CN219802177U - 无刷电机控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了无刷电机控制电路。所述无刷电机控制电路包括一主控单元、一驱动电路和一相位检测电路。所述驱动电路与所述主控单元电连接，所述驱动电路与一无刷电机电连接，所述主控单元输出驱动电信号至所述驱动电路，以驱动所述无刷电机转动。所述相位检测电路感应连接于所述无刷电机，所述相位检测电路与所述主控单元电连接，以在所述无刷电机被驱动时，所述相位检测电路能够根据所述无刷电机的相位生成一相应的相位电信号，并传输至所述主控单元。其中相位检测电路能够检测无刷电机转动过程中的相位，并将检测到的相位传递至主控单元，以使主控单元能够知晓无刷电机的实时数据，实现闭环控制无刷电机。

Description

无刷电机控制电路

技术领域

本实用新型涉及驱动控制技术领域，具体为无刷电机控制电路。

背景技术

随着科技的不断发展，新能源汽车普及越来越广，电子水泵是汽车上不可或缺的零部件。传统的电子水泵大多为有刷电子水泵，也就是说，有刷电子水泵中的电机为有刷电机，有刷电机的使用寿命短，需要经常维护和清理。

现有的电子水泵是被动地接收主控单元中的控制信号，当主控单元将驱动电机转动的信号发送给电机后，电机发生了转动，但此时主控单元并不知道电机的实际转速以及转动后电机最后停止的位置，电机无法将自身的参数反馈给主控单元，主控单元无法实现电机的控制为闭环，因此，主控单元无法实时地知晓电机的位置参数以及故障信息，不能精准地控制电子水泵。

实用新型内容

本实用新型的一个优势在于提供无刷电机控制电路，其中相位检测电路能够检测无刷电机转动过程中的相位，并将检测到的相位电信号传递至主控单元，以使主控单元能够知晓无刷电机的实时数据，实现闭环控制无刷电机。

本实用新型的一个优势在于提供无刷电机控制电路，其中电流采集电路能够采集所述无刷电机的电流，根据电压信号能够知晓所述无刷电机的转速，以使所述主控单元能够知晓无刷电机的实时转速，进一步地精准控制无刷电机。

本实用新型的一个优势在于提供无刷电机控制电路，其中防反接电路能够防止外接的反向电流对无刷电机供电，避免了无刷电机受到损失。

为达到本实用新型以上至少一个优势，本实用新型提供无刷电机控制电路，所述无刷电机控制电路包括：

一主控单元；

一驱动电路，所述驱动电路与所述主控单元电连接，所述驱动电路与一无刷电机电连接，所述主控单元输出一驱动电信号至所述驱动电路，以驱动所述无刷电机转动；

一相位检测电路，所述相位检测电路感应连接于所述无刷电机，所述相位检测电路与所述主控单元电连接，以在所述无刷电机被驱动时，所述相位检测电路能够根据所述无刷电机的相位生成一相应的相位电信号，并传输至所述主控单元。

根据本实用新型一实施例，所述相位检测电路包括一U相检测回路、一V相检测回路和一W相检测回路，所述U相检测回路、所述V相检测回路和所述W相检测回路同时电连接所述主控单元和所述无刷电机，以使所述主控单元接收无刷电机的三相位。

根据本实用新型一实施例，所述无刷电机控制电路还包括一电流采集电路，所述电流采集电路电连接于所述驱动电路，所述电流采集电路与所述主控单元电连接，以在所述驱动电路驱动所述无刷电机时，采集所述驱动电路中的电流信号并传输至所述主控单元。

根据本实用新型一实施例，所述电流采集电路包括一电压放大电路和一采样电阻，所述电压放大电路电连接于所述驱动电路，所述采样电阻被电连接于所述电压放大电路，所述电压放大电路靠近所述采样电阻的一端电连接于所述主控单元。

根据本实用新型一实施例，所述主控单元包括主控单元主体和三个MOS管；

所述无刷电机控制电路还包括一自举升压电路，所述自举升压电路电连接于所述主控单元主体和所述MOS管之间，所述自举升压电路用于增大所述主控单元主体输出的电信号电压。

根据本实用新型一实施例，所述无刷电机控制电路还包括一防反接电路，所述防反接电路与所述主控单元和所述驱动电路电连接，所述防反接电路与外接电源电连接，以在外接电源的电流流入所述防反接电路时，所述防反接电路能够按照预定方向引导外接电流流动。

根据本实用新型一实施例，所述无刷电机控制电路还包括一抗微中断电路，所述抗微中断电路被电连接于所述主控单元和所述防反接电路之间。

根据本实用新型一实施例，所述抗微中断电路包括至少一蓄电电容，所述蓄电电容被并联于所述主控单元和所述防反接电路之间。

根据本实用新型一实施例，所述抗微中断电路还包括一防反单元，所述防反单元电连接于所述主控单元和所述防反接电路之间。

上述实施例任一所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述无刷电机控制电路还包括一通讯电路，所述通讯电路被电连接于所述主控单元。

附图说明

图1示出了本实用新型所述无刷电机控制电路的结构框图。

图2示出了本实用新型所述无刷电机控制电路的相位检测电路的连接示意图。

图3示出了本实用新型所述无刷电机控制电路的主控单元、抗微中断电路和通讯电路的电路连接示意图。

图4示出了本实用新型所述无刷电机控制电路的驱动电路的电路连接示意图。

图5示出了本实用新型所述无刷电机控制电路的自举升压电路的连接示意图。

图6示出了本实用新型所述无刷电机控制电路的防反接电路的连接示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考图1至图6，依本实用新型一较佳实施例的无刷电机控制电路将在以下被详细地阐述。所述无刷电机控制电路能够将无刷电机900的相位反馈至主控单元，使所述主控单元能够知晓无刷电机900转动的状态，对无刷电机900实现闭环控制。

所述无刷电机控制电路包括一主控单元10、一驱动电路20和一相位检测电路30。

所述驱动电路20与所述主控单元10电连接，所述驱动电路20与一无刷电机900电连接，所述主控单元10输出一驱动电信号至所述驱动电路20，从而驱动所述无刷电机900转动。

所述相位检测电路30感应连接于所述无刷电机900，用于检测所述无刷电机900的三相位，并得到一相应的相位电信号，且所述相位检测电路30与所述主控单元10电连接，用于将检测到的所述相位电信号传递至所述主控单元10。

在所述主控单元10通过所述驱动电路20传输所述驱动电信号至所述驱动电路20，并控制所述无刷电机900转动时，所述相位检测电路30能够检测到所述无刷电机900在转动过程中的三相位，并根据所述无刷电机900的相位生产一相应的相位电信号，且将该相位电信号传递至所述主控单元10。此时，所述主控单元10能够将发出的所述驱动电信号与接收到所述相位电信号进行对比。例如，所述主控单元10发送驱动所述无刷电机900产生预定转矩的电信号传递至所述驱动电路20，所述无刷电机900被所述驱动电路20驱动而开始转动，此时，所述相位检测电路30能够检测到所述无刷电机900的实际转动情况，并形成电信号反馈至所述主控单元10，所述主控单元10将所述无刷电机900实际的转动情况与所述驱动电信号进行对比。若发出的驱动电信号无法让所述无刷电机900产生预定扭矩转动，此时所述主控单元10能够对发出的电信号做出对应地调节，所述主控单元10能够根据所述无刷电机900的实际转动情况对输出的电信号进行对应地调节，保证所述无刷电机900按照预定的转矩进行转动，从而使所述无刷电机900的控制为闭环控制，进而更加精准并智能地控制所述无刷电机900，从而使得电子水泵的控制更加智能化。

所述相位检测电路30包括一U相检测回路31、一V相检测回路32和一W相检测回路33，所述U相检测回路31中具有一输出端点MA V，其中所述输出端点MA V与所述主控单元10电连接；所述V相检测回路32具有一输出端点MB V，其中所述输出端点MB V与所述主控单元10电连接；所述W相检测回路33具有一输出端点MC V，其中所述MC V与所述主控单元10电连接。所述主控单元10通过所述输出端点MA V、所述输出端点MB V和所述输出端点MC V的采集电信号来判断所述无刷电机900的三相位。

所述U相检测回路31、所述V相检测回路32和所述W相检测回路33由相同的电子元件构成，以所述U相检测回路31为例，其包括相互串联的一电阻R80和一电阻R83，其中所述电阻R80的一端与所述无刷电机的U相电连接，所述电阻R83的另一端接地，其中所述输出端点MA V电连接在所述电阻R80和所述电阻R83之间，检测所述无刷电机900的相位是通过检测电阻在电路中电压的方式来获取相位。

具体地，所述驱动电路20具有一U节点、V节点和W节点，所述U节点、所述V节点和所述W节点同时电连接于所述无刷电机900，能够驱动所述无刷电机900。

所述主控单元10具有一GH1输出点、一GL1输出点、一GH2输出点、一GL2输出点、一GH3和一GL3输出点。所述驱动电路20具有与所述GH1输出点、所述GL1输出点、所述GH2输出点、所述GL2输出点、所述GH3和所述GL3输出点电连接的节点。所述主控单元10通过所述GH1输出点、所述GL1输出点、所述GH2输出点、所述GL2输出点、所述GH3和所述GL3输出点来对应地控制所述无刷电机900的转速以及转动相位。

所述无刷电机控制电路还包括一电流采集电路40，所述电流采集电路40电连接于所述驱动电路20，并用于获取所述驱动电路20的电压信号，且所述电流采集电路40与所述主控单元10电连接，能够将采集到的电压信号传输至所述主控单元10。

所述主控单元10能够通过所述电流采集电路40获取所述驱动电路20中的电流信号，其中所述驱动电路20中的电流信号能够反应出所述无刷电机900的转速，因此，所述主控单元10能够通过所述电流采集电路40实时地获取到所述无刷电机900的转速。

具体地，所述主控单元10能够针对所述驱动电路20的电流做出实时控制，例如，在检测到所述驱动电路20的电流变小时，即代表所述无刷电机900的转速过小，所述主控单元10便对应地输出信号做出调整，以增大所述无刷电机900的转速；在检测到所述驱动电路20的电流变大时，所述主控单元10便对应地做出调整，以降低所述无刷电机900的转速，保证所述无刷电机900的转速趋于稳定。

优选地，所述电流采集电路40包括一电压放大电路41和一采样电阻42，所述电压放大电路41电连接于所述驱动电路20，所述采样电阻42被电连接于所述电压放大电路41，所述电压放大电路41靠近所述采用电阻的一端电连接于所述主控单元10。通过所述电压放大电路41获取到所述驱动电路20的电压后，再通过所述采样电阻42将压信号转变为电流信号，即将采样电阻42的阻值和所述采样电阻42所在的电压进行换算得到电流信号，以使所述主控单元10获取所述无刷电机900的电流信号。

所述主控单元10包括一主控单元主体和三个MOS管。

所述无刷电机控制电路还包括一自举升压电路50，所述自举升压电路50被电连接所述主控单元主体和三个所述MOS管之间。所述自举升压电路50用于增大所述主控单元主体输出的电信号电压，并能够将该电信号分为三个电信号后，输出至所述MOS管，通过三个所述MOS管与所述驱动电路20电连接，所述主控单元主体采用所述自举升压电路50以及三个所述MOS管与所述驱动电路20电连接，并通过三个所述MOS管输出控制所述无刷电机900三相动作的电信号。所述自举升压电路50能够提高电信号的电压，保证所述主控单元主体的电信号能够驱动所述MOS管。

所述自举升压电路50包括三个升压电容51和三个二级管52。一个所述升压电容51和一个所述二级管52串联后形成与所述主控单元10的输出端电连接，另外两个升压电容51和两个二级管52串联后也与所述主控单元10的输出端电连接，使得所述主控单元10输出的电信号能够分化为三路电信号，并且为三路电信号的电压均高于所述主控单元10输出的电信号，通过所述自举升压电路50增益后的电信号输入至所述MOS管的栅极，能够通过所述MOS管控制所述无刷电机900正反转以及转速。

所述无刷电机控制电路还包括一防反接电路60，所述防反接电路60与所述主控单元10和所述驱动电路20电连接。所述防反接电路60用于和外接电源电连接。所述防反接电路60能够按照预定方向引导电流在所述防反接电路60中流动。所述预定方向为所述主控单元10和所述驱动电路20在正常情况下需要的电流流向，换句话讲，外接电源的电流只能以固定的流向在所述防反接电路60的内部流动，保证对所述主控单元10和所述驱动电路20稳定供电。当外接电源的电流反向接入所述防反接电路60中时，所述防反接电路60能够改变电流在所述防反接电路60中的流向，从而能够避免电源线接反而导致无刷电机900损坏的问题，从而能够提高对无刷电机900的防护性。

由于电路中的连接器受到振动时，会导致电路出现毫秒级的断电情况，若断电情况出现在所述主控单元10的供电回路中时，会导致主控单元10接收到的电压过低而出现重启复位的情况，而在所述主控单元10重启复位时，所述无刷电机会受到所述主控单元10的影响而停止运动，无法精准地控制所述无刷电机900，给电子水泵的工作带来影响。

所述无刷电机控制电路还包括一抗微中断电路70，所述抗微中断电路70被电连接于所述主控单元10和所述防反接电路60之间，所述抗微中断电路70能够避免电路中电信号的丢失，而导致所述主控单元10断电重启的情况出现，保证所述主控单元10能够稳定并精准地控制所述无刷电机900。

所述抗微中断电路70包括至少一蓄电电容，所述蓄电电容被并联于所述主控单元10和所述防反接电路60之间，在所述防反接电路60对所述主控单元10正常供电时，所述蓄电电容能够吸收并存储电能，而在所述防反接电路60中断供电时，所述蓄电电容能够对所述主控单元10供电，避免所述主控单元10断电重启的情况出现。

所述抗微中断电路还包括一防反单元71，所述防反单元71被电连接于所述主控单元10和所述防反接电路60之间，所述防反单元71具体被实施为二极管D1，所述二级管D1被串联于所述主控单元10和所述防反接电路60之间。

所述无刷电机控制电路还包括一通讯电路80，所述通讯电路80电连接于所述主控单元10。所述通讯电路具体可被实施为LIN通讯电路或PWM通讯电路。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的优势已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.无刷电机控制电路，适于闭环控制无刷电机，其特征在于，所述无刷电机控制电路包括：

一主控单元；

一驱动电路，所述驱动电路与所述主控单元电连接，所述驱动电路与一无刷电机电连接，所述主控单元输出驱动电信号至所述驱动电路，以驱动所述无刷电机转动；

一相位检测电路，所述相位检测电路感应连接于所述无刷电机，所述相位检测电路与所述主控单元电连接，以在所述无刷电机被驱动时，所述相位检测电路能够根据所述无刷电机的相位生成一相应的相位电信号，并反馈至所述主控单元。

2.根据权利要求1所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述相位检测电路包括一U相检测回路、一V相检测回路和一W相检测回路，所述U相检测回路、所述V相检测回路和所述W相检测回路同时电连接所述主控单元和所述无刷电机，以使所述主控单元接收无刷电机的三相位。

3.根据权利要求1所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述无刷电机控制电路还包括一电流采集电路，所述电流采集电路电连接于所述驱动电路，所述电流采集电路与所述主控单元电连接，以在所述驱动电路驱动所述无刷电机时，采集所述驱动电路中的电流信号并传输至所述主控单元。

4.根据权利要求3所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述电流采集电路包括一电压放大电路和一采样电阻，所述电压放大电路电连接于所述驱动电路，所述采样电阻被电连接于所述电流采集电路，所述电流采集电路靠近所述采样电阻的一端电连接于所述主控单元。

5.根据权利要求1所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述主控单元包括主控单元主体和三个MOS管；

所述无刷电机控制电路还包括一自举升压电路，所述自举升压电路电连接于所述主控单元主体和所述MOS管之间，所述自举升压电路用于增大所述主控单元主体输出的电信号电压。

6.根据权利要求1所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述无刷电机控制电路还包括一防反接电路，所述防反接电路与所述主控单元和所述驱动电路电连接，所述防反接电路与外接电源电连接，以在外接电源的电流流入所述防反接电路时，所述防反接电路能够按照预定方向引导外接电流流动。

7.根据权利要求6所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述无刷电机控制电路还包括一抗微中断电路，所述抗微中断电路被电连接于所述主控单元和所述防反接电路之间。

8.根据权利要求7所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述抗微中断电路包括至少一蓄电电容，所述蓄电电容被并联于所述主控单元和所述防反接电路之间。

9.根据权利要求8所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述抗微中断电路还包括一防反单元，所述防反单元电连接于所述主控单元和所述防反接电路之间。

10.根据权利要求1至9任一项所述无刷电机控制电路，其特征在于，所述无刷电机控制电路还包括一通讯电路，所述通讯电路被电连接于所述主控单元。