CN205336167U

CN205336167U - 一种无刷直流电机控制电路

Info

Publication number: CN205336167U
Application number: CN201521095743.8U
Authority: CN
Inventors: 王影平
Original assignee: Tianjin Funisi Welding Technology Co Ltd
Current assignee: Tianjin Funisi Welding Technology Co Ltd
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2025-12-22

Abstract

本实用新型提供一种无刷直流电机控制电路，包括RS232通信模块、LCD显示屏、矩阵按键、STC89C52单片机、电源模块、前级驱动模块、H桥驱动模块、无刷直流电机、过流保护模块、光电隔离模块、转速及位置检测模块。核心控制芯片采用STC89C52，核心驱动芯片采用IR2130，经由6个MOS管驱动无刷直流电机。本实用新型的有益效果是：采用便宜的单片机和分立器件，如用场效应管搭建的H桥驱动电路，实现了较大功率的无刷电动机的驱动控制，既提高了控制的稳定性，又大大降低了成本。

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，属于电机控制领域。

背景技术

无刷直流电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的一种新型电机，它克服了传统直流电机的机械式换向器和电刷带来的一系列限制，既具备交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点。无刷直流电机的这些特点使其在计算机外围设备、医疗器械、仪器仪表、化工、汽车、家电、轻纺、工业自动化等领域有广阔的应用前景和研究价值。近年来，随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术及电力电子技术，尤其是大功率开关器件的发展，无刷电动机得到了快速的发展，为了适应小型直流电机的驱动需求，很多半导体厂商推出了许多专用集成驱动芯片，一定程度上满足了用户的需求。但是，对于功率较大的无刷电机，不仅仅专用芯片相对较少，而且价格昂贵，同时也不便于二次开发，因此其使用受到了很大的限制。本实用新型采用便宜的单片机和分立器件，如用场效应管搭建的H桥驱动电路，实现了较大功率的无刷电动机的驱动控制，既提高了控制的稳定性，又大大降低了成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种无刷直流电机控制电路，该电路结构简单，能耗低，稳定性强，便于二次开发，降低了成本。

本实用新型的技术方案是：如图1所示，所述一种无刷直流电机控制电路，包括LCD显示屏、RS232通信模块、矩阵键盘、STC89C52单片机、前级驱动模块、电源模块、过流保护模块、H桥驱动模块、光电隔离模块、无刷直流电机、转速及位置检测模块。

所述LCD显示屏接收STC89C52单片机的信号，用于显示单片机内的参数状态；所述RS232通信模块用于STC89C52单片机与上位机之间的双向通信；

所述矩阵键盘与单片机连接，将操作员按下的指令传输给单片机；

所述STC89C52的IO端口输出的信号传输到前级驱动模块，通过前级驱动模块驱动后一级的H桥驱动模块；

所述H桥驱动模块内个六个MOS管与无刷直流电机连接，通过6个PWM信号控制MOS管的交替导通与关断，从而驱动无刷直流电机运转；

所述电源模块输出5V至STC89C52单片机、输出15V至前级驱动模块、输出24V至H桥驱动模块以达到供电的目的；

所述过流保护模块从H桥驱动模块采集电流信号，并将电流状态反馈给STC89C52单片机，一旦发生过流情况，单片机立即切断IO端口输出；

所述转速及位置检测模块采集无刷直流电机的转速信息和位置信息通过光电隔离模块反馈给STC89C52单片机。

优选地，所述前级驱动模块的核心芯片采用IR2130，该芯片为MOS管专用的栅极驱动芯片，其具有自举功能，能同时驱动桥式电路中的低压侧和高压侧的功率元件；

所述转速及位置检测模块中，测量转速时，使用一个红外对射管，发光管发出的红外光如果不被遮挡，则会直接照在接收管上，接收管是一个光敏电阻，当感光时，接收管的阻值变小，反之则电阻变大；红外对射管之间放置一个码盘，码盘与无刷直流电机相连，当电机转动时带动码盘转动，转动到某一位置时红外光线透过孔照射到接收管上，再下一个位置时，光线被挡住，从而接收管未收到红外光线，如此循环，转速就转化为单位时间内的脉冲数。

本实用新型的有益效果是：采用便宜的单片机和分立器件，如用场效应管搭建的H桥驱动电路，实现了较大功率的无刷电动机的驱动控制，既提高了控制的稳定性，又大大降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构图；

图2是本实用新型的前级驱动模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括RS232通信模块、LCD显示屏、矩阵按键、STC89C52单片机、电源模块、前级驱动模块、H桥驱动模块、无刷直流电机、过流保护模块、光电隔离模块、转速及位置检测模块。

所述STC89C52单片机分别连接所述LCD显示屏、RS232通信模块、矩阵按键；所述电源模块分别连接STC89C52单片机、前级驱动模块、H桥驱动模块；所述前级驱动模块的输入端连接所述STC89C52单片机，输出端连接H桥驱动模块的输入端；所述H桥驱动模块的输出端连接所述无刷直流电机；所述过流保护模块分别连接STC89C52单片机与H桥驱动模块；所述转速及位置检测模块的输入端连接所述无刷直流电机，输出端连接所述光电隔离模块的输入端；所述光电隔离模块的输出端连接STC89C52单片机的IO端口。

进一步地，如图2所示，为所述前级驱动模块的电路图，其中核心芯片为IR2130，IR2130的1脚分别连接二极管D1、D2、D3的阳极以及15V电源；IR2130的2脚至7脚用总线方式连接P1；IR2130的10脚、11脚、17脚、21脚、25脚都悬空；IR2130的12脚连接GND；IR2130的13脚分别连接电容C4、C5、C6以及电位器R2；IR2130的14脚连接电阻R8、15脚连接电阻R7、16脚连接电阻R6、18脚连接电阻R3、19脚连接电阻R11、20脚连接电容C9、22脚连接电阻R5、23脚连接电阻R10、24脚连接电容C8、26脚连接电阻R4、27脚连接电阻R9、28脚连接电容C7；电容C7与电阻R4相连、电容C8与电阻R5相连、电容C9与电阻R3相连；电容C1、C2、C3、C4、C5、C6分别与GND相连；IR2130的8脚与连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电阻R1；电阻R1的两端分别连接电容C2和C3。

优选的，所述LCD显示屏的型号为1602；所述RS232通信模块包括MAX232芯片以及瓷片滤波电容；电源模块包括变压器及三端稳压器；所述H桥驱动模块包括6个MOS管；所述光电隔离模块为芯片6N137。

以上实施方式对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种无刷直流电机控制电路，其特征在于：包括RS232通信模块、LCD显示屏、矩阵按键、STC89C52单片机、电源模块、前级驱动模块、H桥驱动模块、无刷直流电机、过流保护模块、光电隔离模块、转速及位置检测模块；所述STC89C52单片机分别连接所述LCD显示屏、RS232通信模块、矩阵按键；所述电源模块分别连接STC89C52单片机、前级驱动模块、H桥驱动模块；所述前级驱动模块的输入端连接所述STC89C52单片机，输出端连接H桥驱动模块的输入端；所述H桥驱动模块的输出端连接所述无刷直流电机；所述过流保护模块分别连接STC89C52单片机与H桥驱动模块；所述转速及位置检测模块的输入端连接所述无刷直流电机，输出端连接所述光电隔离模块的输入端；所述光电隔离模块的输出端连接STC89C52单片机的IO端口。

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：所述前级驱动模块中核心芯片为IR2130，IR2130的1脚分别连接二极管D1、D2、D3的阳极以及15V电源；IR2130的2脚至7脚用总线方式连接P1；IR2130的10脚、11脚、17脚、21脚、25脚都悬空；IR2130的12脚连接GND；IR2130的13脚分别连接电容C4、C5、C6以及电位器R2；IR2130的14脚连接电阻R8、15脚连接电阻R7、16脚连接电阻R6、18脚连接电阻R3、19脚连接电阻R11、20脚连接电容C9、22脚连接电阻R5、23脚连接电阻R10、24脚连接电容C8、26脚连接电阻R4、27脚连接电阻R9、28脚连接电容C7；电容C7与电阻R4相连、电容C8与电阻R5相连、电容C9与电阻R3相连；电容C1、C2、C3、C4、C5、C6分别与GND相连；IR2130的8脚与连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电阻R1；电阻R1的两端分别连接电容C2和C3。

3.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LCD显示屏的型号为1602；所述RS232通信模块包括MAX232芯片以及瓷片滤波电容；电源模块包括变压器及三端稳压器7805、7815、7824；所述H桥驱动模块包括6个MOS管；所述光电隔离模块为芯片6N137。