直流無刷電機控制器制造技術

本實用新型專利技術提供了一種直流無刷電機控制器，包括電源電路，電源電路的輸入端與直流電源連接，電源電路的輸出端與PWM產生電路的輸入端、直流無刷電機控制電路的輸入端、三相橋驅動電路的輸入端連接，PWM產生電路的輸出端與控制與輸入電路的輸入端連接，控制與輸入電路的輸出端、啟動參數(shù)設置電路的輸出端、電機反電勢及電流檢測電路的輸出端分別與直流無刷電機控制電路的輸入端連接，直流無刷電機控制電路的輸出端與三相橋驅動電路的輸入端、轉速輸出電路的輸入端連接，三相橋驅動電路的輸出端與電機輸入端、電機反電勢及電流檢測電路的輸入端連接。本實用新型專利技術提成本低，可靠性高，通用性強，控制簡單。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術屬于純電動汽車控制裝置領域，具體涉及一種直流無刷電機控制器。
技術介紹
直流無刷電機除了具備直流有刷電機的所有優(yōu)點外，而且還具有效率高、功率密度大、啟動扭矩小、噪音低、壽命長、可靠性高和EMC性能好的特點，滿足了現(xiàn)代汽車的節(jié)能、環(huán)保、輕量化、小型化、舒適性、高可靠性和低輻射的要求，其缺點就是控制器系統(tǒng)設計復雜和成本相對較高。隨著汽車行業(yè)標準對能量消耗、可靠性和舒適性的要求越來越高，在汽車領域，直流無刷電機相比直流有刷電機的優(yōu)勢也越來越大。雖然目前直流有刷電機仍然廣泛應用于汽車領域，不過，其市場發(fā)展?jié)摿s不及永磁直流無刷電機。國外幾大車企已將直流無刷電機應用于傳動系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)。但國內企業(yè)還沒有成熟的產品問世。
技術實現(xiàn)思路
針對上述技術問題，本技術提供了一種直流無刷電機控制器，成本低，可靠性高，通用性強，控制簡單。本技術提供了一種直流無刷電機控制器，包括電源電路，電源電路的輸入端與直流電源連接，電源電路的輸出端與PWM產生電路的輸入端、直流無刷電機控制電路的輸入端、三相橋驅動電路的輸入端連接，PWM產生電路的輸出端與控制與輸入電路的輸入端連接，控制與輸入電路的輸出端、啟動參數(shù)設置電路的輸出端、轉速輸出電路的輸出端、電機反電勢及電流檢測電路的輸出端分別與直流無刷電機控制電路的輸入端連接，直流無刷電機控制電路的輸出端與三相橋驅動電路的輸入端連接，三相橋驅動電路的輸出端與電機輸入端、電機反電勢及電流檢測電路的輸入端連接。所述三相橋驅動電路包括電源輸入端、電機三相繞組電位輸出端、電容和6個MOSFET (Q1-Q6)，電源輸入端與電源電路的輸出端連接，電源輸入端與電機電流檢測電路、電容串聯(lián)形成回路，MOSFETQKMOSFETQ2相互串聯(lián)且并聯(lián)于電容兩端，M0SFETQ3、M0SFETQ4相互串聯(lián)且并聯(lián)于電容兩端，M0SFETQ5、M0SFETQ6相互串聯(lián)且并聯(lián)于電容兩端，電機輸入端電機、三相繞組電位輸出端分別連接于M0SFETQI和M0SFETQ2之間、M0SFETQ3和M0SFETQ4之間、M0SFETQ5 和 M0SFETQ6 之間。所述M0SFETQ1、M0SFETQ3、M0SFETQ5 的漏極與電源正極連接，M0SFETQ2、M0SFETQ4、M0SFETQ6的源極與電源的負極連接，M0SFETQ1、M0SFETQ3、M0SFETQ5為P溝道的MOSFET, M0SFETQ2、M0SFETQ4、M0SFETQ6 為 N 溝道的 M0SFET，6 個 MOSFET (Q1-Q6)的柵極與直流無刷電機控制電路的輸出端連接。所述電機反電勢及電流檢測電路包括輸入濾波電路和用于輸出電機反電勢檢測輸出信號、電機中點電位檢測輸出信號、電機電流檢測輸出信號的放大輸出電路；輸入濾波電路輸入端與三相橋驅動電路的電機三相繞組電位輸出端及電流檢測電路輸出端連接，放大輸出電路的輸出端與直流無刷電機控制電路的輸入端連接，放大輸出電路的輸入端與采樣整形處理電路的輸出端連接，采樣整形處理電路的輸入端與輸入濾波電路的輸出端連接。所述直流無刷電機控制電路包括控制邏輯電路、過壓保護電路、用于接收三相反電勢輸入信號和電機中點電位輸入信號的無傳感器邏輯電路、用于輸出驅動電壓信號的輸出驅動電路、用于接收電機電流檢測輸入信號的電機電流檢測電路，電源電路的輸出端經(jīng)電源檢測電路與過壓保護電路的輸入端連接，過壓保護電路的輸出端與控制邏輯電路和無傳感器邏輯電路的輸入端連接，控制邏輯電路的輸入端與時鐘電路的輸出端、輸入脈沖電路的輸出端、信號處理電路的輸出端、無傳感器邏輯電路的輸出端、電機電流檢測電路的輸出端連接，控制邏輯電路的輸出端與輸出脈沖電路的輸入端、輸出驅動電路的輸入端連接，輸出驅動電路的分別輸出端與6個MOSFET (Q1-Q6)的柵極連接，輸入脈沖電路的輸入端與控制輸入電路的輸出端連接，信號處理信號的輸入端與啟動參數(shù)設置電路的輸出端連接，輸出脈沖電路的輸出端與轉速輸出電路連接。本技術不需要微處理器及其控制軟件，成本低，可靠性高。本技術通用性強，控制簡單，PWM產生電路、控制與輸入電路可連接其他控制器的輸入端，轉速輸出電路可作為其他控制器的輸入端，使本技術可以獨立發(fā)揮功能也可以受控于其它的控制器。受控于其他控制器時，本技術采用轉矩控制方式，可以實現(xiàn)轉速閉環(huán)控制。本技術的直流無刷電機控制電路采用了無位置傳感器技術，由有效檢測三相直流無刷電機的反電勢波形判斷轉子的位置，同時輸出相應的三相驅動時序脈沖，控制電機運轉，有效減少了電機體積，降低了電機制造難度，節(jié)約了電機制造成本，尤其適合于小功率電機應用場合。【附圖說明】圖1為本技術示意圖圖2為本技術二相橋驅動電路不意圖圖3為本技術電機反電勢及電流檢測電路示意圖圖4為本技術直流無刷電機控制電路示意圖【具體實施方式】下面結合說明書附圖和具體實施例對本技術作進一步說明:本技術提供了一種直流無刷電機控制器，包括電源電路，電源電路的輸入端與直流電源連接，電源電路的輸出端與PWM產生電路的輸入端、直流無刷電機控制電路的輸入端、三相橋驅動電路的輸入端連接，PWM產生電路的輸出端與控制與輸入電路的輸入端連接，控制與輸入電路的輸出端、啟動參數(shù)設置電路的輸出端、轉速輸出電路的輸出端、電機反電勢及電流檢測電路的輸出端分別與直流無刷電機控制電路的輸入端連接，直流無刷電機控制電路的輸出端與三相橋驅動電路的輸入端連接，三相橋驅動電路的輸出端與電機輸入端、電機反電勢及電流檢測電路的輸入端連接。如圖1所示，電源電路產生12V穩(wěn)壓電源提供給直流無刷電機控制電路，產生5V穩(wěn)壓電源提供給PWM產生電路，輸入電源(B+和B-)濾波后提供電源至三相橋驅動電路。具體實施例中，暖風循環(huán)控制器作為外部控制器。暖風循環(huán)控制器Con信號輸出端連接至PWM產生電路輸入端，暖風循環(huán)控制器PWM脈沖信號輸出端連接至控制與輸入電路輸入端，轉速輸出電路的輸出端連接至暖風循環(huán)控制器的PWM捕捉端口。當Con信號輸出端的輸出信號Con為開路時，外部輸入信號PWM被斷開，PWM產生電路輸出PWM方波，方波頻率固定，占空比可以用硬件配置，控制與輸入電路接收PWM產生電路輸出的PWM方波，并輸出給直流無刷電機控制電路6 ;當Con信號輸出端的輸出信號Con為短路時，PWM產生電路輸出開路，來自Con信號輸出端的外部輸入信號PWM被控制與輸入電路接收，并輸出給直流無刷電機控制電路。其中不同占空比對應不同扭矩，占空比越大，扭矩就越大。轉速輸出電路輸出的電機轉速信號至暖風循環(huán)控制器，信號類型為標準的TTL方波，方波的頻率對應于電轉速，電轉速除以極對數(shù)就是電機的機械轉速。轉速輸出電路輸出PWM信號到暖風循環(huán)控制器的的PWM輸出端口，實現(xiàn)閉環(huán)控制，暖風控制器根據(jù)電機的當前轉速和目標轉速，調節(jié)PWM輸出信號的占空比，從而實現(xiàn)轉速閉環(huán)控制。啟動參數(shù)設置電路包括啟動頻率選擇、啟動時轉子定位時間和前導角選擇。這些參數(shù)設置與電機的參數(shù)直接相關，如果設置不當就會導致電機帶載不能起動、起動失敗率高和運轉效率低下等問題。對于小功率電機，其初始啟動頻率設定為104Hz、轉子定位時間設置為0，前導角設置為3本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種直流無刷電機控制器，其特征在于包括電源電路，電源電路的輸入端與直流電源連接，電源電路的輸出端與PWM產生電路的輸入端、直流無刷電機控制電路的輸入端、三相橋驅動電路的輸入端連接，PWM產生電路的輸出端與控制與輸入電路的輸入端連接，控制與輸入電路的輸出端、啟動參數(shù)設置電路的輸出端、轉速輸出電路的輸出端、電機反電勢及電流檢測電路的輸出端分別與直流無刷電機控制電路的輸入端連接，直流無刷電機控制電路的輸出端與三相橋驅動電路的輸入端連接，三相橋驅動電路的輸出端與電機輸入端、電機反電勢及電流檢測電路的輸入端連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：彭金城，王洪濤，潘春良，趙偉，
申請(專利權)人：東風汽車公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42