CN206313690U - 一种无刷直流电机及其调速控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电机控制技术领域，提供了一种无刷直流电机及其调速控制电路。在本实用新型中，通过采用包括多档开关模块、调速模块、整流模块、逆变模块以及控制模块的调速控制电路，使得多档开关模块根据用户的操作将外部电源提供的交流电输入至整流模块，同时输出相应的档位信息至调速模块；整流模块将交流电整流后输出直流电至逆变模块；调速模块根据档位信息输出相应的调速信息至控制模块；控制模块根据调速信息输出相应的控制信息至逆变模块；逆变模块根据控制信息对直流电进行逆变处理后输出至无刷直流电机，以调整无刷直流电机的转速，实现了多档开关在无刷直流电机中的应用，解决了现有的直流电机存在多档转换开关无法应用的问题。

Description

一种无刷直流电机及其调速控制电路

技术领域

本实用新型属于电机控制技术领域，尤其涉及一种无刷直流电机及其调速控制电路。

背景技术

目前，现有三速电机的实现方法有两种，一种是通过特殊的定子绕组设计，实现一个电机具备三套绕组，每套绕组对应一种极数，即每套绕组对应一种转速，而转速之间的切换主要是通过多档开关装置控制；另外一种是将三速电机设计成单绕组三速电机，并将每相绕组分段，通过多档开关装置进行变极，从而实现三个速度的切换。

然而，无论是以上两种实现中的哪一种三速电机，现有的三速电机均是交流电机，也就是说，交流的三速电机主要利用多档开关装置进行调速控制。而在直流电机领域，直流电机的调速控制主要通过模拟或数字信号实现的，多档开关装置并不能应用到直流电机中，即不能利用多档开关装置对直流电机进行调速控制。

综上所述，现有的直流电机存在多档转换开关无法应用的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无刷直流电机及其调速控制电路，旨在解决现有的直流电机存在多档转换开关无法应用的问题。

本实用新型是这样实现的，一种调速控制电路，与无刷直流电机连接，所述调速控制电路包括多档开关模块、调速模块、整流模块、逆变模块以及控制模块；

所述多档开关模块的第一输入端与外部电源的火线连接，所述多档开关模块的第二输入端与所述外部电源的零线连接，所述多档开关模块的第一输出端、第二输出端以及第三输出端共接于所述整流模块的第一输入端，所述多档开关模块的第四输出端与所述整流模块的第二输入端连接；所述调速模块的第一输入端和第二输入端均与所述多档开关模块的第一输出端连接，所述调速模块的第三输入端和第四输入端均与所述多档开关模块的第二输出端连接，所述调速模块的第一输出端与所述控制模块的第一输入端连接，所述调速模块的第二输出端与所述控制模块的第二输入端连接，所述控制模块的输出端与所述逆变模块的第一输入端连接；所述整流模块的输出端与所述逆变模块的第二输入端连接，所述逆变模块的输出端与所述无刷直流电机连接；

所述多档开关模块根据用户的操作将所述外部电源提供的交流电输入至所述整流模块，同时输出相应的档位信息至所述调速模块；所述整流模块将所述交流电整流后输出直流电至所述逆变模块；所述调速模块根据所述档位信息输出相应的调速信息至所述控制模块；所述控制模块根据所述调速信息输出相应的控制信息至所述逆变模块；所述逆变模块根据所述控制信息对所述直流电进行逆变处理后输出至所述无刷直流电机，以调整所述无刷直流电机的转速。

本实用新型的另一目的还在于提供一种无刷直流电机，所述无刷直流电机包括上述的调速控制电路。

在本实用新型中，通过采用包括多档开关模块、调速模块、整流模块、逆变模块以及控制模块的调速控制电路，使得多档开关模块根据用户的操作将外部电源提供的交流电输入至整流模块，同时输出相应的档位信息至调速模块；整流模块将交流电整流后输出直流电至逆变模块；调速模块根据档位信息输出相应的调速信息至控制模块；控制模块根据调速信息输出相应的控制信息至逆变模块；逆变模块根据控制信息对直流电进行逆变处理后输出至无刷直流电机，以调整无刷直流电机的转速，实现了多档开关在无刷直流电机中的应用，解决了现有的直流电机存在多档转换开关无法应用的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的调速控制电路的模块结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例所提供的调速控制电路的模块结构示意图；

图3是本实用新型一实施例所提供的调速控制电路中调速模块的电路结构示意图；

图4是本实用新型一实施例所提供的调速控制电路中多档开关模块和整流模块的电路结构示意图；

图5是本实用新型一实施例所提供的调速控制电路中控制模块的电路结构示意图；

图6是本实用新型一实施例所提供的调速控制电路中逆变模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：

图1示出了本实用新型一实施例所提供的调速控制电路10的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本实施例所提供的调速控制电路10和无刷直流电机20连接，用于控制无刷直流电机20的调速。

其中，该调速控制电路10包括多档开关模块100、调速模块101、整流模块102、逆变模块103以及控制模块104。

多档开关模块100的第一输入端与外部电源的火线L连接，多档开关模块100的第二输入端与外部电源的零线N连接，多档开关模块100的第一输出端、第二输出端以及第三输出端共接于整流模块102的第一输入端，多档开关模块100的第四输出端与整流模块102的第二输入端连接；调速模块101的第一输入端和第二输入端均与多档开关模块100的第一输出端连接，调速模块101的第三输入端和第四输入端均与多档开关模块100的第二输出端连接，调速模块101的第一输出端与控制模块104的第一输入端连接，调速模块101的第二输出端与控制模块104的第二输入端连接，控制模块104的输出端与逆变模块103的第一输入端连接；整流模块102的输出端与逆变模块103的第二输入端连接，逆变模块103的输出端与无刷直流电机20连接。

具体的，多档开关模块100根据用户的操作将外部电源提供的交流电输入至整流模块102，同时输出相应的档位信息至调速模块101；整流模块102将交流电整流后输出直流电至逆变模块103；调速模块101根据档位信息输出相应的调速信息至控制模块104；控制模块104根据调速信息输出相应的控制信息至逆变模块103；逆变模块103根据控制信息对直流电进行逆变处理后输出至无刷直流电机20，以调整无刷直流电机20的转速。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，调速模块101包括第一调速单元101a与第二调速单元101b。

其中，第一调速单元101a的第一输入端和第二输入端分别为调速模块101的第一输入端和第二输入端，第一调速单元101a的输出端为调速模块101的第一输出端，第二调速单元101b的第一输入端和第二输入端分别为调速模块101的第三输入端和第四输入端，第二调速单元101b的输出端为调速模块101的第二输出端。

具体的，当多档开关模块100输出第一档位信息时，第一调速单元101a与第二调速单元101b无输出；当多档开关模块100输出第二档位信息时，第一调速单元101a与第二调速单元101b均输出第一调速信息至控制模块104；当多档开关模块100输出第三档位信息时，第一调速单元101a输出第一调速信息至控制模块104，第二调速单元101b输出第二调速信息至控制模块104；当多档开关模块100输出第四档位信息时，第一调速单元101a输出第二调速信息至控制模块104，第二调速单元101b输出第一调速信息至控制模块104。

需要说明的是，在本实施例中，第一调速信息为高电平信号，第二调速信息为低电平信号，当然本领域技术人员可以理解的是，在其他实施例中，第一调速信息为低电平信号，第二调速信息为高电平信号。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，第一调速单元101a包括第一电流互感器T1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2以及第一比较器U1。

其中，第一电流互感器T1的初级线圈的第一端与第二端分别为第一调速单元101a的第一输入端和第二输入端，第一电流互感器T1的次级线圈的第一端与第一电阻R1的第一端、第一电容C1的第一端以及第一比较器U1的反相输入端共接，第一电流互感器T1的次级线圈的第二端与第一电阻R1的第二端、第一电容C1的第二端以及第二电阻R2的第一端共接于地，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端以及第一比较器U1的同相输入端共接，第三电阻R3的第二端与第一比较器U1的正电压端以及第二电容C2的第一端连接，并接收第一工作电压VCC1，第二电容C2的第二端和第一比较器U1的负电压端均接地，第一比较器U1的输出端为第一调速单元101a的输出端。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，第二调速单元包括101b第二电流互感器T2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3、第四电容C4以及第二比较器U2。

其中，第二电流互感器T2的初级线圈的第一端与第二端分别为第二调速单元101b的第一输入端和第二输入端，第二电流互感器T2的次级线圈的第一端与第四电阻R4的第一端、第三电容C3的第一端以及第二比较器U2的反相输入端共接，第二电流互感器T2的次级线圈的第二端与第四电阻R4的第二端、第三电容C3的第二端以及第五电阻R5的第一端共接于地，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端以及第二比较器U2的同相输入端共接，第六电阻R6的第二端与第二比较器U2的正电压端以及第四电容C4的第一端连接，并接收第一工作电压VCC1，第四电容C4的第二端和第二比较器U2的负电压端均接地，第二比较器U2的输出端为第二调速单元101b的输出端。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图4所示，多档开关模块100包括多档开关S与接口座子J1。

其中，多档开关S的输入端1为多档开关模块100的第一输入端，接口座子J1的第一输入端为多档开关模块100的第二输入端，多档开关S的第一输出端H、第二输出端M以及第三输出端L1分别与接口座子J1的第二输入端、第三输入端以及第四输入端连接，接口座子J1的第一输出端、第二输出端、第三输出端以及第四输出端分别为多档开关模块100的第一输出端、第二输出端、第三输出端以及第四输出端。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，整流模块102包括滤波单元102a与整流单元102b。

其中，滤波单元102a的第一输入端与第二输入端分别为整流模块102的第一输入端和第二输入端，滤波单元102a的第一输出端与第二输出端分别与整流单元102b的第一输入端和第二输入端连接，整流单元102b的输出端为整流模块102的输出端。

具体的，滤波单元102a将交流电滤波后输出至整流单元102b，整流单元102b对滤波后的交流电进行整流处理。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图4所示，滤波单元102a包括保险丝F1、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一可变电阻R7、压敏电阻R以及电感L1。

其中，保险丝F1的第一端为滤波单元102a的第一输入端，保险丝F1的第二端与第五电容C5的第一端以及第一可变电阻R7的第一端共接，第五电容C5的第二端与第六电容C6的第一端连接，第六电容C6的第二端与压敏电阻R的第一端、第七电容C7的第二端以及电感L1的第一端共接形成滤波单元102a的第二输入端，第一可变电阻R7的第二端与压敏电阻R的第二端、第七电容C7的第一端以及电感L1的第二端共接，电感L1的第三端与第四端分别为滤波单元102a的第一输出端与第二输出端。需要说明的是，在本实用新型实施例中，电感L1是共模电感。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图4所示，整流单元102b包括第一二极管D2、第二二极管D3、第三二极管D4、第四二极管D5、第八电容C8以及第九电容C9。

其中，第一二极管D2的阳极为整流单元102b的第一输入端，第一二极管D2的阴极与第二二极管D3的阴极、第八电容C8的第一端以及第九电容C9的第一端共接形成整流单元102b的输出端，第二二极管D3的阳极为整流单元102b的第二输入端，第三二极管D4的阴极与第一二极管D2的阳极连接，第四二极管D5的阴极与第二二极管D3的阳极连接，第三二极管D4的阳极、第四二极管D5的阳极、第八电容C8的第二端以及第九电容C9的第二端共接于地。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图5所示，控制模块104包括微控制单元MCU。

其中，微控制单元MCU的第一数据引脚P5.1与第二数据引脚P5.2分别为控制模块104的第一输入端和第二输入端，微控制单元MCU的高电压引脚接收工作电压，微控制单元MCU的接地引脚GND与低电压引脚VSS/AVSS均接地，微控制单元MCU的多个脉冲信号输出端PWMUH、PWMVH、PWMWH、PWMUM、PWMVM、PWMWM、IFBU-、IFBV-组成了控制模块104的输出端。

进一步地，如图5所示，控制模块104还包括第七电阻R8、第八电阻R9、第九电阻R10、第十电阻R11、第十一电阻R12、第十二电阻R13、第十三电阻R14、第十四电阻R15、第十五电阻R16、第十六电阻R17、第十七电阻R18、第十八电阻R19、第十九电阻R20、第二十电阻R21、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、晶体振荡器C以及发光二极管D6。

其中，第七电阻R8的第一端和第十电容C10的第一端以及晶体振荡器C的第一端均与微控制单元MCU的第一振荡信号引脚XTAL0连接，第十电容C10的第二端与第十一电容C11的第二端共接于地，第十一电容C11的第一端和晶体振荡器C的第二端以及第七电阻R8的第二端共接于第八电阻R9的第一端，第八电阻R9的第二端与微控制单元MCU的第二振荡信号引脚XTAL1连接；微控制单元MCU的第一高电压引脚VDD1与第十二电容C12的第一端连接，并接收第一工作电压VCC1，第十二电容C12的第一端与第十三电容C13的第一端、第十四电容C14的第一端以及微控制单元MCU的第一低电压引脚VSS共接，第十三电容C13的第二端与十四电容C14的第二端与微控制单元MCU的第二高电压引脚VDDCAP连接，并接收第三工作电压1.8V。

第九电阻R10的第一端接收第一工作电压VCC1，第九电阻R10的第二端与微控制单元MCU的第三数据引脚P3.2连接；第十电阻R11的第一端接收第一工作电压VCC1，第十电阻R11的第二端与发光二极管D6的阳极连接，发光二极管D6的阴极与微控制单元MCU的第四数据引脚P2.6连接；第十一电阻R12的第一端与第十四电阻R15的第一端共接于微控制单元MCU的脉冲信号输出引脚IFBU-，第十四电阻R15的第二端与微控制单元MCU的信号引脚IFBUO连接，第十二电阻R13的第一端接地，第十二电阻R13的第二端与第十三电阻R14的第一端共接于微控制单元MCU的脉冲信号输出引脚IFBU+，第十三电阻R14的第二端接收第二工作电压VCC2；第十五电阻R16的第一端与第十八电阻R19的第一端共接于微控制单元MCU的脉冲信号输出引脚IFBV-，第十八电阻R19的第二端与微控制单元MCU的信号引脚IFBVO连接，第十六电阻R17的第一端接地，第十六电阻R17的第二端与第十七电阻R18的第一端共接于微控制单元MCU的脉冲信号输出引脚IFBV+，第十七电阻R18的第二端接收第二工作电压VCC2。

第十九电阻R20的第一端接收第一工作电压VCC1，第十九电阻R20的第二端与第十五电容C15的第一端共接于微控制单元MCU的复位引脚RESET，第十五电容C15的第二端接地；第二十电阻R21的第一端接收第一工作电压VCC1，第二十电阻R21的第二端与微控制单元MCU的信号引脚GATEKILL连接；微控制单元MCU的第三高电压引脚VDD1接收第一工作电压VCC1，并与第十六电容C16的第一端连接，第十六电容C16的第二端接地；微控制单元MCU的第四高电压引脚VDDCAP与第十七电容C17的第一端以及第十八电容C18的第一端共接，并接收第二工作电压VCC2，第十八电容C18的第二端与第十七电容C17的第二端共接于微控制单元MCU的第二低电压引脚AVSS，微控制单元MCU的第二低电压引脚AVSS与接地引脚GND均接地。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图6所示，逆变模块103包括第一开关元件M1至第六开关元件M6、第二十一电阻R22、第二十二电阻R23、第二十三电阻R24、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第一驱动芯片U3、第二驱动芯片U4以及第三驱动芯片U5。

其中，第一开关元件M1的输入端、第二开关元件M2的输入端、第三开关元件M3的输入端以及第十九电容C19的第一端共接形成逆变模块103的第二输入端，第十九电容C19的第二端接地；第一开关元件M1的输出端与第四开关元件M4的输入端以及第一驱动芯片U3的信号端VS共接形成U相输出端，第二开关元件M2的输出端与第五开关元件M5的输入端以及第二驱动芯片U4的信号端VS共接形成V相输出端，第三开关元件M3的输出端与第六开关元件M6的输入端以及第三驱动芯片U5的信号端VS共接形成W相输出端；第一开关元件M1的控制端与第一驱动芯片U3的信号端HO连接，第二开关元件M2的控制端与第二驱动芯片U4的信号端HO连接，第三开关元件M3的控制端与第三驱动芯片U5的信号端HO连接；第四开关元件M4的控制端与第一驱动芯片U3的信号端LO连接，第五开关元件M5的控制端与第二驱动芯片U4的信号端LO连接，第六开关元件M6的控制端与第三驱动芯片U5的信号端LO连接；第四开关元件M4的输出端与第二十一电阻R22的第一端共接形成U相输入端IU，第五开关元件M5的输出端与第二十二电阻R23的第一端共接形成V相输入端IV，第六开关元件M6的输出端与第二十三电阻R24的第一端连接，第二十一电阻R22的第二端与第二十二电阻R23的第二端以及第二十三电阻R24的第二端共接于地。

第一驱动芯片U3的信号管VB与第二十电容C20的第一端连接，第二十电容C20的第二端与第一开关元件M1的输出端连接，第一驱动芯片U3的电压端VCC接收工作电压VCC，并且与第二十一电容C21的第一端连接，第二十一电容C21的第二端接地，第二驱动芯片U4的信号管VB与第二十二电容C22的第一端连接，第二十二电容C22的第二端与第二开关元件M2的输出端连接，第二驱动芯片U4的电压端VCC接收工作电压VCC，并且与第二十三电容C23的第一端连接，第二十三电容C23的第二端接地，第三驱动芯片U5的信号管VB与第二十四电容C24的第一端连接，第二十四电容C24的第二端与第三开关元件M3的输出端连接，第三驱动芯片U5的电压端VCC接收工作电压VCC，并且与第二十五电容C25的第一端连接，第二十五电容C25的第二端接地，第一驱动芯片U3的信号端HIN和LIN、第二驱动芯片U4的信号端HIN和LIN、第三驱动芯片U4的信号端HIN和LIN、U相输入端IU以及V相输入端IV为逆变模块103的第一输入端，并且U相输入端IU与控制模块104的第十一电阻R12的第二端连接，V相输入端IV与控制模块104的第十五电阻R16的第二端连接，第一驱动芯片U3的信号端HIN和LIN分别和微控制单元MCU的脉冲信号输出端PWMUH和PWMUM连接，第二驱动芯片U4的信号端HIN和LIN分别和微控制单元MCU的脉冲信号输出端PWMVH和PWMVM连接，第三驱动芯片U5的信号端HIN和LIN分别和微控制单元MCU的脉冲信号输出端PWMWH和PWMWM连接，第一驱动芯片U3的公共信号端COM、第二驱动芯片U4的公共信号端COM以及第三驱动芯片U5的公共信号端COM共接。

需要说明的是，在本实施例中，第一开关元件M1至第六开关元件M6均为NMOS管，该NMOS管的栅极分别为第一开关元件M1的控制端、第二开关元件M2的控制端、第三开关元件M3的控制端、第四开关元件M4的控制端、第五开关元件M5的控制端以及第六开关元件M6的控制端，该NMOS管的漏极分别为第一开关元件M1的输入端、第二开关元件M2的输入端、第三开关元件M3的输入端、第四开关元件M4的输入端、第五开关元件M5的输入端以及第六开关元件M6的输入端，该NMOS管的源极分别为第一开关元件M1的输出端、第二开关元件M2的输出端、第三开关元件M3的输出端、第四开关元件M4的输出端、第五开关元件M5的输出端以及第六开关元件M6的输出端。

可以理解的是，在其他实施例中，第一开关元件M1至第六开关元件M6均为PMOS管，该PMOS管的栅极分别为第一开关元件M1的控制端、第二开关元件M2的控制端、第三开关元件M3的控制端、第四开关元件M4的控制端、第五开关元件M5的控制端以及第六开关元件M6的控制端，该PMOS管的源极分别为第一开关元件M1的输入端、第二开关元件M2的输入端、第三开关元件M3的输入端、第四开关元件M4的输入端、第五开关元件M5的输入端以及第六开关元件M6的输入端，该PMOS管的漏极分别为第一开关元件M1的输出端、第二开关元件M2的输出端、第三开关元件M3的输出端、第四开关元件M4的输出端、第五开关元件M5的输出端以及第六开关元件M6的输出端。

需要说明的是，第一开关元件M1至第六开关元件M6可以由绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)实现。

此外，本实用新型实施例中的工作电压VCC和第一工作电压VCC1均是由电源电路提供，而第二工作电压VCC2是由微控制单元MCU提供的，由于该电源电路可采用现有的电源电路实现，因此，此处不再赘述。

以下以图3至图6所示的电路结构为例对本实用新型实施例所提供的调速控制电路10的工作原理作具体说明，详述如下：

首先，值得注意的是，多档开关S的具有四个档位，分别是空档、低档、中档以及高档。当用户将多档开关S旋转到空档时，则表明其输入端1空接；当用户将多档开关S旋转到低档时，则表明其输入端1与第三输出端L1连接；当用户将多档开关S旋转到中档时，则表明其输入端1与第二输出端M连接；当用户将多档开关S旋转到高档时，则表明其输入端1与第一输出端H连接。

进一步地，当用户将多档开关S旋转到空档时，此时调速控制电路10没有通电，即调速控制电路10不工作；当用户将多档开关S旋转到低档时，此时调速控制电路10通电工作，多档开关S通过接口座子J1将外部电源的交流电输出至滤波整流电路进行滤波整流后输出至逆变电路，同时第一电流互感器T1和第二电流互感器T2的初级线圈没有交流电流通过，第一电流互感器T1和第二电流互感器T2的次级线圈输出电压为0，而由于第一比较器U1和第二比较器U2的同相输入端电位均大于反相输入端电位，因此，第一比较器U1和第二比较器U2同时输出高电平至微控制单元MCU，微控制单元MCU根据该高电平信号输出低速控制信号至逆变电路的第一驱动芯片U3、第二驱动芯片U4以及第三驱动芯片U5，第一驱动芯片U3、第二驱动芯片U4以及第三驱动芯片U5根据低速控制信号控制无刷直流电机20低速运行。

当用户将多档开关S旋转到中档时，此时调速控制电路10通电工作，多档开关S通过接口座子J1将外部电源的交流电输出至滤波整流电路进行滤波整流后输出至逆变电路，同时第一电流互感器T1的初级线圈没有交流电流通过，第二电流互感器T2的初级线圈有交流电流通过，第一电流互感器T1的次级线圈输出电压为0，第二电流互感器T2的次级线圈会感应出一定幅值的电压信号，并且该电压信号大于同相输入端电位，而由于第一比较器U1的同相输入端电位均大于反相输入端电位，因此，第一比较器U1输出高电平至微控制单元MCU，第二比较器U2输出低电平信号至微控制单元MCU，微控制单元MCU根据第一比较器U1输出的高电平信号与第二比较器U2输出的低电平信号输出中速控制信号至第一驱动芯片U3、第二驱动芯片U4以及第三驱动芯片U5，第一驱动芯片U3、第二驱动芯片U4以及第三驱动芯片U5根据中速控制信号控制无刷直流电机20中速运行。

当用户将多档开关S旋转到高档时，此时调速控制电路10通电工作，多档开关S通过接口座子J1将外部电源的交流电输出至滤波整流电路进行滤波整流后输出至逆变电路，同时第一电流互感器T1的初级线圈有交流电流通过，第二电流互感器T2的初级线圈没有交流电流通过，第二电流互感器T2的次级线圈输出电压为0，第一电流互感器T1的次级线圈会感应出一定幅值的电压信号，并且该电压信号大于同相输入端电位，而由于第二比较器U2的同相输入端电位均大于反相输入端电位，因此，第二比较器U2输出高电平至微控制单元MCU，第一比较器U1输出低电平信号至微控制单元MCU，微控制单元MCU根据第二比较器U2输出的高电平信号与第一比较器U1输出的低电平信号输出高速控制信号至第一驱动芯片U3、第二驱动芯片U4以及第三驱动芯片U5，第一驱动芯片U3、第二驱动芯片U4以及第三驱动芯片U5根据高速控制信号控制无刷直流电机20高速运行。

在本实施例中，通过采用电流互感器和比较器等元件组成的调速控制电路对多档开关S的档位信息进行检测，并输出相应的调速信息至控制电路，控制电路根据调速信息输出相应的控制信至逆变电路，进而使得逆变电路根据相应的控制信息控制无刷直流电机按照相应的速度运转，实现了多档开关装置在直流电机中的应用，并且该电路结构简单、成本低、可靠性高、且采用电流互感器可以检测微小的电流变化，提高了调速控制的精度。

进一步地，本实用新型还提供了一种无刷直流电机，该无刷直流电机包括调速控制电路10。由于本实用新型实施例所提供的无刷直流电机是基于图1-图6所提供的调速控制电路10实现的，因此，关于本实用新型实施例所提供的无刷直流电机的原理可参考上述图1至图6中对调速控制电路10的具体描述，此处不再赘述。

在本实用新型中，通过采用包括多档开关模块、调速模块、整流模块、逆变模块以及控制模块的调速控制电路，使得多档开关模块根据用户的操作将外部电源提供的交流电输入至整流模块，同时输出相应的档位信息至调速模块；整流模块将交流电整流后输出直流电至逆变模块；调速模块根据档位信息输出相应的调速信息至控制模块；控制模块根据调速信息输出相应的控制信息至逆变模块；逆变模块根据控制信息对直流电进行逆变处理后输出至无刷直流电机，以调整无刷直流电机的转速，实现了多档开关在无刷直流电机中的应用，解决了现有的直流电机存在多档转换开关无法应用的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调速控制电路，与无刷直流电机连接，其特征在于，所述调速控制电路包括：

多档开关模块、调速模块、整流模块、逆变模块以及控制模块；

所述多档开关模块的第一输入端与外部电源的火线连接，所述多档开关模块的第二输入端与所述外部电源的零线连接，所述多档开关模块的第一输出端、第二输出端以及第三输出端共接于所述整流模块的第一输入端，所述多档开关模块的第四输出端与所述整流模块的第二输入端连接；所述调速模块的第一输入端和第二输入端均与所述多档开关模块的第一输出端连接，所述调速模块的第三输入端和第四输入端均与所述多档开关模块的第二输出端连接，所述调速模块的第一输出端与所述控制模块的第一输入端连接，所述调速模块的第二输出端与所述控制模块的第二输入端连接，所述控制模块的输出端与所述逆变模块的第一输入端连接；所述整流模块的输出端与所述逆变模块的第二输入端连接，所述逆变模块的输出端与所述无刷直流电机连接；

所述多档开关模块根据用户的操作将所述外部电源提供的交流电输入至所述整流模块，同时输出相应的档位信息至所述调速模块；所述整流模块将所述交流电整流后输出直流电至所述逆变模块；所述调速模块根据所述档位信息输出相应的调速信息至所述控制模块；所述控制模块根据所述调速信息输出相应的控制信息至所述逆变模块；所述逆变模块根据所述控制信息对所述直流电进行逆变处理后输出至所述无刷直流电机，以调整所述无刷直流电机的转速。

2.根据权利要求1所述的调速控制电路，其特征在于，所述调速模块包括第一调速单元与第二调速单元；

所述第一调速单元的第一输入端和第二输入端分别为所述调速模块的第一输入端和第二输入端，所述第一调速单元的输出端为所述调速模块的第一输出端，所述第二调速单元的第一输入端和第二输入端分别为所述调速模块的第三输入端和第四输入端，所述第二调速单元的输出端为所述调速模块的第二输出端；

当所述多档开关模块输出第一档位信息时，所述第一调速单元与所述第二调速单元无输出；

当所述多档开关模块输出第二档位信息时，所述第一调速单元与所述第二调速单元均输出第一调速信息至所述控制模块；

当所述多档开关模块输出第三档位信息时，所述第一调速单元输出第一调速信息至所述控制模块，所述第二调速单元输出第二调速信息至所述控制模块；

当所述多档开关模块输出第四档位信息时，所述第一调速单元输出第二调速信息至所述控制模块，所述第二调速单元输出第一调速信息至所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的调速控制电路，其特征在于，所述第一调速单元包括：

第一电流互感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容以及第一比较器；

所述第一电流互感器的初级线圈的第一端与第二端分别为所述第一调速单元的第一输入端和第二输入端，所述第一电流互感器的次级线圈的第一端与所述第一电阻的第一端、所述第一电容的第一端以及所述第一比较器的反相输入端共接，所述第一电流互感器的次级线圈的第二端与所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第二端以及所述第二电阻的第一端共接于地，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端以及所述第一比较器的同相输入端共接，所述第三电阻的第二端与所述第一比较器的正电压端以及所述第二电容的第一端连接，并接收第一工作电压，所述第二电容的第二端和所述第一比较器的负电压端均接地，所述第一比较器的输出端为所述第一调速单元的输出端。

4.根据权利要求2所述的调速控制电路，其特征在于，所述第二调速单元包括：

第二电流互感器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三电容、第四电容以及第二比较器；

所述第二电流互感器的初级线圈的第一端与第二端分别为所述第二调速单元的第一输入端和第二输入端，所述第二电流互感器的次级线圈的第一端与所述第四电阻的第一端、所述第三电容的第一端以及所述第二比较器的反相输入端共接，所述第二电流互感器的次级线圈的第二端与所述第四电阻的第二端、所述第三电容的第二端以及所述第五电阻的第一端共接于地，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端以及所述第二比较器的同相输入端共接，所述第六电阻的第二端与所述第二比较器的正电压端以及所述第四电容的第一端连接，并接收第一工作电压，所述第四电容的第二端和所述第二比较器的负电压端均接地，所述第二比较器的输出端为所述第二调速单元的输出端。

5.根据权利要求1所述的调速控制电路，其特征在于，所述多档开关模块包括：

多档开关与接口座子；

所述多档开关的输入端为所述多档开关模块的第一输入端，所述接口座子的第一输入端为所述多档开关模块的第二输入端，所述多档开关的第一输出端、第二输出端以及第三输出端分别与所述接口座子的第二输入端、第三输入端以及第四输入端连接，所述接口座子的第一输出端、第二输出端、第三输出端以及第四输出端分别为所述多档开关模块的第一输出端、第二输出端、第三输出端以及第四输出端。

6.根据权利要求1所述的调速控制电路，其特征在于，所述整流模块包括：

滤波单元与整流单元；

所述滤波单元的第一输入端与第二输入端分别为所述整流模块的第一输入端和第二输入端，所述滤波单元的第一输出端与第二输出端分别与所述整流单元的第一输入端和第二输入端连接，所述整流单元的输出端为所述整流模块的输出端；

所述滤波单元将所述交流电滤波后输出至所述整流单元，所述整流单元对滤波后的所述交流电进行整流处理。

7.根据权利要求6所述的调速控制电路，其特征在于，所述滤波单元包括：

保险丝、第五电容、第六电容、第七电容、第一可变电阻、压敏电阻以及电感；

所述保险丝的第一端为所述滤波单元的第一输入端，所述保险丝的第二端与所述第五电容的第一端以及所述第一可变电阻的第一端共接，所述第五电容的第二端与所述第六电容的第一端连接，所述第六电容的第二端与所述压敏电阻的第一端、所述第七电容的第二端以及所述电感的第一端共接形成所述滤波单元的第二输入端，所述第一可变电阻的第二端与所述压敏电阻的第二端、所述第七电容的第一端以及所述电感的第二端共接，所述电感的第三端与第四端分别为所述滤波单元的第一输出端与第二输出端。

8.根据权利要求6所述的调速控制电路，其特征在于，所述整流单元包括：

第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第八电容以及第九电容；

所述第一二极管的阳极为所述整流单元的第一输入端，所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阴极、所述第八电容的第一端以及所述第九电容的第一端共接形成所述整流单元的输出端，所述第二二极管的阳极为所述整流单元的第二输入端，所述第三二极管的阴极与所述第一二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极与所述第二二极管的阳极连接，所述第三二极管的阳极、所述第四二极管的阳极、所述第八电容的第二端以及所述第九电容的第二端共接于地。

9.根据权利要求1所述的调速控制电路，其特征在于，所述控制模块包括微控制单元；

所述微控制单元的第一数据引脚与第二数据引脚分别为所述控制模块的第一输入端和第二输入端，所述微控制单元的高电压引脚接收工作电压，所述微控制单元的接地引脚与低电压引脚均接地，所述微控制单元的多个脉冲信号输出端组成了所述控制模块的输出端。

10.一种无刷直流电机，其特征在于，所述无刷直流电机包括如权利要求1至9任一项所述的调速控制电路。