CN214703900U - 一种带隔离的控制电机霍尔信号进行电平反转的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电平转换电路技术领域，为了解决现有技术中生产测试时控制器与不同霍尔角度电机匹配的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种带隔离的控制电机霍尔信号进行电平反转的电路，继电器K1的线圈分别与电源、三极管Q1的集电极连接，继电器K1的常闭端与三极管Q2的集电极连接，继电器K1的常开端与三极管Q2的基极连接，继电器K1的公共端用于连接电机霍尔信号输出端，继电器K1的公共端连接有上拉电阻R2，三极管Q1的发射极接地，三极管Q2的发射极用于连接控制器霍尔地线，三极管Q2的基极与发射极之间连接有下拉电阻R3，三极管Q1的基极用于连接控制霍尔电平反转的信号，解决了生产测试时控制器与不同霍尔角度电机匹配的问题。

Description

一种带隔离的控制电机霍尔信号进行电平反转的电路

技术领域

本实用新型涉及电平转换电路技术领域，具体而言，特别是涉及一种带隔离的控制电机霍尔信号进行电平反转的电路。

背景技术

霍尔型电机是通过电机的霍尔元件发送的信号来判断当前电机运动的状态，然后控制器根据霍尔所采集的信号再控制控制器的输出来给电机供电，让电机持续正常的工作。霍尔元件能够检测到转子的位置，转化为电子数据电压，然后提供给控制器，最后可以达到调整电动车速度的目的，电机启动平稳。

常用的三相无刷直流电动机，一般有3个位置传感，输出波形有两种：一种是相位差60°电角度，另一种是相位差120°电角度。电动车控制器匹配三相直流无刷电机的霍尔角度有60°和120°两种。生产时，ATE(Automatic Test Equipment，自动化测试设备)测试时用的电机霍尔电角度为120°，若需要测试匹配60°电机的控制器时，则无法直接进行测试，造成生产的不便。

鉴于此，需要对电机的霍尔信号做电平翻转电路，用以解决生产所需。

实用新型内容

为了解决生产测试时控制器与不同霍尔角度电机匹配的技术问题，本实用新型提供了一种带隔离的控制电机霍尔信号进行电平反转的电路。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种带隔离的控制电机霍尔信号进行电平反转的电路，包括继电器K1、三极管Q1和三极管Q2，继电器K1的线圈两端分别与电源、三极管Q1的集电极连接，继电器K1的常闭端与三极管Q2的集电极连接，继电器K1的常开端与三极管Q2的基极连接，继电器K1的公共端用于连接电机霍尔信号输出端，继电器K1的公共端还连接有用于上拉的电阻R2，三极管Q1的发射极接地，三极管Q2的发射极用于连接控制器霍尔地线，三极管Q2的基极与发射极之间连接有用于下拉的电阻R3，三极管Q1的基极用于连接控制霍尔电平反转的信号，三极管Q1和三极管Q2为NPN型三极管。

进一步的，继电器K1的线圈两端还并联有与电源极性相反的二极管D1，用于吸收反向电动势。

实施本实用新型实施例带来的有益效果是：

当三极管Q1的基极为高电平时，可以将继电器K1公共端的电平反转，从三极管Q2的集电极输出与继电器K1公共端电平高低相反的信号，解决了生产测试时控制器与不同霍尔角度电机匹配的问题，同时，电平反转时，通过三极管Q2实现了隔离。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电平反转电路原理图；

图2为本实用新型实施例提供的电路连接方式示意图。

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。

参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的电平反转电路原理图，一种带隔离的控制电机霍尔信号进行电平反转的电路，包括继电器K1、三极管Q1和三极管Q2，继电器K1的第3端和第4端为其内部线圈的引脚，继电器K1的第5端为公共端，继电器K1的第1端为常闭端，继电器K1的第2端为常开端。

继电器K1的线圈两端分别与电源、三极管Q1的集电极连接，继电器K1的常闭端与三极管Q2的集电极连接，继电器K1的常开端与三极管Q2的基极连接，继电器K1的公共端用于连接电机霍尔信号输出端，继电器K1的公共端还连接有用于上拉的电阻R2，三极管Q1的发射极接地，三极管Q2的发射极用于连接控制器霍尔地线，三极管Q2的基极与发射极之间连接有用于下拉的电阻R3，三极管Q1的基极用于连接控制电平反转的信号，三极管Q1的基极通过电限电阻R1与控制霍尔电平反转的信号连接，三极管Q1和三极管Q2为NPN型三极管。

HA_IN端连接继电器K1的公共端，连接电机的霍尔信号输出线(控制器检测的霍尔信号)；

HA_OUT端连接继电器K1的常闭端，连接控制器的霍尔信号检测线；

VDC端连接控制器霍尔供电电源线(VDC一般为5V，为电机霍尔器件正常有效工作电压)；

GND_HALL端连接控制器霍尔地线；

HALL_CONTROL端连接ATE控制霍尔电平翻转的信号；

VDR端为继电器K1中线圈工作电压，ATE内部供电。

参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的电路连接方式示意图，电机内包括霍尔器件U1，霍尔器件U1为开关霍尔，输出信号有两种状态：

1)输出低≈0V；

2)输出高阻态。

U1的输出端与继电器K1的公共端连接。

工作原理：

1.霍尔信号不需要翻转

HALL_CONTROL输出为低电平，此时三极管Q1关闭，继电器引脚1、5为常闭状态，短路。三极管Q2的B极电压被电阻R3拉低为0V，三极管Q2处于截止状态；HA_IN与HA_OUT短路，霍尔输出低时，I/O检测为低电平；霍尔输出为高阻态时，HA_OUT的电压Ui为：

Ui＝(VDC-VDD)*R4/(R2+R4)+VDD

控制器单片机I/O口检测到高电平。

2.霍尔信号需要翻转

继电器K1为一组常闭型开关转换继电器，第5引脚为信号输入引脚。常态时，继电器引脚1、5常闭，2、5引脚断开；继电器线圈通电工作时，继电器1、5引脚断开，2、5引脚短路。霍尔信号需要翻转时，HALL_CONTROL输出为高，该电平经电阻R1、三极管Q1的B、E极到地，驱动三极管Q1处于导通状态。三极管Q1导通后，5V经继电器K1线圈、三极管Q1的C、E极到地形成回路，继电器线圈通电工作，继电器K1的1、5引脚断开，2、5引脚短路。此时有：

1)霍尔输出为低电平时：三极管Q2的B极被拉低到接近0V，三极管Q2截止。HA_OUT被电阻R4上拉至VDD，I/O口检测到高电平。

2)当霍尔输出高阻态时：VDC经电阻R2到三极管Q2的B、E极到地形成回路，三极管Q2导通，HA_OUT经三极管Q2的C、E极到地，被下拉至接近0V，I/O口检测到HA_OUT为低电平。

因为R3并联在三极管Q2的B、E极间，电阻R3两端的电压等于Ube(三极管Q2导通时B、E的压降)，且R3的取值需满足以下条件，以确保Q2能够有效被打开处于导通状态。

VDC/(R2+R3)*R3＞Ube(Ube＝0.5V-0.7V)

3.控制器内部电阻R5、电容C1组成RC滤波器。

可以看出，实施本实用新型实施例带来的有益效果是：

当三极管Q1的基极为高电平时，可以将继电器K1公共端的电平反转，从三极管Q2的集电极输出与继电器K1公共端电平高低相反的信号，解决了生产测试时控制器与不同霍尔角度电机匹配的问题，同时，电平反转时，通过三极管Q2实现了隔离。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (2)

1.一种带隔离的控制电机霍尔信号进行电平反转的电路，其特征在于，包括继电器K1、三极管Q1和三极管Q2，所述继电器K1的线圈两端分别与电源、三极管Q1的集电极连接，所述继电器K1的常闭端与所述三极管Q2的集电极连接，所述继电器K1的常开端与所述三极管Q2的基极连接，所述继电器K1的公共端用于连接电机霍尔信号输出端，所述继电器K1的公共端还连接有用于上拉的电阻R2，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q2的发射极用于连接控制器霍尔地线，所述三极管Q2的基极与发射极之间连接有用于下拉的电阻R3，所述三极管Q1的基极用于连接控制霍尔电平反转的信号，所述三极管Q1和三极管Q2为NPN型三极管。

2.根据权利要求1所述的一种带隔离的控制电机霍尔信号进行电平反转的电路，其特征在于，所述继电器K1的线圈两端还并联有与电源极性相反的二极管D1，用于吸收反向电动势。

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