CN205017239U - 一种无刷直流电机控制电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种无刷直流电机控制电路；包括有主控电路、用于驱动电机运转的电机驱动电路、用于检测电流大小的电流检测电路、用于检测电机转速的速度检测电路以及用于检测温度大小的温度检测电路；所述电流检测电路、温度检测电路、速度检测电路将检测后的信息传至主控电路，主控电路控制电机驱动电路来控制电机运转，通过此电路设计，实现了无刷直流电机在不同工作条件下的控制要求，能节约成本，提高资源利用率。

Description

一种无刷直流电机控制电路
技术领域
本实用新型涉及一种无刷直流电机控制电路。
背景技术
目前，永磁无刷直流电机是最近几年随着电机技术的迅速发展而发展起来的新型电机，它既具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便，又具备直流电机良好的调速性能。目前，无刷直流电机调速系统已广泛应用于工业自动化控制及电动汽车驱动系统。
虽然目前关于无刷直流电机驱动控制的研究比较多，但仍存在一定的研究设计空间。已有的部分无刷直流电机驱动器产品，在不同的工作条件下通用性较差，例如在工业控制中，无刷直流电机调速系统一般都工作在较为恒定的转速、转矩及频率下，但用作电动汽车驱动电机时，由于不同的行驶工况及频繁的启停操作，会导致电机的转速、转矩等发生不停的变化，特别是从静止状态加速到指定速度时，很多用于工业控制的无刷直流电机控制器很难满足要求。另外，由于单片机数据处理能力有限，仅以单片机为核心的无刷直流电机控制器在较强的电磁干扰环境下以及运行电机调速算法和换向逻辑等多任务调度时易出现死机及无响应情况。
无刷直流电机因其自身的结构特点，必须与之相对应的控制器配套才能正常工作，控制器是无刷直流电机调速系统的核心，其性能好坏直接影响到整个系统的品质。另外，我国作为世界上第一大稀土资源国，这在一定程度上也会促进永磁无刷直流电机的推广使用；因此，研究推广稳定、可靠、多用途的无刷直流电机控制器对促进无刷直流电机产业化发展，实现我国工业自动化具有重要作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服以上所述的缺点，提供了一种实现无刷直流电机在不同工作条件下的控制要求，能节约成本，提高资源利用率的无刷直流电机控制电路。
为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：一种无刷直流电机控制电路，包括有主控电路、用于驱动电机运转的电机驱动电路、用于检测电流大小的电流检测电路、用于检测电机转速的速度检测电路以及用于检测温度大小的温度检测电路；所述电流检测电路、温度检测电路、速度检测电路将检测后的信息传至主控电路，主控电路控制电机驱动电路来控制电机运转。
其中，所述速度检测电路包括有MC33039速度检测芯片及其外围电路以及电机霍尔位置信号输入端；所述电机霍尔位置信号输入端连接于MC33039速度检测芯片的A、B、C三个接口。
其中，所述电机驱动电路还包括有无刷直流电机驱动控制芯片MC33035、芯片使能控制电路、闭环补偿电路、子驱动电路、驱动桥电路；
所述芯片使能控制电路包括有电阻R2、电容C2、三极管EN；所述电阻R2的一端接电源，另一端分别通过C2接地以及连接无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的S_II+端，所述电阻R2的一端连接三极管EN的集电极，所述三极管EN的发射极连接无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的O_EN端；
所述闭环补偿电路包括有电阻R5、电容C3；所述电阻R5和电容C3并联连接于无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的WC_WC端及O/PWN端；
所述子驱动电路包括有场效应管芯片IR2130、三个自举电路、三个上桥驱动电路、三个下桥驱动电路；所述三个自举电路包括有二极管D2、二极管D4、二极管D3、电容C13、电容C12、电容C14；三个上桥驱动电路包括电阻R10、电阻R11、电阻R14、二极管D5、二极管D6、二极管D7；三个下桥驱动电路包括电阻R16、电阻R18、电阻R19、二极管D8、二极管D9、二极管D10；所述二极管D2、二极管D4、二极管D3的正极分别接电源，它们的负极分别接场效应管芯片IR2130的VB1端、VB2端、VB3端；所述电容C13连接于二极管D2的负极与场效应管芯片IR2130的VS1端、电容C12连接于二极管D4的负极与场效应管芯片IR2130的VS2端、电容C14连接于二极管D3的负极与场效应管芯片IR2130的VS3端；所述电阻R10与二极管D5并联后连接于场效应管芯片IR2130的HO1端；所述电阻R11与二极管D6并联后连接于场效应管芯片IR2130的HO2端；所述电阻R14与二极管D7并联后连接于场效应管芯片IR2130的HO3端；所述电阻R16与二极管D8并联后连接于场效应管芯片IR2130的LO1端；所述电阻R18与二极管D9并联后连接于场效应管芯片IR2130的LO2端；所述电阻R19与二极管D10并联后连接于场效应管芯片IR2130的LO3端；
所述驱动桥电路包括有开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7；所述开关管Q2与开关管Q5串联为一组，所述开关管Q3与开关管Q6串联为一组，所述开关管Q4与开关管Q7串联为一组，三组开关管并联后串联于电源与地之间。
其中，所述电机驱动电路还包括有芯片故障提示电路、所述芯片故障提示电路包括有发光二极管D1、电阻R3；所述二极管D1与电阻R3串联后接于无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的FALUT端与电源端之间。
其中，所述主控电路包括有dsPIC芯片及其外围电路组成。
其中，还包括有通讯电路，所述通讯电路包括有光耦合隔离器以及MAX485芯片；所述通讯信号通过收发接口RX及TX端与光耦合隔离器的一端连接，光耦合隔离器的另一端与MAX485芯片的输入端及输出端连接。
其中，所述电流检测电路包括有ACS758LCB芯片及其外围电路。
其中，所述温度检测电路包括有DS18B20芯片及其外围电路。
其中，所述速度检测电路包括有MC33039芯片及其外围电路组成。
其中，所述驱动桥电路还包括有三组保护电路，所述三组保护电路包括有电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19；所述电阻R21、电容C15、电容C17并联；所述电阻R20、电容C16、电容C19并联；所述电阻R23、电容C18、电容R22并联。
本实用新型的有益效果为：包括有主控电路、用于驱动电机运转的电机驱动电路、用于检测电流大小的电流检测电路、用于检测电机转速的速度检测电路以及用于检测温度大小的温度检测电路；所述电流检测电路、温度检测电路、速度检测电路将检测后的信息传至主控电路，主控电路控制电机驱动电路来控制电机运转，通过此电路设计，实现了无刷直流电机在不同工作条件下的控制要求，能节约成本，提高资源利用率。
附图说明
图1为本实用新型原理框图；
图2为本实用新型的速度检测电路及电机驱动电路图；
图3为本实用新型的子驱动电路图；
图4为本实用新型的驱动桥电路图；
图5为本实用新型的通讯电路图；
图6为本实用新型的电流检测电路图；
图7为本实用新型的温度检测电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明，并不是把本实用新型的实施范围局限于此。
如图1至图7所示，本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，包括有主控电路、用于驱动电机运转的电机驱动电路、用于检测电流大小的电流检测电路、用于检测电机转速的速度检测电路以及用于检测温度大小的温度检测电路；所述电流检测电路、温度检测电路、速度检测电路将检测后的信息传至主控电路，主控电路控制电机驱动电路来控制电机运转；温度检测电路用于检测驱动电路的温度大小；通过此电路设计，实现了无刷直流电机在不同工作条件下的控制要求，能节约成本，提高资源利用率
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述速度检测电路包括有MC33039速度检测芯片及其外围电路以及电机霍尔位置信号输入端；所述电机霍尔位置信号输入端连接于MC33039速度检测芯片的A、B、C三个接口。
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述电机驱动电路还包括有无刷直流电机驱动控制芯片MC33035、芯片使能控制电路、闭环补偿电路、子驱动电路、驱动桥电路；
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述芯片使能控制电路包括有电阻R2、电容C2、三极管EN；所述电阻R2的一端接电源，另一端分别通过C2接地以及连接无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的S_II+端，所述电阻R2的一端连接三极管EN的集电极，所述三极管EN的发射极连接无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的O_EN端；
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述闭环补偿电路包括有电阻R5、电容C3；所述电阻R5和电容C3并联连接于无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的WC_WC端及O/PWN端；
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述子驱动电路包括有场效应管芯片IR2130、三个自举电路、三个上桥驱动电路、三个下桥驱动电路；所述三个自举电路包括有二极管D2、二极管D4、二极管D3、电容C13、电容C12、电容C14；三个上桥驱动电路包括电阻R10、电阻R11、电阻R14、二极管D5、二极管D6、二极管D7；三个下桥驱动电路包括电阻R16、电阻R18、电阻R19、二极管D8、二极管D9、二极管D10；所述二极管D2、二极管D4、二极管D3的正极分别接电源，它们的负极分别接场效应管芯片IR2130的VB1端、VB2端、VB3端；所述电容C13连接于二极管D2的负极与场效应管芯片IR2130的VS1端、电容C12连接于二极管D4的负极与场效应管芯片IR2130的VS2端、电容C14连接于二极管D3的负极与场效应管芯片IR2130的VS3端；所述电阻R10与二极管D5并联后连接于场效应管芯片IR2130的HO1端；所述电阻R11与二极管D6并联后连接于场效应管芯片IR2130的HO2端；所述电阻R14与二极管D7并联后连接于场效应管芯片IR2130的HO3端；所述电阻R16与二极管D8并联后连接于场效应管芯片IR2130的LO1端；所述电阻R18与二极管D9并联后连接于场效应管芯片IR2130的LO2端；所述电阻R19与二极管D10并联后连接于场效应管芯片IR2130的LO3端；
所述驱动桥电路包括有开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7；所述开关管Q2与开关管Q5串联为一组，所述开关管Q3与开关管Q6串联为一组，所述开关管Q4与开关管Q7串联为一组，三组开关管并联后串联于电源与地之间。
其中，所述电机驱动电路还包括有芯片故障提示电路、所述芯片故障提示电路包括有发光二极管D1、电阻R3；所述二极管D1与电阻R3串联后接于无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的FALUT端与电源端之间。
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述主控电路包括有dsPIC芯片及其外围电路组成。
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，还包括有通讯电路，所述通讯电路包括有光耦合隔离器以及MAX485芯片；所述通讯信号通过收发接口RX及TX端与光耦合隔离器的一端连接，光耦合隔离器的另一端与MAX485芯片的输入端及输出端连接；光耦隔离器起到信号隔离、抗干扰的作用。
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述电流检测电路包括有ACS758LCB芯片及其外围电路。
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述温度检测电路包括有DS18B20芯片及其外围电路；该芯片能自动感知芯片周围温度变化，检测到的温度信号可通过D_T接口输出。
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述速度检测电路包括有MC33039芯片及其外围电路组成。
本实施例所述的一种无刷直流电机控制电路，所述驱动桥电路还包括有三组保护电路，所述三组保护电路包括有电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19；所述电阻R21、电容C15、电容C17并联；所述电阻R20、电容C16、电容C19并联；所述电阻R23、电容C18、电容R22并联；保护电路起到缓冲和防浪涌现象，各组桥电路中间接无刷直流电机各驱动相电压线。
以上所述仅是本实用新型的一个较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本实用新型专利申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，包括有主控电路、用于驱动电机运转的电机驱动电路、用于检测电流大小的电流检测电路、用于检测电机转速的速度检测电路以及用于检测温度大小的温度检测电路；所述电流检测电路、温度检测电路、速度检测电路将检测后的信息传至主控电路，主控电路控制电机驱动电路来控制电机运转；所述速度检测电路包括有MC33039速度检测芯片及其外围电路以及电机霍尔位置信号输入端；所述电机霍尔位置信号输入端连接于MC33039速度检测芯片的A、B、C三个接口。
2.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，所述电机驱动电路还包括有无刷直流电机驱动控制芯片MC33035、芯片使能控制电路、闭环补偿电路、子驱动电路、驱动桥电路；
所述芯片使能控制电路包括有电阻R2、电容C2、三极管EN；所述电阻R2的一端接电源，另一端分别通过C2接地以及连接无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的S_II+端，所述电阻R2的一端连接三极管EN的集电极，所述三极管EN的发射极连接无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的O_EN端；
所述闭环补偿电路包括有电阻R5、电容C3；所述电阻R5和电容C3并联连接于无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的WC_WC端及O/PWN端；
所述子驱动电路包括有场效应管芯片IR2130、三个自举电路、三个上桥驱动电路、三个下桥驱动电路；所述三个自举电路包括有二极管D2、二极管D4、二极管D3、电容C13、电容C12、电容C14；三个上桥驱动电路包括电阻R10、电阻R11、电阻R14、二极管D5、二极管D6、二极管D7；三个下桥驱动电路包括电阻R16、电阻R18、电阻R19、二极管D8、二极管D9、二极管D10；所述二极管D2、二极管D4、二极管D3的正极分别接电源，它们的负极分别接场效应管芯片IR2130的VB1端、VB2端、VB3端；所述电容C13连接于二极管D2的负极与场效应管芯片IR2130的VS1端、电容C12连接于二极管D4的负极与场效应管芯片IR2130的VS2端、电容C14连接于二极管D3的负极与场效应管芯片IR2130的VS3端；所述电阻R10与二极管D5并联后连接于场效应管芯片IR2130的HO1端；所述电阻R11与二极管D6并联后连接于场效应管芯片IR2130的HO2端；所述电阻R14与二极管D7并联后连接于场效应管芯片IR2130的HO3端；所述电阻R16与二极管D8并联后连接于场效应管芯片IR2130的LO1端；所述电阻R18与二极管D9并联后连接于场效应管芯片IR2130的LO2端；所述电阻R19与二极管D10并联后连接于场效应管芯片IR2130的LO3端；
所述驱动桥电路包括有开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7；所述开关管Q2与开关管Q5串联为一组，所述开关管Q3与开关管Q6串联为一组，所述开关管Q4与开关管Q7串联为一组，三组开关管并联后串联于电源与地之间。
3.根据权利要求2所述的一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，所述电机驱动电路还包括有芯片故障提示电路、所述芯片故障提示电路包括有发光二极管D1、电阻R3；所述二极管D1与电阻R3串联后接于无刷直流电机驱动控制芯片MC33035的FALUT端与电源端之间。
4.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，所述主控电路包括有dsPIC芯片及其外围电路组成。
5.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，还包括有通讯电路，通讯电路包括有光耦合隔离器以及MAX485芯片；通讯信号通过收发接口RX及TX端与光耦合隔离器的一端连接，光耦合隔离器的另一端与MAX485芯片的输入端及输出端连接。
6.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，所述电流检测电路包括有ACS758LCB芯片及其外围电路。
7.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，所述温度检测电路包括有DS18B20芯片及其外围电路。
8.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，所述速度检测电路包括有MC33039芯片及其外围电路组成。
9.根据权利要求2所述的一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，所述驱动桥电路还包括有三组保护电路，所述三组保护电路包括有电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19；所述电阻R21、电容C15、电容C17并联；所述电阻R20、电容C16、电容C19并联；所述电阻R23、电容C18、电容R22并联。
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