一種高速無刷直流電機(jī)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)，尤其涉及一種高速無刷直流電機(jī)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前三相無刷直流電機(jī)控制器中，常用帶霍爾位置反饋的控制方案，確定好定子和霍爾傳感器相對(duì)位置角度，在定子中安裝三個(gè)霍爾傳感器?？刂破饕话惆ㄎ⒖刂破?、M0S驅(qū)動(dòng)電路、6個(gè)M0S管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)橋和RC濾波電路，微控制器、M0S驅(qū)動(dòng)電路及M0S管驅(qū)動(dòng)橋依次相連，M0S管驅(qū)動(dòng)橋的三個(gè)輸出端分別和無刷直流電機(jī)的三個(gè)定子線圈相連，安裝在定子中的三個(gè)霍爾傳感器的輸出端經(jīng)RC濾波電路和微控制器的輸入端相連。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極經(jīng)過霍爾傳感器附近時(shí)，霍爾傳感器便會(huì)發(fā)出高(低)電平信號(hào)，微控制器通過輸入10口讀取經(jīng)RC濾波電路處理后的這三個(gè)霍爾傳感器的信號(hào)組合，對(duì)當(dāng)前轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行判斷，得出定子線圈下一個(gè)正確的通電順序，然后微控制器輸出對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)給M0S驅(qū)動(dòng)電路，再經(jīng)M0S管驅(qū)動(dòng)橋處理，輸出控制信號(hào)使定子線圈相應(yīng)的繞組通電，從而使轉(zhuǎn)子持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0003]傳統(tǒng)的控制方案是一個(gè)先檢測(cè)后判斷的過程，不可避免地會(huì)造成輸出滯后。同時(shí)由于霍爾元件本身存在磁性檢測(cè)和信號(hào)輸出的滯后性，而且為了消除電路外部干擾或內(nèi)部雜波信號(hào)，在霍爾電平轉(zhuǎn)換電路中需要加入濾波電容，電容的存在也會(huì)導(dǎo)致霍爾信號(hào)輸出的滯后，雖然可以減小電容，改善滯后，但會(huì)導(dǎo)致霍爾信號(hào)干擾無法消除，這是不可取的。另夕卜，在正轉(zhuǎn)時(shí)，通過修正霍爾傳感器相對(duì)定子的安裝角度也能改善相位滯后的問題，但如果電機(jī)反轉(zhuǎn)的話則滯后更加嚴(yán)重，故這種修正方法不能同時(shí)兼顧電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)狀態(tài)。所以由于滯后效應(yīng)的存在，導(dǎo)致帶霍爾控制的無刷直流電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)相位滯后，輸出效率降低，限制高速運(yùn)行。
[0004]總體來說，傳統(tǒng)的無刷直流電機(jī)控制器存在如下弊端:需連接RC濾波電路，造成信號(hào)的傳遞滯后，使控制器無法實(shí)時(shí)跟蹤最新的控制狀態(tài)，造成控制效率降低，無法上高速；外圍電路復(fù)雜，需要復(fù)雜的功率管驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)整體電路的一致性和控制性能帶來影響；使用的元器件比較多，造成批量生產(chǎn)不良率不夠低，成本也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型主要解決原有帶霍爾控制的無刷直流電機(jī)控制器，有RC濾波電路，造成電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)相位滯后，輸出效率降低，限制高速運(yùn)行的技術(shù)問題；提供一種高速無刷直流電機(jī)控制裝置，其省去了 RC濾波電路，減少反饋延遲和控制延遲，并能兼顧電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，控制電機(jī)高速運(yùn)行。
[0006]本實(shí)用新型同時(shí)解決原有帶霍爾控制的無刷直流電機(jī)控制器，既有RC濾波電路又有M0S驅(qū)動(dòng)電路，外圍電路復(fù)雜，使用的元器件比較多，影響整體電路的一致性和控制性能，造成批量生產(chǎn)不良率不夠低，成本也較高的技術(shù)問題；提供一種高速無刷直流電機(jī)控制裝置，其既不需要RC濾波電路也不需要M0S驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)化了電路，外部元器件大大減少，提高穩(wěn)定性和生產(chǎn)良率，也降低成本。
[0007]本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:本實(shí)用新型包括MCU微控制器單元、M0S管三相橋單元和設(shè)于無刷直流電機(jī)定子中的三個(gè)霍爾傳感器，MCU微控制器單元的輸出端和所述的M0S管三相橋單元的輸入端相連，M0S管三相橋單元的輸出端分別和無刷直流電機(jī)的定子線圈的輸入端相連，所述的三個(gè)霍爾傳感器的輸出端分別和所述的MCU微控制器單元的輸入端相連?；魻杺鞲衅鲗?shí)時(shí)檢測(cè)無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置并輸送給MCU微控制器單元，MCU微控制器單元讀取當(dāng)前霍爾值，進(jìn)行分析和處理，對(duì)霍爾反饋信號(hào)進(jìn)行濾波，再輸出功率控制信號(hào)給M0S管三相橋單元，由M0S管三相橋單元控制無刷直流電機(jī)的定子線圈的通電順序，控制無刷直流電機(jī)的運(yùn)行。在對(duì)霍爾干擾更強(qiáng)的環(huán)境中，不需要更改硬件電路即可改變?yōu)V波系數(shù)，保證霍爾信號(hào)正確無誤。本技術(shù)方案省去了 RC濾波電路，減少了反饋延遲和控制延遲，并能兼顧電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而控制電機(jī)高速運(yùn)行。同時(shí)也省去了原有的M0S驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)化電路，外部元器件大大減少，提高穩(wěn)定性和生產(chǎn)良率，也降低成本。
[0008]作為優(yōu)選，所述的MCU微控制器單元包括內(nèi)置有M0S驅(qū)動(dòng)電路的單片機(jī)U，單片機(jī)U有PWM0腳、PWM1腳、PWM2腳、PWM3腳、PWM4腳及PWM5腳六個(gè)輸出端，所述的M0S管三相橋單元有六個(gè)M0S管，單片機(jī)U的PWM0腳、PWM1腳、PWM2腳、PWM3腳、PWM4腳及PWM5腳分別和六個(gè)M0S管的基極相連。單片機(jī)U的六個(gè)功率控制輸出端控制六個(gè)M0S管的導(dǎo)通或截止，從而控制無刷直流電機(jī)的定子線圈的通電順序。電路簡(jiǎn)單，提高可靠性，也降低成本。
[0009]作為優(yōu)選，所述的M0S管三相橋單元包括M0S管Q0、M0S管Ql、M0S管Q2、M0S管Q3、M0S管Q4和M0S管Q5，M0S管Ql、M0S管Q3及M0S管Q5的集電極均和電壓DC+相連，M0S管Q0、M0S管Q2及M0S管Q4的發(fā)射極均接地，M0S管Q0的集電極和M0S管Q1的發(fā)射極相連并且和所述的無刷直流電機(jī)的定子線圈L1的輸入端相連，M0S管Q2的集電極和M0S管Q3的發(fā)射極相連并且和所述的無刷直流電機(jī)的定子線圈L2的輸入端相連，M0S管Q4的集電極和M0S管Q5的發(fā)射極相連并且和所述的無刷直流電機(jī)的定子線圈L3的輸入端相連。
[0010]作為優(yōu)選，所述的MCU微控制器單元連接有運(yùn)行/停止按鈕K1和正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)按鈕K2。操作運(yùn)行/停止按鈕K1，可控制無刷直流電機(jī)的啟停；操作正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)按鈕K2，可控制無刷直流電機(jī)按正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)方式運(yùn)行。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:既不需要RC濾波電路也不需要M0S驅(qū)動(dòng)電路，減少了反饋延遲和控制延遲，有效解決了相位滯后問題，并能兼顧電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而能穩(wěn)定地控制電機(jī)高速運(yùn)行。電路簡(jiǎn)單，外部元器件大大減少，提高穩(wěn)定性和生產(chǎn)良率，也降低成本。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型的一種電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度和霍爾值相對(duì)應(yīng)的一種示意圖。
[0015]圖中1.MCU微控制器單元，2.M0S管三相橋單元，3.無刷直流電機(jī)，4.霍爾傳感器，5.定子線圈。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0017]實(shí)施例:本實(shí)施例的一種高速無刷直流電機(jī)控制裝置，如圖1所示，包括MCU微控制器單元1、M0S管三相橋單元2和安裝在無刷直流電機(jī)3定子中的三個(gè)霍爾傳感器4，MCU微控制器單元1的輸出端和M0S管三相橋單元2的輸入端相連，M0S管三相橋單元2的輸出端分別和無刷直流電機(jī)3的定子線圈5的輸入端相連，三個(gè)霍爾傳感器4的輸出端分別和MCU微控制器單元1的輸入端相連。
[0018]具體的電路如圖2所示，MCU微控制器單元1包括內(nèi)置有M0S驅(qū)動(dòng)電路的單片機(jī)U，單片機(jī)U有兩個(gè)定時(shí)器，本實(shí)施例中單片機(jī)U采用DRV91620單片機(jī)，單片機(jī)U有PWM0腳、PWM1腳、PWM2腳、PWM3腳、PWM4腳及PWM5腳六個(gè)輸出端，M0S管三相橋單元2包括M0S管Q0、M0S 管 Ql、M0S 管 Q2、M0S 管 Q3、M0S 管 Q4 和 M0S 管 Q5，M0S 管 Ql、M0S 管 Q3 及 M0S 管Q5的集電極均和電壓DC+相連，M0S管Q0、M0S管Q2及M0S管Q4的發(fā)射極均接地，單片機(jī)U 的 PWM0 腳、PWM1 腳、PWM2 腳、PWM3 腳、PWM4 腳及 PWM5 腳分別和