一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，直流電源的正端與Buck變換器的1腳連接，負(fù)端與Buck變換器的2腳連接，Buck變換器的3腳與三相逆變橋的1腳連接，Buck變換器的4腳與三相逆變橋的2腳連接，三相逆變橋的4腳、5腳、6腳按順序與無刷直流電機(jī)的A、B、C三相繞組對(duì)應(yīng)連接，DSP控制板與Buck變換器相連，所述的硬件換相電路均與三相逆變橋、無刷直流電機(jī)相連接。本實(shí)用新型專利技術(shù)采用硬件換相電路代替軟件換相，節(jié)約了控制芯片的I/O口，減少了程序復(fù)雜性，為防止直流母線短路，同一橋臂的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)增加了互鎖電路，提高了安全性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于一種直流電機(jī)的控制電路，具體涉及一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路。
技術(shù)介紹
無刷直流電機(jī)的換相時(shí)刻是由位置信號(hào)決定的，直流電機(jī)的位置信號(hào)通過三個(gè)霍爾傳感器檢測(cè)得到，三個(gè)霍爾傳感器環(huán)繞在轉(zhuǎn)子周圍，空間上間隔120°，在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用下，霍爾傳感器產(chǎn)生一個(gè)180°的脈寬高電平信號(hào)，三個(gè)霍爾傳感器的輸出信號(hào)在相位上互差120°，在每個(gè)電角度周期中共有6個(gè)上升沿或下降沿，分別對(duì)應(yīng)電機(jī)的6個(gè)換相時(shí)刻，根據(jù)三個(gè)霍爾信號(hào)的值，便可驅(qū)動(dòng)三相逆變橋相應(yīng)的可控硅開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正確換相。目前無刷直流電機(jī)大多采用軟件換相的方式，通過單片機(jī)或DSP即數(shù)字信號(hào)處理器先檢測(cè)霍爾信號(hào)，再根據(jù)霍爾信號(hào)的值驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的可控硅開關(guān)管，不過軟件換相的方式占用較多的I/O口即輸入輸出接口，增加了程序的復(fù)雜性，而且一旦程序跑飛，會(huì)造成嚴(yán)重的后果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出，其目的是提供一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路。本技術(shù)的技術(shù)方案是：一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，直流電源的正端與Buck變換器的1腳連接，負(fù)端與Buck變換器的2腳連接， Buck變換器的3腳與三相逆變橋的1腳連接，Buck變換器的4腳與三相逆變橋的2腳連接，三相逆變橋的4腳、5腳、6腳按順序與無刷直流電機(jī)的A、B、C三相繞組對(duì)應(yīng)連接，DSP控制板與Buck變換器相連，所述的硬件換相電路均與三相逆變橋、無刷直流電機(jī)相連接。所述的Buck變換器包括可控硅T1、二極管D1、電感L1、電容C1，所述的三相逆變橋包括三個(gè)橋臂的六個(gè)可控硅即Q1- Q6。Buck變換器中可控硅T1的集電極與直流電源的正端連接，直流電源的負(fù)端與二極管D1的陽極、電容C1的負(fù)極連接，電感L1同時(shí)與可控硅T1的發(fā)射極、二極管D1的陰極連接，電感L1的另一端與電容C1的正極連接。所述的三相逆變橋中包括三個(gè)橋臂的六個(gè)可控硅Q1-Q6，三相逆變橋的1腳、2腳并行連接于串聯(lián)后的可控硅Q1、可控硅Q2，串聯(lián)后的可控硅Q3、可控硅Q4，串聯(lián)后的可控硅Q5、可控硅Q6，三相逆變橋的3腳與可控硅Q1、可控硅Q2的連線中點(diǎn)處相接，三相逆變橋的4腳與可控硅Q3、可控硅Q4的連線中點(diǎn)處相接，三相逆變橋的5腳與可控硅Q5、可控硅Q6的連線中點(diǎn)處相接。DSP控制板（5）用于霍爾信號(hào)和電壓電流信號(hào)的采集，所述的霍爾信號(hào)包括霍爾位置信號(hào)HallA、霍爾位置信號(hào)HallB、霍爾位置信號(hào)HallC。霍爾位置信號(hào)HallA中的信號(hào)端口HallA與Ⅰ號(hào)反相器的9腳連接，Ⅰ號(hào)反相器的8腳同時(shí)和Ⅰ號(hào)與門的2腳、4腳連接，Ⅰ號(hào)與門的1腳與信號(hào)端口HallB連接、Ⅰ號(hào)與門的5腳與信號(hào)端口HallC連接，Ⅰ號(hào)與門的3腳與Ⅱ號(hào)反相器的9腳連接，Ⅰ號(hào)與門的6腳與Ⅱ號(hào)反相器的1腳連接，Ⅱ號(hào)反相器的8腳與Ⅱ號(hào)與門的4腳連接，Ⅱ號(hào)反相器的2腳與Ⅱ號(hào)與門的9腳連接，Ⅱ號(hào)與門的5腳與Ⅰ號(hào)與門的8腳連接、Ⅱ號(hào)與門的10腳與Ⅳ號(hào)與門的8腳連接，Ⅱ號(hào)與門的6腳與電阻R1連接、Ⅱ號(hào)與門的8腳與電阻R2連接，電阻R1、電阻R2的另一端與3.3V連接。霍爾位置信號(hào)HallB中的信號(hào)端口HallB與Ⅰ號(hào)反相器的11腳連接，Ⅰ號(hào)反相器的10腳同時(shí)和Ⅰ號(hào)與門的10腳、12腳連接，Ⅰ號(hào)與門的9腳與信號(hào)端口HallA相連、Ⅰ號(hào)與門的13腳與信號(hào)端口HallC連接，Ⅰ號(hào)與門的8腳與Ⅱ號(hào)反相器的3腳相連、Ⅰ號(hào)與門的11腳與反相器的5腳連接，Ⅱ號(hào)反相器的4腳與Ⅱ號(hào)與門的12腳相連，Ⅱ號(hào)反相器的6腳與Ⅱ號(hào)與門的2腳連接，Ⅱ號(hào)與門的13腳與Ⅰ號(hào)與門的3腳連接，Ⅱ號(hào)與門的1腳與Ⅳ號(hào)與門的11腳連接，Ⅱ號(hào)與門的11腳與電阻R3連接，Ⅱ號(hào)與門的3腳與電阻R4連接，電阻R3、電阻R4的另一端與3.3V連接。霍爾位置信號(hào)HallC中的信號(hào)端口HallC與Ⅰ號(hào)反相器的13腳連接，Ⅰ號(hào)反相器的12腳同時(shí)和Ⅳ號(hào)與門的12腳、9腳連接，Ⅳ號(hào)與門的10腳與信號(hào)端口HallA相連，Ⅳ號(hào)與門的12腳與信號(hào)端口HallB相連，Ⅳ號(hào)與門的8腳與Ⅱ號(hào)反相器的11腳連接，Ⅳ號(hào)與門的11腳與Ⅱ號(hào)反相器的13腳連接，Ⅱ號(hào)反相器的12腳與Ⅲ號(hào)與門的1腳連接，Ⅱ號(hào)反相器的10腳與Ⅲ號(hào)與門的12腳連接，Ⅲ號(hào)與門的13腳與Ⅰ號(hào)與門的6腳連接，Ⅲ號(hào)與門的2腳與Ⅰ號(hào)與門的11腳連接，Ⅲ號(hào)與門的3腳與電阻R5連接，Ⅲ號(hào)與門的11腳與電阻R6連接，電阻R5、電阻R6的另一端與3.3V連接。本技術(shù)采用硬件換相電路代替軟件換相，節(jié)約了控制芯片的I/O口，減少了程序復(fù)雜性，為防止直流母線短路，同一橋臂的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)增加了互鎖電路，提高了安全性。附圖說明圖1 是本技術(shù)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2 是本技術(shù)中Buck變換器的電路圖；圖3 是本技術(shù)中三相逆變橋的電路圖；圖4 是本技術(shù)中硬件換相電路的電路圖；圖5 是本技術(shù)中霍爾信號(hào)值與三相逆變橋?qū)ㄩ_關(guān)管對(duì)應(yīng)圖；其中：1 直流電源 2 Buck變換器3 三相逆變橋 4 無刷直流電機(jī)5 DSP控制板 6 硬件換相電路7 Ⅰ號(hào)反相器 8 Ⅰ號(hào)與門9 Ⅱ號(hào)反相器 10 Ⅱ號(hào)與門11 Ⅲ號(hào)與門 12 Ⅳ號(hào)與門。具體實(shí)施方式以下，參照附圖和實(shí)施例對(duì)本技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明：如圖1所示，一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，包括直流電源1、Buck變換器2、三相逆變橋3、無刷直流電機(jī)4、DSP控制板5以及硬件換相電路6，其中，直流電源1的正端與Buck變換器2的1腳連接，負(fù)端與Buck變換器2的2腳連接， Buck變換器2的3腳與三相逆變橋3的1腳連接，Buck變換器2的4腳與三相逆變橋3的2腳連接，三相逆變橋3的4腳、5腳、6腳按順序與無刷直流電機(jī)4的A、B、C三相繞組對(duì)應(yīng)連接，所述的硬件換相電路6均與三相逆變橋3、無刷直流電機(jī)4相連。其中，直流電源1提供直流電，Buck變換器2將直流電變換為可調(diào)的直流電壓，三相逆變橋3用于無刷直流電機(jī)4的換相，DSP控制板5用于霍爾信號(hào)和電壓電流信號(hào)的采集、PWM信號(hào)輸出、電機(jī)控制算法實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)通訊，硬件換相電路6將無刷直流電機(jī)4的霍爾信號(hào)轉(zhuǎn)換為三相逆變橋3中每個(gè)可控硅驅(qū)動(dòng)信號(hào)。如圖2所示，所述的Buck變換器2包括可控硅T1、二極管D1、電感L1、電容C1，所述的三相逆變橋3包括三個(gè)橋臂的六個(gè)可控硅Q1- Q6。Buck變換器2中可控硅T1的集電極與直流電源1的正端連接，直流電源1的負(fù)端與二極管D1的陽極、電容C1的負(fù)極連接，電感L1同時(shí)與可控硅T1的發(fā)射極、二極管D1的陰極連接，電感L1的另一端與電容C1的正極連接。如圖3所示，所述的三相逆變橋3中包括三個(gè)橋臂的六個(gè)可控硅Q1- Q6，三相逆變橋3的1腳、2腳并行連接于串聯(lián)后的可控硅Q1、可控硅Q2，串聯(lián)后的可控硅Q3、可控硅Q4，串聯(lián)后的可控硅Q5、可控硅Q6，三相逆變橋3的3腳與可控硅Q1、可控硅Q2的連線中點(diǎn)處相接，三相逆變橋3的4腳與可控硅Q3、可控硅Q4的連線中點(diǎn)處相接，三相逆變橋3的5腳與可控硅Q5、可控硅Q6的連線中點(diǎn)處相接。可控硅Q1、可控硅Q3、可控硅Q5的集電極與電容C1的正極連接，可控硅Q2、可控硅Q本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，包括直流電源（1），其特征在于：直流電源（1）的正端與Buck變換器（2）的1腳連接，負(fù)端與Buck變換器（2）的2腳連接，?Buck變換器（2）的3腳與三相逆變橋（3）的1腳連接，Buck變換器（2）的4腳與三相逆變橋（3）的2腳連接，三相逆變橋（3）的4腳、5腳、6腳按順序與無刷直流電機(jī)（4）的A、B、C三相繞組對(duì)應(yīng)連接，DSP控制板（5）與Buck變換器（2）相連，所述的硬件換相電路（6）均與三相逆變橋（3）、無刷直流電機(jī)（4）相連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，包括直流電源（1），其特征在于：直流電源（1）的正端與Buck變換器（2）的1腳連接，負(fù)端與Buck變換器（2）的2腳連接， Buck變換器（2）的3腳與三相逆變橋（3）的1腳連接，Buck變換器（2）的4腳與三相逆變橋（3）的2腳連接，三相逆變橋（3）的4腳、5腳、6腳按順序與無刷直流電機(jī)（4）的A、B、C三相繞組對(duì)應(yīng)連接，DSP控制板（5）與Buck變換器（2）相連，所述的硬件換相電路（6）均與三相逆變橋（3）、無刷直流電機(jī)（4）相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，其特征在于：所述的Buck變換器（2）包括可控硅T1、二極管D1、電感L1、電容C1，可控硅T1的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)由DSP控制板（5）輸入，所述的三相逆變橋（3）包括三個(gè)橋臂的六個(gè)可控硅即Q1- Q6，Q1- Q6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由硬件換相電路（6）提供。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，其特征在于：Buck變換器（2）中可控硅T1的集電極與直流電源（1）的正端連接，直流電源（1）的負(fù)端與二極管D1的陽極、電容C1的負(fù)極連接，電感L1同時(shí)與可控硅T1的發(fā)射極、二極管D1的陰極連接，電感L1的另一端與電容C1的正極連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，其特征在于：所述的三相逆變橋（3）中包括三個(gè)橋臂的六個(gè)可控硅Q1-Q6，三相逆變橋（3）的1腳、2腳并行連接于串聯(lián)后的可控硅Q1、可控硅Q2，串聯(lián)后的可控硅Q3、可控硅Q4，串聯(lián)后的可控硅Q5、可控硅Q6，三相逆變橋（3）的3腳與可控硅Q1、可控硅Q2的連線中點(diǎn)處相接，三相逆變橋（3）的4腳與可控硅Q3、可控硅Q4的連線中點(diǎn)處相接，三相逆變橋（3）的5腳與可控硅Q5、可控硅Q6的連線中點(diǎn)處相接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，其特征在于：DSP控制板（5）用于霍爾信號(hào)和電壓電流信號(hào)的采集，所述的霍爾信號(hào)包括霍爾位置信號(hào)HallA、霍爾位置信號(hào)HallB、霍爾位置信號(hào)HallC。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無刷直流電機(jī)硬件換相電路，其特征在于：霍爾位置信號(hào)HallA中的信號(hào)端口HallA與Ⅰ號(hào)反相器（7）的9腳連接，Ⅰ號(hào)反相器（7）的8腳同時(shí)和Ⅰ號(hào)與門（8）的2腳、4腳連接，Ⅰ號(hào)與門（8）的1腳與信號(hào)端口Hal...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏振，傅雋，張苒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：核工業(yè)理化工程研究院，
類型：新型
國(guó)別省市：天津;12