CN204376787U - 双输入信号车用无刷电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双输入信号车用无刷电机控制器，包括单片机、脉宽信号控制单元和电压信号控制单元，脉宽信号控制单元包括电容C27、二极管D4、电阻R53、三极管Q9、三极管Q10、电阻R50、电阻R51、电阻R49、电阻R54；电压信号控制单元包括电阻R17、电阻R48、二极管D5、二极管D6、电容C28；该控制器能兼容电压和脉冲两种信号输入。通过两路信号采集，一路为电压输入信号，另一路为脉宽输入信号，两路信号接到外部同一输入端上，无论外部输入的是电压信号还是脉宽信号都能控制无刷电机工作。

Description

双输入信号车用无刷电机控制器

技术领域

本实用新型涉及一种双输入信号车用无刷电机控制器，涉及汽车用微电机行业无刷电机控制器生产制造领域。

背景技术

无刷电机控制器有多种输入控制信号，大多分这几种：电压输入控制信号、脉宽输入控制信号、LIN输入控制信号、CAN输入控制信号等。通过市场推广和应用来看，部分车厂还在采用电压输入信号控制无刷电机，电压输入信号的弊端就是电压信号在传输过程中有能量损耗，不能达到精确的控制。在信号传输过程中脉宽输入信号无能量损耗，能达到精确的控制要求，所以更能适应市场的发展。由于各汽车公司技术发展的不一致性，有的采样了脉宽控制信号做了技术提升，有的还采用电压控制信号，这样就导致需要针对不同的控制信号准备不同的无刷电机控制器，目前市场上需求一种能兼容多输入控制信号的无刷电机控制器。

实用新型内容

针对以上多种无刷控制器不能兼容多种信号的问题，本实用新型目的在于解决上述问题，提供一种能兼容电压和脉冲两种信号输入的无刷电机控制器。

本实用新型的技术解决方案是：

一种双输入信号车用无刷电机控制器，包括单片机、脉宽信号控制单元和电压信号控制单元，脉宽信号控制单元包括电容C27、二极管D4、电阻R53、三极管Q9、三极管Q10、电阻R50、电阻R51、电阻R49、电阻R54；二极管D4的负极连接控制信号输入端，二极管D4的正极分别连接三极管Q10的集电极、电阻R53的一端，电阻R53的另一端分别连接三极管Q9的基极、电阻R51的一端，电阻R51的另一端分别连接+5V电源、三极管Q9的发射极，三极管Q9的集电极分别连接脉宽信号输出端、电阻R54的一端，电阻R54的另一端接地；三极管Q10的发射极接地，三极管Q10的基极与发射极间连接有电阻R50，三极管Q10的基极还通过电阻R49连接S1-PWM，S1-PWM连接单片机的输出接口，控制信号输入端还通过电容C27接地；

电压信号控制单元包括电阻R17、电阻R48、二极管D5、二极管D6、电容C28；控制信号输入端还连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端分别连接二极管D5的正极、二极管D6的负极、电压信号输出端、电阻R48的一端，电阻R48的另一端分别连接二极管D6的正极、电容C28的一端，电容C28的另一端连接电压信号输出端。

进一步地，所述单片机通过功率驱动单元控制无刷电机。

进一步地，在控制信号输入端接入PWM脉宽信号，单片机的输出接口输出低电平控制S1-PWM使三极管 Q10工作于截止状态，电压信号输出端输出的电压在单片机的AD转换通道中不进行转换；

如果PWM脉宽信号为低电平时，通过二极管D4，5V电压经电阻R51和电阻R53分压后促使三极管Q9导通，脉宽信号输出端输出为高电平；

如果PWM脉宽信号为高电平时，二极管D4两端为5V不能产生使三极管Q9导通的电压，三极管Q9截止，脉宽信号输出端输出为低电平；

脉宽信号输出端输入到单片机定时器捕获通道进行捕获。

进一步地，在控制信号输入端接入0—10V电压信号，单片机的输出接口输出高电平控制S1-PWM使Q10工作于导通状态，单片机定时器捕获通道关闭，不进行捕获；

控制信号输入端电压经电阻R17和电阻R48分压后，输入到单片机AD转换通道进行转换，如果分压值大于5V被钳位二极管D5钳位在+5V。

本实用新型的有益效果是：该种双输入信号车用无刷电机控制器，能兼容电压和脉冲两种信号输入。通过两路信号采集，一路为电压输入信号，另一路为脉宽输入信号，两路信号同时接到外部同一输入端上，无论外部输入的是电压信号还是脉宽信号都能控制无刷电机工作。双输入信号的兼容性改善了无刷电机控制器的通用性，此无刷电机控制器可以替代PWM脉宽输入信号和电压输入信号的两种类型的无刷电机控制器使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是实施例中脉宽信号控制单元和电压信号控制单元的电路连接示意图；

图3 是实施例中单片机与脉冲信号输出端、电压信号输出端的连接图；

图4是实施例的信号检测策略的过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例

一种双输入信号车用无刷电机控制器，如图1和图2，包括单片机、脉宽信号控制单元和电压信号控制单元，单片机采用TMP89FM82，单片机通过功率驱动单元控制无刷电机。脉宽信号控制单元包括电容C27、二极管D4、电阻R53、三极管Q9、三极管Q10、电阻R50、电阻R51、电阻R49、电阻R54；二极管D4的负极连接控制信号输入端PMW-IN，二极管D4的正极分别连接三极管Q10的集电极、电阻R53的一端，电阻R53的另一端分别连接三极管Q9的基极、电阻R51的一端，电阻R51的另一端分别连接+5V电源、三极管Q9的发射极，三极管Q9的集电极分别连接脉宽信号输出端、电阻R54的一端，电阻R54的另一端接地；三极管Q10的发射极接地，三极管Q10的基极与发射极间连接有电阻R50，三极管Q10的基极还通过电阻R49连接S1-PWM，S1-PWM连接单片机的输出接口，如图3，控制信号输入端PMW-IN还通过电容C27接地。

电压信号控制单元包括电阻R17、电阻R48、二极管D5、二极管D6、电容C28；控制信号输入端PMW-IN还连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端分别连接二极管D5的正极、二极管D6的负极、电压信号输出端AD-SPEED、电阻R48的一端，电阻R48的另一端分别连接二极管D6的正极、电容C28的一端，电容C28的另一端连接电压信号输出端AD-SPEED。

附图1的虚线框为无刷电机控制器部分。附图2为附图1的信号采集部分。

实施例的两种信号兼容分析如下：

第一种，当控制信号输入端PMW-IN接入PWM脉宽信号，此时单片机的I/O口输出低电平控制S1-PWM使三极管 Q10工作于截止状态，电压信号输出端AD-SPEED输入端电压单片机AD转换通道不进行转换。

如果PWM信号为低电平时，通过二极管D4，5V电压经电阻R51和电阻R53分压后促使三极管Q9导通，脉宽信号输出端PWM-SPEED输出为高电平。

如果PWM信号为高电平时，二极管D4两端为5V不能产生使三极管Q9导通的电压，三极管Q9截止，脉冲信号输出端PWM-SPEED输出为低电平。

脉冲信号输出端PWM-SPEED输入到单片机定时器捕获通道进行捕获。

第二种，当控制信号输入端PMW-IN接入0—10V电压信号，此时单片机控制I/O口输出高电平控制S1-PWM使三极管Q10工作于导通状态，单片机定时器捕获通道关闭，不进行捕获。

控制信号输入端PMW-IN的输入端电压经电阻R17和电阻R48分压后，输入到单片机AD转换通道进行转换，如果分压值大于5V被钳位二极管D5钳位在+5V。

该种双输入信号车用无刷电机控制器的控制过程具体为，如图4：

在通电后，控制信号输入端等待信号输入，在采集到信号输入后检测是否为脉冲信号，如果是脉冲信号，进行记忆处理并关闭另一路信号检测；如果不是脉冲信号，检测是否为电压信号，如果是电压信号，进行记忆处理并关闭另一路信号检测；

如果信号输入检测是脉冲信号或电压信号，在输入信号不转换时，无刷电机控制器进入受控状态运行；在输入信号转换时进行断电，关闭控制器电源，重新上电后等待信号输入，如果未断电，则无刷电机控制器进入受控状态运行；

如果信号输入检测不是脉冲信号且不是电压信号，无刷电机控制器进入停止状态。

该种双输入信号车用无刷电机控制器的控制策略为：

无刷电机控制器上电后，首先单片机检测输入信号，当检测到一种输入信号后就会自动屏蔽掉另一路信号，在控制器没有掉电的情况下对此输入信号有记忆功能，在此时若改变成另一种输入信号控制器是不会识别的，因为控制器已经记忆上电后第一次检测到的信号。如果想更换输入信号需要关闭控制器电源，重新上电输入另外一种信号，只有这样才能避免输入控制信号的误判断。信号确认后无刷电机控制器就可以进入正常的受控状态运行。

Claims (4)

1.一种双输入信号车用无刷电机控制器，其特征在于：包括单片机、脉宽信号控制单元和电压信号控制单元，脉宽信号控制单元包括电容C27、二极管D4、电阻R53、三极管Q9、三极管Q10、电阻R50、电阻R51、电阻R49、电阻R54；二极管D4的负极连接控制信号输入端，二极管D4的正极分别连接三极管Q10的集电极、电阻R53的一端，电阻R53的另一端分别连接三极管Q9的基极、电阻R51的一端，电阻R51的另一端分别连接+5V电源、三极管Q9的发射极，三极管Q9的集电极分别连接脉宽信号输出端、电阻R54的一端，电阻R54的另一端接地；三极管Q10的发射极接地，三极管Q10的基极与发射极间连接有电阻R50，三极管Q10的基极还通过电阻R49连接S1-PWM，S1-PWM由单片机的输出口控制，控制信号的输入端还通过电容C27接地滤波处理；

电压信号控制单元包括电阻R17、电阻R48、二极管D5、二极管D6、电容C28；控制信号输入端还连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端分别连接二极管D5的正极、二极管D6的负极、电压信号输出端、电阻R48的一端，电阻R48的另一端分别连接二极管D6的正极、电容C28的一端，电容C28的另一端连接电压信号输出端。

2.如权利要求1所述的双输入信号车用无刷电机控制器，其特征在于：所述单片机通过功率驱动单元控制无刷电机。

3.如权利要求1或2所述的双输入信号车用无刷电机控制器，其特征在于：在控制信号输入端接入PWM脉宽信号时，单片机的输出口输出低电平控制S1-PWM使三极管 Q10工作于截止状态，此时电压信号输出端输出的电压在单片机的AD转换通道中不进行转换； 

如果PWM脉宽信号为低电平时，通过二极管D4，5V电压经电阻R51和电阻R53分压后促使三极管Q9导通，脉宽信号输出端输出为高电平；

如果PWM脉宽信号为高电平时，二极管D4两端为5V不能产生使三极管Q9导通的电压，三极管Q9截止，脉宽信号输出端输出为低电平；

脉宽信号输出端输入到单片机定时器捕获通道进行捕获。

4.如权利要求3所述的双输入信号车用无刷电机控制器，其特征在于：在控制信号输入端接入0—10V电压信号，单片机的输出口输出高电平控制S1-PWM使Q10工作于导通状态，单片机定时器捕获通道关闭，不进行捕获；

控制信号输入端电压经电阻R17和电阻R48分压后，输入到单片机AD转换通道进行转换，如果分压值大于5V被钳位二极管D5钳位在+5V。