CN210225286U - Bldc电机接口子线路板及电机控制器、直流无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种BLDC电机接口子线路板及其应用的电机控制器、直流无刷电机，所述BLDC电机接口子线路板，用于插接在电机控制器的母线路板上匹配用户端控制系统接口信号，布局有若干路信号转换电路，其特征在于：BLDC电机接口子线路板上还集成有蓝牙模块，利用蓝牙模块与外界进行无线通信；将蓝牙模块集成在BLDC电机接口子线路板上，直流无刷电机修改设置电机运行参数需要额外的无需外接蓝牙通讯盒实现蓝牙通讯，方便使用，蓝牙通讯信号好，不易出故障。

Description

BLDC电机接口子线路板及电机控制器、直流无刷电机

技术领域：

本实用新型涉及一种BLDC电机接口子线路板及其应用的电机控制器、直流无刷电机。

背景技术：

见图1、图2所示，一般BLDC电机包括电机实体和电机控制器，电机实体包括电机的定子和转子部分，电机控制器除了需要与电机实体匹配外，还需要与电机具体的应用系统—即用户端控制系统的控制接口匹配，因为不同的用户端控制系统匹配不同的控制信号，例如空调控制系统与洗衣机控制系统都是用户端的控制系统，两个系统的控制信号完全不一样。传统的做法是针对每一种用户端控制系统就开发一种电机及电机控制器，这样一来产生如下问题：1)电机厂家生产的电机型号非常多，不便于管理和标准化；2)浪费开发时间和研发的投入，因为每一个新的用户端控制系统都需要重新开发一款电机，增加产品的制造成本；3)重新设计需要制定新的生产工艺和认证成本，增加了投入；4)电机应用范围非常窄，不便于大范围推广应用。

为了解决上述的技术问题，现在出现了一些子母线路板对接的电机控制器，将电机控制器的主要功能电路设置在母线路板上，将多种的接口单元电路和身份识别电路设置在多个子线路板上，利用其中一个子线路板与母线路板对接，子线路板上的身份识别电路通知母线路板上的微处理器单元，由微处理器单元自动配置子线路板上的I/O口类型，从而可以通过更换不同的子线路板就可以应用不同场合，应用范围广，电机生产厂家减少电机的种类便于管理，可以减少电机的研发投入、缩短研发周期，降低产品成本，简化生产工艺，提高效率。

其具体的技术方案如图3、图4和图5所示，电机控制器包括微处理器单元、信号接口单元和身份识别电路，微处理器单元设置在母线路板上，信号接口单元、身份识别电路设置在子线路板上，通过子线路板和母线路板的对接形成电连接，身份识别电路将识别信号输入到微处理器单元，微处理器单元根据识别信号自动配置信号接口单元的各个I/o端口的类型。不同种类的信号接口单元匹配的身份识别电路输出不同的信号，形成多个不同的子线路板。微处理器单元的输出端连接功率逆变单元，转子位置检测单元的输出端连接微处理器单元的输入端，功率逆变单元和转子位置检测单元都设置在母线路板上。电源电路和模拟量检测单元也设置在母线路板上，模拟量检测单元主要检测主板上的母线电流、母线电压、相电流和NTC等模拟量信息。电源电路为各部份电路供电。所述的微处理器单元是CPU或者是单片机MCU或者是数字信号处理器DSP。母线路板上设置接插端口3a，接插端口3a里面设置11a路接线片，子线路板可以有多个，接插端口3a上11路接线片分别为E、N、L、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8，各接线片的可以按如下标准定义，E、N、L三路是电源输入，M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8是用户端控制系统与子线路板的接口信号。在母线路板上设置有插槽1a，子线路板上设置有插接头2a，插接头2a嵌套在插槽1a里面，使子线路板与母线路板电连接起来。

现有的带电机控制器的接口子线路板上集成有PWM信号转换电路、若干路档位信号转换电路和串行通信电路，微处理器MCU分别与PWM信号转换电路、若干路档位信号转换电路、以及串行通信电路连接，为了方便直流无刷电机的预编程和售后维护、用手机对直流无刷电机进行参数设定或电机状态信息，不少厂家生产出了智能电机，智能电机为在电机控制器外部加上一蓝牙通讯盒，工作时需先将蓝牙通讯盒与电机控制器进行接线，如图6所示，接着通过手机搜索蓝牙通讯盒硬件地址，实现手机和蓝牙通讯盒之间建立无线连接；再通过手机向蓝牙通讯盒发送信号设定或查询参数(如电机参数，电机状态信息等)；然后蓝牙通讯盒将手机信号转换后通过线束传递给电机处理，电机处理后反馈电机参数设定成功消息或电机状态信息给蓝牙通讯盒；蓝牙通讯盒通过线束将电机反馈的信息接收后，并转换发射给手机；手机收到蓝牙通讯盒的反馈信息后操作完成；最后关闭手机与蓝牙通讯盒之间的无线连接，并卸载蓝牙通讯盒线束与电机线束。这种结构的智能电机需要将蓝牙通讯盒与电机控制器进行接线，安装麻烦，而且容易出故障。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种BLDC电机接口子线路板及电机控制器、直流无刷电机，能解决现有的直流无刷电机修改设置电机运行参数需要额外的外接蓝牙通讯盒实现蓝牙通讯，导致操作麻烦不方便、容易出错的技术问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

本实用新型的第一个目的是提供一种BLDC电机接口子线路板，用于插接在电机控制器的母线路板上匹配用户端控制系统接口信号，布局有若干路信号转换电路，其特征在于：BLDC电机接口子线路板上还集成有蓝牙模块，利用蓝牙模块与外界进行无线通信。

上述蓝牙模块包括蓝牙芯片、第一电平转换电路和第二电平转换电路，蓝牙芯片的读写端口TXD0、RXD0分别连接第一电平转换电路和第二电平转换电路的信号输出端。

上述所述电机接口子线路板上还集成有电源单元，电源单元为蓝牙模块供电。

上述所述电源单元将母线路板提供的+5V直流电压转换为+3.3V直流电压。

上述所述若干路信号转换电路包括1路PWM信号转换电路和5路档位信号转换电路。

上述电机接口子线路板上还集成有身份识别电路。

上述子线路板与用户端控制系统连接设置若干路端口，所述的若干路端口包括5个档位信号输入端口、PWM端口、GND2端口，其中5个档位信号输入端口分别为M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口，M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口分别与5路档位信号转换电路连接，PWM端口与PWM信号转换电路连接，GND2端口是接地端口。

本实用新型的第二个目的是提供一种电机控制器，包括母线路板和BLDC电机接口子线路板，其特征在于：BLDC电机接口子线路板是上述所述的BLDC电机接口子线路板，BLDC电机接口子线路板插接在母线路板形成电连接，所述的母线路板上集成有微处理器、逆变电路、模拟信号检测电路和母板电源供电电路，母板电源供电电路为各部份电路供电，模拟信号检测电路检测电机运行中的各种信号并输入到微处理器，微处理器输出信号控制逆变电路工作，逆变电路的输出端连接电机的各相线圈绕组，母线路板上的微处理器的串行读写端口信号RXD、TXD连接蓝牙模块，微处理器通过蓝牙模块与外界进行通信。

上述所述若干路信号转换电路包括1路PWM信号转换电路和5路档位信号转换电路，电机接口子线路板上还集成有身份识别电路，子线路板与用户端控制系统连接设置若干路端口，所述的若干路端口包括5个档位信号输入端口、PWM端口、GND2端口，其中5个档位信号输入端口分别为M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口，M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口分别与5路档位信号转换电路连接，PWM端口与PWM信号转换电路连接，GND2端口是接地端口，1路PWM信号转换电路和5路档位信号转换电路的信号输出端连接到微处理器，身份识别电路的输出端连接微处理器，母板电源供电电路为BLDC电机接口子线路板提供+5VDC电源。

本实用新型的第三个目的是提供一种直流无刷电机，包括电机本体和电机控制器，电机本体包括定子组件、转子组件和机壳组件，其特征在于：所述电机控制器为上述所述的电机控制器。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)所述BLDC电机接口子线路板，用于插接在电机控制器的母线路板上匹配用户端控制系统接口信号，布局有若干路信号转换电路，其特征在于：BLDC电机接口子线路板上还集成有蓝牙模块，利用蓝牙模块与外界进行无线通信；将蓝牙模块集成在BLDC电机接口子线路板上，直流无刷电机修改设置电机运行参数需要额外的无需外接蓝牙通讯盒实现蓝牙通讯，方便使用，蓝牙通讯信号好，不易出故障；

2)本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。

附图说明：

图1是传统电机控制器与用户端控制系统的接线图；

图2是传统电机控制器的原理方框图；

图3是传统电机控制器的采用子母线路板的原理示意图；

图4是传统电机控制器的母线路板的外观示意图；

图5是传统电机控制器的子线路板的外观示意图；

图6是传统BLDC电机利用蓝牙通讯盒设置电机运行参数的示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的BLDC电机接口子线路板的电路原理方框图；

图8是本实用新型实施例一BLDC电机接口子线路板中信号转换电路及身份识别电路的具体电路图；

图9是本实用新型实施例一BLDC电机接口子线路板中蓝牙模块及电源单元的具体电路图；

图10是本实用新型实施例二提供的电机控制器的电路原理方框图；

图11是本实用新型实施例三提供的直流无刷电机的电路原理方框图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：

如图7至图9所示，本实施例提供的是一种BLDC电机接口子线路板，用于插接在电机控制器的母线路板上匹配用户端控制系统接口信号，布局有若干路信号转换电路11，其特征在于：BLDC电机接口子线路板上还集成有蓝牙模块12，利用蓝牙模块12与外界进行无线通信。将蓝牙模块12集成在BLDC电机接口子线路板上，直流无刷电机修改设置电机运行参数需要额外的无需外接蓝牙通讯盒实现蓝牙通讯，方便使用，蓝牙通讯信号好，不易出故障。

上述蓝牙模块12包括蓝牙芯片121、第一电平转换电路122和第二电平转换电路123，蓝牙芯片121的读写端口TXD0、RXD0分别连接第一电平转换电路122和第二电平转换电路123的信号输出端。第一电平转换电路122和第二电平转换电路123分别连接母线路板的微处理器MCU的串行读写端口信号RXD、TXD。

上述所述电机接口子线路板上还集成有电源单元13，电源单元13为蓝牙模块12供电。电源单元13单独为蓝牙模块12供电，不需更改现有电机控制器的母线路板的线路。

上述所述电源单元13将母线路板提供的+5V直流电压转换为+3.3V直流电压。

上述所述若干路信号转换电路11包括1路PWM信号转换电路111和5路档位信号转换电路112。PWM信号转换电路111向母线路板输出的PWM调速信号，5路档位信号转换电路112的其中一路电路向母线路板输出档位信号。

上述电机接口子线路板上还集成有身份识别电路14。身份识别电路向母线路板提供识别信号BSEL。

上述子线路板与用户端控制系统连接设置若干路端口，所述的若干路端口包括5个档位信号输入端口、PWM端口、GND2端口，其中5个档位信号输入端口分别为M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口，M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口分别与5路档位信号转换电路112连接，PWM端口与PWM信号转换电路111连接，GND2端口是接地端口。

实施例二：

如图10所示，本实施例提供的是一种电机控制器，包括母线路板2和BLDC电机接口子线路板1，其特征在于：BLDC电机接口子线路板1是实施例一所述的BLDC电机接口子线路板，BLDC电机接口子线路板1插接在母线路板2形成电连接，所述的母线路板2上集成有微处理器MCU、逆变电路21、模拟信号检测电路22和母板电源供电电路23，母板电源供电电路23为各部份电路供电，模拟信号检测电路22检测电机运行中的各种信号并输入到微处理器MCU，微处理器MCU输出信号控制逆变电路21工作，逆变电路21的输出端连接电机的各相线圈绕组，母线路板2上的微处理器MCU的串行读写端口信号RXD、TXD连接蓝牙模块12，微处理器MCU通过蓝牙模块12与外界进行通信。电机控制器母板2和电机接口子线路板1连接方便，信号传输好。

上述所述若干路信号转换电路11包括1路PWM信号转换电路111和5路档位信号转换电路112，电机接口子线路板上还集成有身份识别电路14，子线路板与用户端控制系统连接设置若干路端口，所述的若干路端口包括5个档位信号输入端口、PWM端口、GND2端口，其中5个档位信号输入端口分别为M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口，M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口分别与5路档位信号转换电路112连接，PWM端口与PWM信号转换电路111连接，GND2端口是接地端口，1路PWM信号转换电路111和5路档位信号转换电路112的信号输出端连接到微处理器，身份识别电路14的输出端连接微处理器，母板电源供电电路为BLDC电机接口子线路板提供+5VDC电源。

实施例三：

如图11所示，本实施例提供的是一种直流无刷电机，包括电机本体没M和电机控制器3，电机本体M包括定子组件、转子组件和机壳组件，其特征在于：所述电机控制器3为实施例二所述的电机控制器。

本实施例所述的直流无刷电机，其控制过程如下：

1、先通过手机搜索电机蓝牙硬件地址，蓝牙模块12和电机之间建立无线连接；

2、通过手机发送信号设定或查询参数(如电机参数，电机状态信息等)，电机控制器3通过蓝牙模块12反馈电机参数设定成功消息或电机状态信息给手机；

3、电机收到信号后，反馈电机参数设定成功消息或电机状态信息给手机；

4、操作完毕后，关闭手机与电机之间的无线连接。

电机的控制操作简单方便，无线连接信号稳定。

以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种BLDC电机接口子线路板，用于插接在电机控制器的母线路板上匹配用户端控制系统接口信号，布局有若干路信号转换电路(11)，其特征在于：BLDC电机接口子线路板上还集成有蓝牙模块(12)，利用蓝牙模块(12)与外界进行无线通信，所述若干路信号转换电路(11)包括1路PWM信号转换电路(111)和5路档位信号转换电路(112)。

2.根据权利要求1所述的一种BLDC电机接口子线路板，其特征在于：蓝牙模块(12)包括蓝牙芯片(121)、第一电平转换电路(122)和第二电平转换电路(123)，蓝牙芯片(121)的读写端口TXD0、RXD0分别连接第一电平转换电路(122)和第二电平转换电路(123)的信号输出端。

3.根据权利要求2所述的一种BLDC电机接口子线路板，其特征在于：所述电机接口子线路板上还集成有电源单元(13)，电源单元(13)为蓝牙模块(12)供电。

4.根据权利要求3所述的一种BLDC电机接口子线路板，其特征在于：所述电源单元(13)将母线路板提供的+5V直流电压转换为+3.3V直流电压。

5.根据权利要求4所述的一种BLDC电机接口子线路板，其特征在于：电机接口子线路板上还集成有身份识别电路(14)。

6.根据权利要求5所述的一种BLDC电机接口子线路板，其特征在于：子线路板与用户端控制系统连接设置若干路端口，所述的若干路端口包括5个档位信号输入端口、PWM端口、GND2端口，其中5个档位信号输入端口分别为M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口，M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口分别与5路档位信号转换电路(112)连接，PWM端口与PWM信号转换电路(111)连接，GND2端口是接地端口。

7.一种电机控制器，包括母线路板(2)和BLDC电机接口子线路板(1)，其特征在于：BLDC电机接口子线路板(1)是权利要求1至6任意一项所述的BLDC电机接口子线路板，BLDC电机接口子线路板(1)插接在母线路板(2)形成电连接，所述的母线路板(2)上集成有微处理器MCU、逆变电路(21)、模拟信号检测电路(22)和母板电源供电电路(23)，母板电源供电电路(23)为各部份电路供电，模拟信号检测电路(22)检测电机运行中的各种信号并输入到微处理器MCU，微处理器MCU输出信号控制逆变电路(21)工作，逆变电路(21)的输出端连接电机的各相线圈绕组，母线路板(2)上的微处理器MCU的串行读写端口信号RXD、TXD连接蓝牙模块(12)，微处理器MCU通过蓝牙模块(12)与外界进行通信。

8.根据权利要求7所述的一种电机控制器，其特征在于：所述若干路信号转换电路(11)包括1路PWM信号转换电路(111)和5路档位信号转换电路(112)，电机接口子线路板上还集成有身份识别电路(14)，子线路板与用户端控制系统连接设置若干路端口，所述的若干路端口包括5个档位信号输入端口、PWM端口、GND2端口，其中5个档位信号输入端口分别为M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口，M1端口、M2端口、M3端口、M4端口和M5端口分别与5路档位信号转换电路(112)连接，PWM端口与PWM信号转换电路(111)连接，GND2端口是接地端口，1路PWM信号转换电路(111)和5路档位信号转换电路(112)的信号输出端连接到微处理器，身份识别电路(14)的输出端连接微处理器，母板电源供电电路为BLDC电机接口子线路板提供+5V DC电源。

9.一种直流无刷电机，包括电机本体和电机控制器(3)，电机本体包括定子组件、转子组件和机壳组件，其特征在于：所述电机控制器(3)为权利要求7或8所述的电机控制器。

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