CN205792323U - 用于电动工具的无刷电机控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于电动工具的无刷电机控制电路，包括无刷电机、逆变桥整流电路、控制器和驱动器，其还包括一比较器，所述比较器包括一负向输入端和三个正向输入端，三相绕组分别与三个第一电阻连接构建三相绕组的中性点并与比较器的负向输入端连接，同时通过控制器可控制比较器的三个正向输入端分别与负向输入端电压进行比较，进而检测出反电势的过零点，然后由控制器控制驱动器延时一段时间后再进行换向，这样可避免换向点与电机反电势过零点重合，根据电机弱磁效应可有效提高转速和效率，进而可有效提高电工工具的质量。

Description

用于电动工具的无刷电机控制电路

技术领域

本实用新型涉及电动工具领域，特别涉及一种用在电动工具上的无刷电机控制电路。

背景技术

由于直流无刷电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，因此在电动工具领域得到了特别广泛的应用。电动工具的电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有霍尔传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。

三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联结，三相绕组分别与功率开关管相接。霍尔传感器的跟踪转子与电动机转轴相联结。当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由霍尔传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。

传统电动工具的控制方式为：由3个霍尔传感器为控制器提供换向信号，每60度电角度，有一个霍尔状态发生变化，通知控制器改变通电相序。这种控制方式的缺点是：三个霍尔元件以及对应的线路板及定位装置需要额外的成本，而且如果机械定位不精确，还会造成换向误差。再有霍尔传感器很容易损坏，可靠性比较差，尤其在电动工具极其恶劣的应用场合中，会对霍尔传感器提出了更大的挑战。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种无需使用霍尔元件，而是通过检测反电势来控制电动机上无刷电机工作的控制电路。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于电动工具的无刷电机控制电路，包括无刷电机、逆变桥整流电路、控制器和驱动器，所述控制器与所述驱动器连接，所述驱动器通过逆变桥整流电路与所述无刷电机的三相绕组连接，其特征在于：其还包括一比较器，所述比较器包括一负向输入端和三个正向输入端，所述无刷电机的三相绕组分别与一分压电路连接，三个分压电路的输出端分别与所述比较器的三个正向输入端连接，三个分压电路的输出端分别通过第一电阻与所述比较器的负向输入端连接，所述比较器与所述控制器连接，所述控制器控制所述比较器使三个正向输入端其中的一相与所述负向输入端的输入信号进行比较。

优选地，所述分压电路包括相互串联的第二电阻和第三电阻，所述第二电阻与所述无刷电机的绕组连接，所述第三电阻接地。

优选地，所述比较器与所述控制器集成为一体结构。

优选地，该无刷电机控制电路还包括用于给控制器供电的5V电源，以及给逆变桥整流电路供电的15V电源。

如上所述，本实用新型的电动工具的无刷电机控制电路具有以下有益效果：该无刷电机控制电路的三相绕组分别与三个第一电阻连接构建三相绕组的中性点并与比较器的负向输入端连接，同时通过控制器可控制比较器的三个正向输入端分别与负向输入端电压进行比较，进而检测出反电势的过零点，然后由控制器控制驱动器延时一段时间后再进行换向，这样可避免换向点与电机反电势过零点重合，根据电机弱磁效应可有效提高转速和效率，进而可有效提高电工工具的质量。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例的电路图。

元件标号说明

1、逆变桥整流电路；2、控制器；3、驱动器；4、15V电源；5、5V电源；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种用于电动工具的无刷电机控制电路，其主要包括无刷电机、逆变桥整流电路1、控制器2和驱动器3几部分，控制器2与驱动器3连接，驱动器3通过逆变桥整流电路1与无刷电机的三相绕组连接。该电路还包括用于给控制器供电的5V电源，以及给逆变桥整流电路供电的15V电源。该电路在工作时，控制器2发送控制信号给驱动器3，驱动器3根据控制器2发送的控制信号控制逆变桥整流电路1工作，实现无刷电机的旋转，上述逆变桥整流电路1为现有技术，故在此不再详细描述。

该电路与现有电路的不同之处在于，电路中还包括一比较器，比较器包括一负向输入端和三个正向输入端，无刷电机的三相绕组U、V、W分别与一分压电路连接，三个分压电路的输出端分别与比较器的三个正向输入端连接，三个分压电路的输出端分别通过第一电阻R1与比较器的负向输入端连接。作为一种具体实施方式，上述分压电路包括相互串联的第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻的一端作为分压电路的输出端与无刷电机的绕组连接，第三电阻R3接地。

比较器与控制器连接，控制器2可控制比较器使其三个正向输入端其中的一相与负向输入端的输入信号进行比较。作为一种优选方式，可将比较器与控制器2集成为一体结构，也就是选择一种带比较器的控制器芯片（如带比较器的单片机），这样可使电路结构更加的紧凑。

该无刷电机控制电路的三相绕组分别与三个第一电阻连接构建三相绕组的中性点并与比较器的负向输入端连接，同时通过控制器可控制比较器的三个正向输入端分别与负向输入端电压进行比较（检测那一相时就通过单片机控制连接那一相）进而检测出该相反电势的过零点，然后由控制器控制驱动器延时一段时间后再进行换向，这样可避免换向点与电机反电势过零点重合，根据电机弱磁效应可有效提高转速和效率，进而可有效提高电工工具的质量。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种用于电动工具的无刷电机控制电路，包括无刷电机、逆变桥整流电路、控制器和驱动器，所述控制器与所述驱动器连接，所述驱动器通过逆变桥整流电路与所述无刷电机的三相绕组连接，其特征在于：其还包括一比较器，所述比较器包括一负向输入端和三个正向输入端，所述无刷电机的三相绕组分别与一分压电路连接，三个分压电路的输出端分别与所述比较器的三个正向输入端连接，三个分压电路的输出端分别通过第一电阻与所述比较器的负向输入端连接，所述比较器与所述控制器连接，所述控制器控制所述比较器使三个正向输入端其中的一相与所述负向输入端的输入信号进行比较。

2.根据权利要求1所述的用于电动工具的无刷电机控制电路，其特征在于：所述分压电路包括相互串联的第二电阻和第三电阻，所述第二电阻与所述无刷电机的绕组连接，所述第三电阻接地。

3.根据权利要求2所述的用于电动工具的无刷电机控制电路，其特征在于：所述比较器与所述控制器集成为一体结构。

4.根据权利要求3所述的用于电动工具的无刷电机控制电路，其特征在于：该无刷电机控制电路还包括用于给控制器供电的5V电源，以及给逆变桥整流电路供电的15V电源。