CN215734070U - 一种用于bldc电机的接口电路及bldc电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于BLDC电机的接口电路及BLDC电机，接口电路包括PWM信号处理电路和FG信号反馈电路，外部的PWM输入信号经过PWM信号处理电路处理后输入到电机微处理器，电机微处理器输出电机实际转速信号FG1经过FG信号反馈电路处理后输出FG信号；利用PWM输入信号为FG信号反馈电路提供工作电源；将PWM信号处理电路与FG信号反馈电路连接，利用PWM输入信号为FG信号反馈电路提供工作电源，该方案省去了在客户端负载的接口电路设计VCC电路，直接利用PWM输入信号的高电平信号为FG信号反馈电路供电，使得客户端负载的接口电路设计变得更加简单，且制造成本低，且使得本方案中的BLDC电机更方便地与客户端负载连接。

Description

一种用于BLDC电机的接口电路及BLDC电机

技术领域：

本实用新型涉及一种用于BLDC电机的接口电路及BLDC电机。

背景技术：

如图1至图4所示，现有的BLDC电机(即直流无刷电机)具有5个连接端口，一个与地连接接地端GND、一个速度输入端口PWM、一个直流母线电压输入端口VDC、一个低压直流电源输入端口VCC和电机转速信号的反馈端口FG，BLDC电机通过这5个连接端口与客户端的负载连接，例如将BLDC电机应用到空调系统。现有的BLDC电机包括定子组件、转子组件、电机控制器，定子组件和转子组件磁耦合，电机控制器集成有电机微处理器、逆变器和接口电路，接口电路与电机微处理器电连接，电机微处理器输出信号控制逆变器，逆变器连接控制定子组件的每相线圈绕组，接口电路包括PWM信号处理电路和FG信号反馈电路，外部的PWM输入信号经过PWM信号处理电路处理后输入到电机微处理器，电机微处理器输出电机实际转速信号FG1经过FG信号反馈电路处理后输出FG信号，FG信号反馈电路通过BLDC电机的VCC端口与客户端负载的电源供电电路连接，使客户端负载的电源供电电路为FG信号反馈电路供电，同时，FG信号反馈电路的输出端还连接有一上拉电阻Rp_h，客户端负载的电源供电电路为上拉电阻Rp_h提供上拉电源，这种设计由于需要在BLDC电机上设置VCC电源输入端，使得BLDC电机的电路设计变得复杂、成本高。

为解决上述问题，有人提出了一种具有4个连接端口的BLDC电机，如图5所示，4个连接端口分别是一个与地连接接地端GND、一个速度输入端口PWM、一个直流母线电压输入端口VDC(图未视)和电机转速信号的反馈端口FG，BLDC电机通过这4个连接端口与客户端的负载连接，客户端负载的FG输入端连接一个上拉电阻Rp_h，客户端负载设置有电源供电电路，该电源供电电路的输出端与上拉电阻Rp_h连接，客户端负载的电源供电电路为上拉电阻Rp_h提供上拉电源，同时也为BLDC电机的FG信号反馈电路供电，本方案通过在客户端负载的接口电路内部设置上拉电阻Rp_h，为光耦芯片U2提供上拉电压，实现为BLDC电机的FG信号反馈电路供电，由于上拉电阻Rp_h设置在负载的接口电路内部，使得BLDC电机无需设置VCC端口，可简化BLDC电机的电路设计、降低BLDC电机的制造成本，但本方案仍要求客户端负载必须设置电源供电电路，使得客户端负载的接口电路的电路设计依旧较复杂、成本较高。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种用于BLDC电机的接口电路及BLDC电机，能解决现有技术中客户端负载需设置电源供电电路为BLDC电机的FG信号反馈电路供电，使得客户端负载接口电路的电路设计复杂、成本高的技术问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

本实用新型的一个目的是提供一种用于BLDC电机的接口电路，包括PWM信号处理电路和FG信号反馈电路，外部的PWM输入信号经过PWM信号处理电路处理后输入到电机微处理器，电机微处理器输出电机实际转速信号FG1经过FG信号反馈电路处理后输出FG信号；利用PWM输入信号为FG信号反馈电路提供工作电源。

优选地，所述PWM信号处理电路和所述FG信号反馈电路均为光耦隔离电路。

优选地，所述PWM输入信号的频率低于所述FG信号的频率。

优选地，所述PWM信号处理电路包括光耦芯片U1，所述PWM信号处理电路的输入端连接到光耦芯片U1的1号脚，光耦芯片U1的2号脚连接到GND接地端，光耦芯片U1的3号脚接地，光耦芯片U1的4号脚连接到所述电机微处理器作为所述PWM信号处理电路的输出端，光耦芯片U1的4号脚还连接到VCC电源端。

优选地，所述FG信号反馈电路包括光耦芯片U2，所述PWM信号处理电路的输入端连接到光耦芯片U2的3号脚，光耦芯片U2的4号脚与所述FG信号反馈电路的输出端连接，光耦芯片U2的1号脚连接到所述电机微处理器作为所述FG信号反馈电路的输入端，光耦芯片U2的2号脚连接到VCC电源端。

优选地，所述PWM信号处理电路的输入端串联二极管D1后分别与所述光耦芯片U1的1号脚和所述光耦芯片U2的3号脚连接，二极管D1的正极与所述PWM信号处理电路的输入端连接，二极管D1的负极分别与所述光耦芯片U1的1号脚和所述光耦芯片U2的3号脚连接。

优选地，所述PWM信号处理电路的输入端与所述光耦芯片U1的1号脚之间串联有电阻R1和电阻R2；所述光耦芯片U1的1号脚与2号脚之间连接有二极管D2和电阻R3，二极管D2与电阻R3并联，二极管D2的负极与所述光耦芯片U1的1号脚连接，二极管D2的正极与所述光耦芯片U1的2号脚连接；所述光耦芯片U1的4号脚与所述VCC电源端之间连接有电阻R4。

优选地，所述FG信号反馈电路的输出端与所述光耦芯片U2的4号脚之间串联有电阻R5；所述光耦芯片U2的3号脚与4号脚之间连接有二极管D3，二极管D3的负极与所述光耦芯片U2的3号脚连接，二极管D3的正极与所述光耦芯片U2的4号脚连接；所述光耦芯片U2的2号脚与所述VCC电源端之间连接有电阻R6。

本实用新型的另一个目的是提供一种BLDC电机，包括定子组件、转子组件、电机控制器，定子组件和转子组件磁耦合，电机控制器设置有电机微处理器、逆变器和接口电路，接口电路与电机微处理器电连接，电机微处理器输出信号控制逆变器，逆变器连接控制定子组件的每相线圈绕组，所述接口电路为上述所述的一种用于BLDC电机的接口电路。

优选地，BLDC电机具有4个连接端口，4个连接端口分别是一个与地连接接地端GND、一个速度输入端口PWM、一个直流母线电压输入端口VDC和电机转速信号的反馈端口FG。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)本实用新型提供的用于BLDC电机的接口电路将PWM信号处理电路与FG信号反馈电路连接，利用PWM输入信号为FG信号反馈电路提供工作电源，该方案省去了在客户端负载的接口电路设计电源供电电路，直接利用PWM输入信号的高电平信号为FG信号反馈电路供电，使得客户端负载的接口电路设计变得更加简单，且制造成本低，且使得本方案中的BLDC电机更方便地与客户端负载连接。

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是为现有技术提供的BLDC电机与客户端负载连接的原理图；

图2是为现有技术提供的BLDC电机与客户端负载连接的电路方框图；

图3是为现有技术提供的BLDC电机的接口电路方框示意图；

图4是为现有技术提供的BLDC电机的一种接口电路图；

图5是为现有技术提供的BLDC电机的另一种接口电路图；

图6是为本实用新型实施例一提供的BLDC电机与客户端负载连接的电路原理图；

图7是为本实用新型实施例一提供的BLDC电机与客户端负载连接的接口电路的结构示意图；

图8是为本实用新型实施例二提供的BLDC电机的结构示意图；

图9是为本实用新型实施例二提供的BLDC电机与客户端负载连接的电路结构示意图。

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6和图7所示，本实施例提供的是一种用于BLDC电机的接口电路，包括PWM信号处理电路1和FG信号反馈电路2，外部的PWM输入信号经过PWM信号处理电路1处理后输入到电机微处理器，电机微处理器输出电机实际转速信号FG1经过FG信号反馈电路2处理后输出FG信号；利用PWM输入信号为FG信号反馈电路2提供工作电源。

本实用新型提供的用于BLDC电机的接口电路将PWM信号处理电路1与FG信号反馈电路2连接，PWM信号处理电路1通过调节外部的PWM输入信号的占空比的大小来调整电机的运行状态，同时利用PWM输入信号为FG信号反馈电路2提供工作电源，由于PWM输入信号具有高低电平周期性变化的特性，通过上述设计，利用PWM输入信号的高电平为FG信号反馈电路2提供工作电源，省去了在客户端负载的接口电路设计电源供电电路，直接利用PWM输入信号的高电平信号为FG信号反馈电路2供电，使得客户端负载的接口电路设计变得更加简单，且制造成本低，且使得本方案中的BLDC电机更方便地与客户端负载连接。

所述PWM输入信号的频率低于所述FG信号的频率，以确保PWM输入信号的每个周期的高电平时间里都能包含足够多周期的FG信号，使FG信号反馈电路2供电正常。

所述PWM信号处理电路1和所述FG信号反馈电路2均为光耦隔离电路；具体地，所述PWM信号处理电路1包括光耦芯片U1，所述PWM信号处理电路1的输入端连接到光耦芯片U1的1号脚，光耦芯片U1的2号脚连接到GND接地端，光耦芯片U1的3号脚接地，光耦芯片U1的4号脚连接到所述电机微处理器作为所述PWM信号处理电路1的输出端，光耦芯片U1的4号脚还连接到VCC电源端；所述FG信号反馈电路2包括光耦芯片U2，所述PWM信号处理电路1的输入端连接到光耦芯片U2的3号脚，光耦芯片U2的4号脚与所述FG信号反馈电路2的输出端连接，光耦芯片U2的1号脚连接到所述电机微处理器作为所述FG信号反馈电路2的输入端，光耦芯片U2的2号脚连接到VCC电源端，所述VCC电源端为5V电源；所述PWM信号处理电路1的输入端串联二极管D1后分别与所述光耦芯片U1的1号脚和所述光耦芯片U2的3号脚连接，二极管D1的正极与所述PWM信号处理电路1的输入端连接，二极管D1的负极分别与所述光耦芯片U1的1号脚和所述光耦芯片U2的3号脚连接；所述PWM信号处理电路1的输入端与所述光耦芯片U1的1号脚之间串联有电阻R1和电阻R2；所述光耦芯片U1的1号脚与2号脚之间连接有二极管D2和电阻R3，二极管D2与电阻R3并联，二极管D2的负极与所述光耦芯片U1的1号脚连接，二极管D2的正极与所述光耦芯片U1的2号脚连接；所述光耦芯片U1的4号脚与所述VCC电源端之间连接有电阻R4，所述VCC电源端为5V电源；所述FG信号反馈电路2的输出端与所述光耦芯片U2的4号脚之间串联有电阻R5；所述光耦芯片U2的3号脚与4号脚之间连接有二极管D3，二极管D3的负极与所述光耦芯片U2的3号脚连接，二极管D3的正极与所述光耦芯片U2的4号脚连接；所述光耦芯片U2的2号脚与所述VCC电源端之间连接有电阻R6。

实施例二：

如图8和图9所示，本实施例提供的是一种BLDC电机，包括定子组件3、转子组件4、电机控制器5，定子组件3和转子组件4磁耦合，电机控制器5包括外壳和控制线路板，控制线路板上集成有电机微处理器、逆变器和接口电路，接口电路与电机微处理器电连接，电机微处理器输出信号控制逆变器，逆变器连接控制定子组件3的每相线圈绕组，所述接口电路为实施例一所述的一种用于BLDC电机的接口电路，本实施例中的BLDC电机具有4个连接端口，4个连接端口分别是一个与地连接接地端GND、一个速度输入端口PWM、一个直流母线电压输入端口VDC和电机转速信号的反馈端口FG，BLDC电机通过这4个端口连接到客户端负载，本方案省去了在电机端的接口电路设计VCC端口，使BLDC电机的电路变得更加简单，制造成本低。

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 (10)

1.一种用于BLDC电机的接口电路，包括PWM信号处理电路(1)和FG信号反馈电路(2)，外部的PWM输入信号经过PWM信号处理电路(1)处理后输入到电机微处理器，电机微处理器输出电机实际转速信号FG1经过FG信号反馈电路(2)处理后输出FG信号；其特征在于：利用PWM输入信号为FG信号反馈电路(2)提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的一种用于BLDC电机的接口电路，其特征在于：所述PWM信号处理电路(1)和所述FG信号反馈电路(2)均为光耦隔离电路。

3.根据权利要求1所述的一种用于BLDC电机的接口电路，其特征在于：所述PWM输入信号的频率低于所述FG信号的频率。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于BLDC电机的接口电路，其特征在于：所述PWM信号处理电路(1)包括光耦芯片U1，所述PWM信号处理电路(1)的输入端连接到光耦芯片U1的1号脚，光耦芯片U1的2号脚连接到GND接地端，光耦芯片U1的3号脚接地，光耦芯片U1的4号脚连接到所述电机微处理器作为所述PWM信号处理电路(1)的输出端，光耦芯片U1的4号脚还连接到VCC电源端。

5.根据权利要求4所述的一种用于BLDC电机的接口电路，其特征在于：所述FG信号反馈电路(2)包括光耦芯片U2，所述PWM信号处理电路(1)的输入端连接到光耦芯片U2的3号脚，光耦芯片U2的4号脚与所述FG信号反馈电路(2)的输出端连接，光耦芯片U2的1号脚连接到所述电机微处理器作为所述FG信号反馈电路(2)的输入端，光耦芯片U2的2号脚连接到VCC电源端。

6.根据权利要求5所述的一种用于BLDC电机的接口电路，其特征在于：所述PWM信号处理电路(1)的输入端串联二极管D1后分别与所述光耦芯片U1的1号脚和所述光耦芯片U2的3号脚连接，二极管D1的正极与所述PWM信号处理电路(1)的输入端连接，二极管D1的负极分别与所述光耦芯片U1的1号脚和所述光耦芯片U2的3号脚连接。

7.根据权利要求4所述的一种用于BLDC电机的接口电路，其特征在于：所述PWM信号处理电路(1)的输入端与所述光耦芯片U1的1号脚之间串联有电阻R1和电阻R2；所述光耦芯片U1的1号脚与2号脚之间连接有二极管D2和电阻R3，二极管D2与电阻R3并联，二极管D2的负极与所述光耦芯片U1的1号脚连接，二极管D2的正极与所述光耦芯片U1的2号脚连接；所述光耦芯片U1的4号脚与所述VCC电源端之间连接有电阻R4。

8.根据权利要求5所述的一种用于BLDC电机的接口电路，其特征在于：所述FG信号反馈电路(2)的输出端与所述光耦芯片U2的4号脚之间串联有电阻R5；所述光耦芯片U2的3号脚与4号脚之间连接有二极管D3，二极管D3的负极与所述光耦芯片U2的3号脚连接，二极管D3的正极与所述光耦芯片U2的4号脚连接；所述光耦芯片U2的2号脚与所述VCC电源端之间连接有电阻R6。

9.一种BLDC电机，包括定子组件(3)、转子组件(4)、电机控制器(5)，定子组件(3)和转子组件(4)磁耦合，电机控制器(5)设置有电机微处理器、逆变器和接口电路，接口电路与电机微处理器电连接，电机微处理器输出信号控制逆变器，逆变器连接控制定子组件(3)的每相线圈绕组，其特征在于：所述接口电路为权利要求1至8任一项所述的一种用于BLDC电机的接口电路。

10.根据权利要求9所述的一种BLDC电机，其特征在于：BLDC电机具有4个连接端口，4个连接端口分别是一个与地连接接地端GND、一个速度输入端口PWM、一个直流母线电压输入端口VDC和电机转速信号的反馈端口FG。

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