模块的第一输出端VS1，所述MOS管Q2的源极和MOS管Q5的漏极均与所述驱动芯片IR2130的引脚22相接且为所述三相全控桥驱动电路模块的第二输出端VS2，所述MOS管Q1的源极和MOS管Q4的漏极均与所述驱动芯片IR2130的引脚18相接且为所述三相全控桥驱动电路模块的第三输出端VS3。 

上述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述电流检测电路模 块由电阻R32、R33和Rf构成，所述电阻Rf的一端与所述驱动芯片IR2130的引脚9和引脚13相接，所述电阻Rf的另一端和电阻R32的一端均接地，所述电阻R32的另一端和电阻R33的一端均与所述驱动芯片IR2130的引脚11相接，所述电阻R33的另一端与所述驱动芯片IR2130的引脚10和DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚2相接。 

上述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述液晶显示电路模块由液晶显示屏LCD12864、电位器R24和电阻R25构成，所述液晶显示屏LCD12864的引脚1、引脚15和引脚20均接地，所述液晶显示屏LCD12864的引脚2与所述第二电压转换电路模块的输出端VCC_5V相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚3与所述电位器R24的滑动端相接，所述电位器R24的一个固定端与所述第二电压转换电路模块的输出端VCC_5V相接，所述电位器R24的另一个固定端接地，所述液晶显示屏LCD12864的引脚4与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚123相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚5与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚124相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚6与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚116相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚19通过电阻R25与所述第二电压转换电路模块的输出端VCC_5V相接。 

本实用新型与现有技术相比具有以下优点： 

1、本实用新型结构简单，设计合理，实现方便。 

2、本实用新型采用DSP数字信号处理器作为核心处理器，数据处理速度快，工作可靠性高，构成的控制器能够很好地发挥直流无刷电机优异的调速性能和工业控制对实时性的要求，而且控制器日后功能的拓展方便。 

3、本实用新型功率驱动电路模块采用一个驱动芯片IR2130，即可驱动三相全控桥驱动电路模块，驱动芯片IR2130可在-55℃～+150℃下工作，自身可在3V～20V的电源下工作，环境适应性高。 

4、本实用新型三相全控桥驱动电路模块采用6个MOS管构成，MOS 管具有良好的开关特性：开关频率高、输入电阻大、导通电压低、受外界环境影响小影响小；过载能力强，可以短时间承受4倍其额定电流；无二次击穿现象，更稳定；具有很强的抗干扰能力，可靠性高。 

5、本实用新型能够满足各种应用场合对无刷直流电机的控制需求，实用性强，使用效果好，便于推广使用。 

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，工作可靠性高，功能拓展方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。 

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。 

图2为本实用新型DSP数字信号处理器的电路原理图。 

图3为本实用新型位置检测电路模块的电路原理图。 

图4为本实用新型功率驱动电路模块的电路原理图。 

图5为本实用新型三相全控桥驱动电路模块的电路原理图。 

图6 为本实用新型电流检测电路模块的电路原理图；图7为本实用新型液晶显示电路模块的电路原理图。 

附图标记说明: 

1—DSP数字信号处理器；2—电源模块；2-1—3.3V直流电源； 

2-2—24V直流电源；2-3—第一电压转换电路模块； 

2-4—第二电压转换电路模块；3—位置检测电路模块； 

4—电流检测电路模块；5—功率驱动电路模块；6—液晶显示电路模块； 

7—三相全控桥驱动电路模块；8-1—A相霍尔位置传感器； 

8-2—B相霍尔位置传感器；8-3—C相霍尔位置传感器。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括DSP数字信号处理器1和为控制器中各 用电模块供电的电源模块2，所述DSP数字信号处理器1的输入端接有用于对无刷直流电机转子位置进行检测的位置检测电路模块3和用于对无刷直流电机运行电流进行检测的电流检测电路模块4，所述位置检测电路模块3与设置在无刷直流电机上的A相霍尔位置传感器8-1、B相霍尔位置传感器8-2和C相霍尔位置传感器8-3相接，所述DSP数字信号处理器1的输出端接有功率驱动电路模块5和液晶显示电路模块6，所述功率驱动电路模块5的输出端接有用于驱动无刷直流电机的三相全控桥驱动电路模块7。 

如图1所示，本实施例中，所述电源模块2包括3.3V直流电源2-1和24V直流电源2-2，所述24V直流电源2-2的输出端接有用于将24V直流电转换为12V直流电的第一电压转换电路模块2-3，所述第一电压转换电路模块2-3的输出端接有用于将12V直流电转换为5V直流电的第二电压转换电路模块2-4，所述DSP数字信号处理器1与所述3.3V直流电源2-1的输出端VCC_3.3V相接，所述位置检测电路模块3与所述3.3V直流电源2-1的输出端VCC_3.3V和第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC_5V均相接，所述功率驱动电路模块5与所述第一电压转换电路模块2-3的输出端VCC_12V相接，所述三相全控桥驱动电路模块7与所述24V直流电源2-2的输出端VCC_24V相接。电源模块2采用了3.3V直流电源2-1和24V直流电源2-2两个独立电源，12V直流电和5V直流电均由电压转换电路模块转换得到，不仅减小了电源模块的体积和重量，还增加了电路的稳定性，降低了功耗。 

如图2所示，本实施例中，所述DSP数字信号处理器1为芯片TMS320F2812。本实用新型采用DSP数字信号处理器1作为核心处理器，数据处理速度快，工作可靠性高，构成的控制器能够很好地发挥直流无刷电机优异的调速性能和工业控制对实时性的要求，而且控制器日后功能的拓展方便。 

如图3所示，本实施例中，所述位置检测电路模块3包括稳压二极管 D5、D6和D7，施密特反相器M74HC14，型号为TLP521-1的光电隔离芯片U9、U10和U11，以及电阻R18、R19、R20、R21、R22和R23；所述光电隔离芯片U9的引脚1与电阻R21的一端和稳压二极管D5的正极相接，所述电阻R21的另一端与第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC-5V相接，所述稳压二极管D5的负极与A相霍尔位置传感器8-1的输出端HA相接；所述光电隔离芯片U10的引脚1与电阻R22的一端和稳压二极管D6的正极相接，所述电阻R22的另一端与第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC-5V相接，所述稳压二极管D6的负极与B相霍尔位置传感器8-2的输出端HB相接；所述光电隔离芯片U11的引脚1与电阻R23的一端和稳压二极管D7的正极相接，所述电阻R23的另一端与第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC-5V相接，所述稳压二极管D7的负极与C相霍尔位置传感器8-3的输出端HC相接；所述光电隔离芯片U9的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U10的引脚2和引脚3，以及光电隔离芯片U11的引脚2和引脚3均接地；所述光电隔离芯片U9的引脚4与施密特反相器M74HC14的引脚1相接，且通过电阻R18与所述3.3V直流电源2-1的输出端VCC_3.3V相接；所述光电隔离芯片U10的引脚4与施密特反相器M74HC14的引脚3相接，且通过电阻R19与所述3.3V直流电源2-1的输出端VCC_3.3V相接；所述光电隔离芯片U11的引脚4与施密特反相器M74HC14的引脚5相接，且通过电阻R20与所述3.3V直流电源2-1的输出端VCC_3.3V相接；所述施密特反相器M74HC14的引脚2与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚106相接，所述施密特反相器M74HC14的引脚4与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚107相接，所述施密特反相器M74HC14的引脚6与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚109相接。其中，光电隔离芯片U9通过上拉电阻R21与第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC-5V相接，光电隔离芯片U10通过上拉电阻R22与第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC-5V相接，光电隔离芯片U11通过上拉电阻R23与第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC-5V相接，当A相霍尔位置传感器8-1、B相霍尔 位置传感器8-2和C相霍尔位置传感器8-3中有一个输出高电平时，相对应的稳压二极管D5、D6或D7关断，相对应的光电隔离芯片U9、U10或U11导通并使施密特反相器M74HC14输出为高电平，经过施密特反相器M74HC14后的霍尔波形消除了信号中原有的斜坡部分，通过电阻匹配，成为标准的3.3V方波信号，输出给DSP数字信号处理器TMS320F2812的捕获单元的输入端口引脚106、引脚107和引脚109。 

如图4所示，本实施例中，所述功率驱动电路模块5包括驱动芯片IR2130，型号为TLP521-1的光电隔离芯片U2、U3、U4、U5、U6和U7，发光二极管D4，快速恢复二极管D1、D2和D3，极性电容C1，非极性电容C2、C3和C4，以及电阻R2、R5、R7、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17；所述光电隔离芯片U2的引脚1通过电阻R2与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚92相接，所述光电隔离芯片U3的引脚1通过电阻R5与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚93相接，所述光电隔离芯片U4的引脚1通过电阻R7与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚94相接，所述光电隔离芯片U5的引脚1通过电阻R10与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚95相接，所述光电隔离芯片U6的引脚1通过电阻R15与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚98相接，所述光电隔离芯片U7的引脚1通过电阻R17与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚101相接；所述光电隔离芯片U2的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U3的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U4的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U5的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U6的引脚2和引脚3，以及光电隔离芯片U7的引脚2和引脚3均接地；所述光电隔离芯片U2的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚2相接，所述光电隔离芯片U3的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚3相接，所述光电隔离芯片U4的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚4相接，所述光电隔离芯片U5的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚5相接，所述光电隔离芯片U6的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚6相接，所述光电隔离芯片U7的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚7相接；所述驱 动芯片IR2130的引脚1、快速恢复二极管D1的正极、快速恢复二极管D2的正极和快速恢复二极管D3的正极均与所述第一电压转换电路模块2-3的输出端VCC_12V和极性电容C1的正极相接，所述极性电容C1的负极接地；所述驱动芯片IR2130的引脚8与发光二极管D4的负极相接，所述发光二极管D4的正极通过电阻R16与所述第一电压转换电路模块（2-3）的输出端VCC_12V相接；所述驱动芯片IR2130的引脚9通过电阻R14接地，所述驱动芯片IR2130的引脚10通过电阻R13与驱动芯片IR2130的引脚11相接，所述驱动芯片IR2130的引脚12接地，所述驱动芯片IR2130的引脚13通过电阻R11接地且通过电阻R12与驱动芯片IR2130的引脚11相接，所述驱动芯片IR2130的引脚18通过非极性电容C4与驱动芯片IR2130的引脚20相接，所述驱动芯片IR2130的引脚20与快速恢复二极管D3的负极相接，所述驱动芯片IR2130的引脚22通过非极性电容C3与驱动芯片IR2130的引脚24相接，所述驱动芯片IR2130的引脚24与快速恢复二极管D2的负极相接，所述驱动芯片IR2130的引脚26通过非极性电容C2与驱动芯片IR2130的引脚28相接，所述驱动芯片IR2130的引脚28与快速恢复二极管D1的负极相接。由于DSP数字信号处理器TMS320F2812输出的电压只有3.3V，无法直接驱动由6个MOS管构成的三相全控桥驱动电路模块7，因此在三相全控桥驱动电路模块7与DSP数字信号处理器TMS320F2812之间，连接功率驱动电路模块5。功率驱动电路模块5采用一个驱动芯片IR2130，即可驱动三相全控桥驱动电路模块7，驱动芯片IR2130可在-55℃～+150℃下工作，自身可在3V～20V的电源下工作，环境适应性高。 

如图5所示，本实施例中，所述三相全控桥驱动电路模块7由MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6，以及电阻R1、R3、R4、R6、R8和R9构成；所述MOS管Q1的栅极通过电阻R1与所述驱动芯片IR2130的引脚19相接，所述MOS管Q2的栅极通过电阻R3与所述驱动芯片IR2130的引脚23相接，所述MOS管Q3的栅极通过电阻R4与所述驱动芯片IR2130的引脚27相接， 所述MOS管Q4的栅极通过电阻R6与所述驱动芯片IR2130的引脚14相接，所述MOS管Q5的栅极通过电阻R8与所述驱动芯片IR2130的引脚15相接，所述MOS管Q6的栅极通过电阻R9与所述驱动芯片IR2130的引脚16相接；所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极和MOS管Q3的漏极均与所述24V直流电源2-2的输出端VCC_24V相接，所述MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极和MOS管Q6的源极均与所述驱动芯片IR2130的引脚13相接；所述MOS管Q3的源极和MOS管Q6的漏极均与所述驱动芯片IR2130的引脚26相接且为所述三相全控桥驱动电路模块7的第一输出端VS1，所述MOS管Q2的源极和MOS管Q5的漏极均与所述驱动芯片IR2130的引脚22相接且为所述三相全控桥驱动电路模块7的第二输出端VS2，所述MOS管Q1的源极和MOS管Q4的漏极均与所述驱动芯片IR2130的引脚18相接且为所述三相全控桥驱动电路模块7的第三输出端VS3。MOS管具有良好的开关特性：开关频率高、输入电阻大、导通电压低、受外界环境影响小影响小；过载能力强，可以短时间承受4倍其额定电流；无二次击穿现象，更稳定；具有很强的抗干扰能力，可靠性高。所述三相全控桥驱动电路模块7的第一输出端VS1、第二输出端VS2和第三输出端VS3分别对应与无刷直流电机电枢绕组的三个接线端子相接。 

如图6所示，本实施例中，所述电流检测电路模块4由电阻R32、R33和Rf构成，所述电阻Rf的一端与所述驱动芯片IR2130的引脚9和引脚13相接，所述电阻Rf的另一端和电阻R32的一端均接地，所述电阻R32的另一端和电阻R33的一端均与所述驱动芯片IR2130的引脚11相接，所述电阻R33的另一端与所述驱动芯片IR2130的引脚10和DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚2相接。 

如图7所示，本实施例中，所述液晶显示电路模块6由液晶显示屏LCD12864、电位器R24和电阻R25构成，所述液晶显示屏LCD12864的引脚1、引脚15和引脚20均接地，所述液晶显示屏LCD12864的引脚2与所述第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC_5V相接，所述液晶显示屏 LCD12864的引脚3与所述电位器R24的滑动端相接，所述电位器R24的一个固定端与所述第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC_5V相接，所述电位器R24的另一个固定端接地，所述液晶显示屏LCD12864的引脚4与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚123相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚5与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚124相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚6与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚116相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚19通过电阻R25与所述第二电压转换电路模块2-4的输出端VCC_5V相接。液晶显示屏LCD12864带有汉字字库，显示汉字比较容易，而且功耗低，形状紧凑，电路简单，使用环境和响应速度符合本实用新型的要求。 

本实用新型的工作原理及工作过程是：位置检测电路模块3对无刷直流电机转子位置进行检测并将检测到的信号输出给DSP数字信号处理器1，电流检测电路模块4对无刷直流电机运行电流进行检测并将检测到的信号输出给DSP数字信号处理器1，DSP数字信号处理器1对位置检测电路模块3输出的信号进行分析处理，判断出无刷直流电机转子位置，通过功率驱动电路模块5和三相全控桥驱动电路模块7驱动无刷直流电机旋转并对转速进行控制；DSP数字信号处理器1对电流检测电路模块4输出的信号进行分析处理，判断出无刷直流电机运行电流，完成电流环的调节和相应的过流保护。以上工作过程中，DSP数字信号处理器1控制液晶显示电路模块6对无刷直流电机的转子位置、转速和运行电流进行实时显示。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。 

Claims (8)

1.一种无刷直流电机控制器，其特征在于：包括DSP数字信号处理器（1）和为控制器中各用电模块供电的电源模块（2），所述DSP数字信号处理器（1）的输入端接有用于对无刷直流电机转子位置进行检测的位置检测电路模块（3）和用于对无刷直流电机运行电流进行检测的电流检测电路模块（4），所述位置检测电路模块（3）与设置在无刷直流电机上的A相霍尔位置传感器（8-1）、B相霍尔位置传感器（8-2）和C相霍尔位置传感器（8-3）相接，所述DSP数字信号处理器（1）的输出端接有功率驱动电路模块（5）和液晶显示电路模块（6），所述功率驱动电路模块（5）的输出端接有用于驱动无刷直流电机的三相全控桥驱动电路模块（7）。

2.按照权利要求1所述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述电源模块（2）包括3.3V直流电源（2-1）和24V直流电源（2-2），所述24V直流电源（2-2）的输出端接有用于将24V直流电转换为12V直流电的第一电压转换电路模块（2-3），所述第一电压转换电路模块（2-3）的输出端接有用于将12V直流电转换为5V直流电的第二电压转换电路模块（2-4），所述DSP数字信号处理器（1）与所述3.3V直流电源（2-1）的输出端VCC_3.3V相接，所述位置检测电路模块（3）与所述3.3V直流电源（2-1）的输出端VCC_3.3V和第二电压转换电路模块（2-4）的输出端VCC_5V均相接，所述功率驱动电路模块（5）与所述第一电压转换电路模块（2-3）的输出端VCC_12V相接，所述三相全控桥驱动电路模块（7）与所述24V直流电源（2-2）的输出端VCC_24V相接。

3.按照权利要求2所述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述DSP数字信号处理器（1）为芯片TMS320F2812。

4.按照权利要求3所述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述位置检测电路模块（3）包括稳压二极管D5、D6和D7，施密特反相器M74HC14，型号为TLP521-1的光电隔离芯片U9、U10和U11，以及电阻R18、R19、R20、R21、R22和R23；所述光电隔离芯片U9的引脚1与电阻R21的一端和稳压二极管D5的正极相接，所述电阻R21的另一端与第二电压转换电路模块（2-4）的输出端VCC-5V相接，所述稳压二极管D5的负极与A相霍尔位置传感器（8-1）的输出端HA相接；所述光电隔离芯片U10的引脚1与电阻R22的一端和稳压二极管D6的正极相接，所述电阻R22的另一端与第二电压转换电路模块（2-4）的输出端VCC-5V相接，所述稳压二极管D6的负极与B相霍尔位置传感器（8-2）的输出端HB相接；所述光电隔离芯片U11的引脚1与电阻R23的一端和稳压二极管D7的正极相接，所述电阻R23的另一端与第二电压转换电路模块（2-4）的输出端VCC-5V相接，所述稳压二极管D7的负极与C相霍尔位置传感器（8-3）的输出端HC相接；所述光电隔离芯片U9的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U10的引脚2和引脚3，以及光电隔离芯片U11的引脚2和引脚3均接地；所述光电隔离芯片U9的引脚4与施密特反相器M74HC14的引脚1相接，且通过电阻R18与所述3.3V直流电源（2-1）的输出端VCC_3.3V相接；所述光电隔离芯片U10的引脚4与施密特反相器M74HC14的引脚3相接，且通过电阻R19与所述3.3V直流电源（2-1）的输出端VCC_3.3V相接；所述光电隔离芯片U11的引脚4与施密特反相器M74HC14的引脚5相接，且通过电阻R20与所述3.3V直流电源（2-1）的输出端VCC_3.3V相接；所述施密特反相器M74HC14的引脚2与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚106相接，所述施密特反相器M74HC14的引脚4与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚107相接，所述施密特反相器M74HC14的引脚6与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚109相接。

5.按照权利要求3所述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述功率驱动电路模块（5）包括驱动芯片IR2130，型号为TLP521-1的光电隔离芯片U2、U3、U4、U5、U6和U7，发光二极管D4，快速恢复二极管D1、D2和D3，极性电容C1，非极性电容C2、C3和C4，以及电阻R2、R5、R7、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16和R17；所述光电隔离芯片U2的引脚1通过电阻R2与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚92相接，所述光电隔离芯片U3的引脚1通过电阻R5与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚93相接，所述光电隔离芯片U4的引脚1通过电阻R7与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚94相接，所述光电隔离芯片U5的引脚1通过电阻R10与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚95相接，所述光电隔离芯片U6的引脚1通过电阻R15与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚98相接，所述光电隔离芯片U7的引脚1通过电阻R17与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚101相接；所述光电隔离芯片U2的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U3的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U4的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U5的引脚2和引脚3，光电隔离芯片U6的引脚2和引脚3，以及光电隔离芯片U7的引脚2和引脚3均接地；所述光电隔离芯片U2的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚2相接，所述光电隔离芯片U3的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚3相接，所述光电隔离芯片U4的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚4相接，所述光电隔离芯片U5的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚5相接，所述光电隔离芯片U6的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚6相接，所述光电隔离芯片U7的引脚4与驱动芯片IR2130的引脚7相接；所述驱动芯片IR2130的引脚1、快速恢复二极管D1的正极、快速恢复二极管D2的正极和快速恢复二极管D3的正极均与所述第一电压转换电路模块（2-3）的输出端VCC_12V和极性电容C1的正极相接，所述极性电容C1的负极接地；所述驱动芯片IR2130的引脚8与发光二极管D4的负极相接，所述发光二极管D4的正极通过电阻R16与所述第一电压转换电路模块（2-3）的输出端VCC_12V相接；所述驱动芯片IR2130的引脚9通过电阻R14接地，所述驱动芯片IR2130的引脚10通过电阻R13与驱动芯片IR2130的引脚11相接，所述驱动芯片IR2130的引脚12接地，所述驱动芯片IR2130的引脚13通过电阻R11接地且通过电阻R12与驱动芯片IR2130的引脚11相接，所述驱动芯片IR2130的引脚18通过非极性电容C4与驱动芯片IR2130的引脚20相接，所述驱动芯片IR2130的引脚20与快速恢复二极管D3的负极相接，所述驱动芯片IR2130的引脚22通过非极性电容C3与驱动芯片IR2130的引脚24相接，所述驱动芯片IR2130的引脚24与快速恢复二极管D2的负极相接，所述驱动芯片IR2130的引脚26通过非极性电容C2与驱动芯片IR2130的引脚28相接，所述驱动芯片IR2130的引脚28与快速恢复二极管D1的负极相接。

6.按照权利要求5所述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述三相全控桥驱动电路模块（7）由MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6，以及电阻R1、R3、R4、R6、R8和R9构成；所述MOS管Q1的栅极通过电阻R1与所述驱动芯片IR2130的引脚19相接，所述MOS管Q2的栅极通过电阻R3与所述驱动芯片IR2130的引脚23相接，所述MOS管Q3的栅极通过电阻R4与所述驱动芯片IR2130的引脚27相接，所述MOS管Q4的栅极通过电阻R6与所述驱动芯片IR2130的引脚14相接，所述MOS管Q5的栅极通过电阻R8与所述驱动芯片IR2130的引脚15相接，所述MOS管Q6的栅极通过电阻R9与所述驱动芯片IR2130的引脚16相接；所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极和MOS管Q3的漏极均与所述24V直流电源（2-2）的输出端VCC_24V相接，所述MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极和MOS管Q6的源极均与所述驱动芯片IR2130的引脚13相接；所述MOS管Q3的源极和MOS管Q6的漏极均与所述驱动芯片IR2130的引脚26相接且为所述三相全控桥驱动电路模块（7）的第一输出端VS1，所述MOS管Q2的源极和MOS管Q5的漏极均与所述驱动芯片IR2130的引脚22相接且为所述三相全控桥驱动电路模块（7）的第二输出端VS2，所述MOS管Q1的源极和MOS管Q4的漏极均与所述驱动芯片IR2130的引脚18相接且为所述三相全控桥驱动电路模块（7）的第三输出端VS3。

7.按照权利要求5所述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述电流检测电路模块（4）由电阻R32、R33和Rf构成，所述电阻Rf的一端与所述驱动芯片IR2130的引脚9和引脚13相接，所述电阻Rf的另一端和电阻R32的一端均接地，所述电阻R32的另一端和电阻R33的一端均与所述驱动芯片IR2130的引脚11相接，所述电阻R33的另一端与所述驱动芯片IR2130的引脚10和DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚2相接。

8.按照权利要求3所述的一种无刷直流电机控制器，其特征在于：所述液晶显示电路模块（6）由液晶显示屏LCD12864、电位器R24和电阻R25构成，所述液晶显示屏LCD12864的引脚1、引脚15和引脚20均接地，所述液晶显示屏LCD12864的引脚2与所述第二电压转换电路模块（2-4）的输出端VCC_5V相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚3与所述电位器R24的滑动端相接，所述电位器R24的一个固定端与所述第二电压转换电路模块（2-4）的输出端VCC_5V相接，所述电位器R24的另一个固定端接地，所述液晶显示屏LCD12864的引脚4与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚123相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚5与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚124相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚6与DSP数字信号处理器TMS320F2812的引脚116相接，所述液晶显示屏LCD12864的引脚19通过电阻R25与所述第二电压转换电路模块（2-4）的输出端VCC_5V相接。

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