一種無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路及檢測方法技術

本發明專利技術公開一種無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，包括順序連接的采樣電路、邏輯處理電路和輸出指示電路，其中，采樣電路包含有兩條結構不同的線路，第一條線路包括順序連接的分壓電路、第一鉗位電路和第一電壓跟隨器，分壓電路的輸入端作為檢測電路的信號輸入端，第二條線路包括第二電壓跟隨器；所述邏輯處理電路包含有兩條結構相同的線路，每條線路由順序連接的電壓比較器和鉗位電路組成，兩個鉗位電路的輸出端分別連接D觸發器的D觸發端和時鐘端。此種電路可解決現有的無刷直流電機三相繞組相序標識不清的問題，結構簡單，性能穩定，成本較低且準確性高。本發明專利技術還公開一種基于以上檢測電路的無刷直流電機霍爾傳感器的檢測方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于無刷直流電機
，特別涉及一種無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路及檢測方法。
技術介紹
無刷直流電機采用電子換向裝置代替了傳統直流電機的機械換向裝置，又具有與直流電機類似的機械特性，其磁鋼置于轉子上，通過不斷地變換定子繞組通電方式產生旋轉磁場驅動轉子轉動。由于轉子采用了永磁體結構，無刷直流電機具有體積小、重量輕、結構簡單的特點。隨著電力電子技術的發展，無刷直流電機的應用越來越廣泛。快速有效的確定霍爾傳感器與繞組之間的相序關系是實現無刷直流電機調速功能的關鍵。然而，無刷直流電機長期運行過程中三相接線的磨損老化等諸多因素，都會導致無刷直流電機霍爾傳感器無法識別的問題。工程應用中則直接淘汰原有的無刷直流電機，重新購置與新控制器相配套的電機，造成了極大的浪費。因此，設計一種合理、簡便且可靠的無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路具有重要的意義。
技術實現思路
本專利技術的目的，在于提供一種無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路及檢測方法，其可解決現有的無刷直流電機霍爾傳感器標識不清的問題，電路結構簡單，性能穩定，成本較低且檢測準確性高。為了達成上述目的，本專利技術的解決方案是：一種無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，包括順序連接的采樣電路、邏輯處理電路和輸出指示電路，其中，采樣電路包含有兩條線路：第一條線路包括順序連接的分壓電路、第一鉗位電路和第一電壓跟隨器，第二條線路包括第二電壓跟隨器，所述分壓電路的輸入端和所述第二電壓跟隨器的輸入端分別作為所述相序檢測電路的兩個信號輸入端；所述邏輯處理電路包含有兩條線路：第一條線路包括順序連接的第一電壓比較器和第二鉗位電路，所述第一電壓比較器的輸入端連接所述第一電壓跟隨器的輸出端，第二條線路包括順序連接的第二電壓比較器和第三鉗位電路，所述第二電壓比較器的輸入端連接所述第二電壓跟隨器的輸出端，所述第二鉗位電路和第三鉗位電路的輸出端分別連接D觸發器的D觸發端和時鐘端。進一步的，所述采樣電路中的第一條線路的具體電路是：滑動變阻器的一端作為所述相序檢測電路的一個信號輸入端，另一端接地，滑動變阻器的滑片與第十一電阻的一端連接，第十一電阻的另一端分別與第十五二極管的陽極、第十六二極管的陰極、第三運算放大器的同相輸入端連接，第十五二極管的陰極連接+10V電源，而第十六二極管的陽極連接-10V電源，第三運算放大器的反相輸入端與輸出端短接，并共同連接至第一電阻的一端，第一電阻的另一端作為所述采樣電路的一個輸出端。進一步的，所述采樣電路中的第二條線路的具體電路是：第四運算放大器的同相輸入端作為所述相序檢測電路的另一信號輸入端，第四運算放大器的反相輸入端與其輸出端短接，并共同連接至第五電阻的一端，第五電阻的另一端作為所述采樣電路的另一個輸出端。進一步的，所述第三運算放大器與所述第四運算放大器的選型相同，所述第一電阻和所述第五電阻的選型相同。進一步的，所述邏輯處理電路中的兩條線路結構相同。進一步的，所述邏輯處理電路中，第一條線路的具體電路是：第一二極管的陽極、第二二極管的陰極和第一運算放大器的同相輸入端連接，并作為第一電壓比較器的輸入端，第一運算放大器的反相輸入端分別與第一二極管的陰極、第二二極管的陽極、第二電阻的一端相連，第二電阻的另一端接地，第一運算放大器的輸出端經由第三電阻連接+15V電源，且第一運算放大器的輸出端還連接第四電阻的一端，第四電阻的另一端作為所述第一電壓比較器的輸出端并分別與第四二極管的陽極、第三二極管的陰極、D觸發器的D觸發端連接，第四二極管的陰極連接+5V電源，第三二極管的陽極接地。進一步的，所述邏輯處理電路中，第二條線路的具體電路是：第六二極管的陽極、第五二極管的陰極和第二運算放大器的同相輸入端連接，并作為第二電壓比較器的輸入端，第二運算放大器的反相輸入端分別與第六二極管的陰極、第五二極管的陽極、第六電阻的一端相連，第六電阻的另一端接地，第二運算放大器的輸出端經由第七電阻連接+15V電源，且第二運算放大器的輸出端還連接第八電阻的一端，第八電阻的另一端作為所述第二電壓比較器的輸出端并分別與第七二極管的陽極、第八二極管的陰極、D觸發器的時鐘端連接，第七二極管的陰極連接+5V電源，第八二極管的陽極接地。進一步的，所述輸出指示電路的具體電路是：D觸發器的正輸出端與第九電阻的一端相連，第九電阻的另一端分別與第十一二極管的陽極、第十二二極管的陰極、第九發光二極管的陽極連接，第十一二極管的陰極連接+5V電源，第十二二極管的陽極接地，第九發光二極管的陰極接地；D觸發器的反輸出端與第十電阻的一端連接，第十電阻的另一端分別與第十三二極管的陽極、第十四二極管的陰極、第十發光二極管的陽極連接，第十三二極管的陰極連接+5V電源，第十四二極管的陽極接地，第十發光二極管的陰極接地。一種基于如前所述的無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路的檢測方法，首先任意標定連接無刷直流電機三相繞組的三個霍爾傳感器為H1、H2、H3，然后在所述檢測電路的一個信號輸入端輪流輸入霍爾傳感器H1、H2、H3的電壓信號U1、U2、U3，在所述檢測電路的另一個信號輸入端輸入無刷直流電機定子繞組的B相與A相之間的電壓信號eBA；然后依次經過采樣電路和邏輯電路后將電壓信號eBA以及電壓信號U1、U2、U3的正弦信號轉化為方波信號，觀察電壓信號eBA對應的方波信號狀態以及輸出指示電路中兩個發光二極管的發光情況，當電壓信號eBA對應的方波信號處于下降沿，且僅有與D觸發器正輸出端連接的發光二極管亮時，即可確定出對應的霍爾傳感器為H3；然后將余下的兩個霍爾傳感器的電壓信號再次輪流輸入到所述檢測電路的一個信號輸入端輪流，將所述電壓信號eBA輸入到所述檢測電路的另一個信號輸入端，再次觀察所述輸出指示電路中兩個發光二極管的發光情況，當與D觸發器反輸出端連接的發光二極管亮時，即可確定出對應的霍爾傳感器為H1，余下的霍爾傳感器即為H2。采用上述方案后，本專利技術具有以下特點：(1)本專利技術的采樣電路中，輸入的電壓信號通過滑動變阻器的分壓以及鉗位電路的限制，縮小電壓信號，保證電路元器件的正常運行，通過電壓跟隨器減小前級電路對后級電路的影響，提高帶載能力；(2)本專利技術的邏輯處理電路中，通過電壓比較器將正弦信號轉化為檢測所需的方波信號，通過鉗位電路保證輸入D觸發器的方波信號的穩定，保證檢測的準確性；(3)本專利技術能夠準確、有效地判別出無刷直流電機霍爾傳感器的標號，電路簡單實用，穩定性好，降低故障率，成本低廉，易于維護。附圖說明圖1是本專利技術的電路圖；圖2是本專利技術的原理框圖。具體實施方式以下將結合附圖，對本專利技術的技術方案及有益效果進行詳細說明。如圖1和圖2所示，本專利技術提供一種無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，包括順序連接的采樣電路、邏輯處理電路和輸出指示電路，下面分別介紹。所述采樣電路包含有兩條線路：第一條線路包括順序連接的分壓電路、第一鉗位電路和第一電壓跟隨器，第二條線路包括第二電壓跟隨器，所述分壓電路的輸入端和所述第二電壓跟隨器的輸入端分別作為所述相序檢測電路的兩個信號輸入端，即1號輸入端和2號輸入端。所述采樣電路中的第一條線路中，分壓電路主要由滑動變阻器RV1和電阻R11連接而成，第一鉗位電路主要由第十五二極管D15和第十六二極管D16組成，第一電壓跟隨器主要由本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，其特征在于：包括順序連接的采樣電路、邏輯處理電路和輸出指示電路，其中，采樣電路包含有兩條線路：第一條線路包括順序連接的分壓電路、第一鉗位電路和第一電壓跟隨器，第二條線路包括第二電壓跟隨器，所述分壓電路的輸入端和所述第二電壓跟隨器的輸入端分別作為所述相序檢測電路的兩個信號輸入端；所述邏輯處理電路包含有兩條線路：第一條線路包括順序連接的第一電壓比較器和第二鉗位電路，所述第一電壓比較器的輸入端連接所述第一電壓跟隨器的輸出端，第二條線路包括順序連接的第二電壓比較器和第三鉗位電路，所述第二電壓比較器的輸入端連接所述第二電壓跟隨器的輸出端，所述第二鉗位電路和第三鉗位電路的輸出端分別連接D觸發器的D觸發端和時鐘端。

【技術特征摘要】
1.一種無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，其特征在于：包括順序連接的采樣電路、邏輯處理電路和輸出指示電路，其中，采樣電路包含有兩條線路：第一條線路包括順序連接的分壓電路、第一鉗位電路和第一電壓跟隨器，第二條線路包括第二電壓跟隨器，所述分壓電路的輸入端和所述第二電壓跟隨器的輸入端分別作為所述相序檢測電路的兩個信號輸入端；所述邏輯處理電路包含有兩條線路：第一條線路包括順序連接的第一電壓比較器和第二鉗位電路，所述第一電壓比較器的輸入端連接所述第一電壓跟隨器的輸出端，第二條線路包括順序連接的第二電壓比較器和第三鉗位電路，所述第二電壓比較器的輸入端連接所述第二電壓跟隨器的輸出端，所述第二鉗位電路和第三鉗位電路的輸出端分別連接D觸發器的D觸發端和時鐘端。2.如權利要求1所述的無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，其特征在于：所述采樣電路中的第一條線路的具體電路是：滑動變阻器的一端作為所述相序檢測電路的一個信號輸入端，另一端接地，滑動變阻器的滑片與第十一電阻的一端連接，第十一電阻的另一端分別與第十五二極管的陽極、第十六二極管的陰極、第三運算放大器的同相輸入端連接，第十五二極管的陰極連接+10V電源，而第十六二極管的陽極連接-10V電源，第三運算放大器的反相輸入端與輸出端短接，并共同連接至第一電阻的一端，第一電阻的另一端作為所述采樣電路的一個輸出端。3.如權利要求2所述的無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，其特征在于：所述采樣電路中的第二條線路的具體電路是：第四運算放大器的同相輸入端作為所述相序檢測電路的另一信號輸入端，第四運算放大器的反相輸入端與其輸出端短接，并共同連接至第五電阻的一端，第五電阻的另一端作為所述采樣電路的另一個輸出端。4.如權利要求3所述的無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，其特征在于：所述第三運算放大器與所述第四運算放大器的選型相同，所述第一電阻和所述第五電阻的選型相同。5.如權利要求1所述的無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，其特征在于：所述邏輯處理電路中的兩條線路結構相同。6.如權利要求1或5所述的無刷直流電機霍爾傳感器的檢測電路，其特征在于：所述邏輯處理電路中，第一條線路的具體電路是：第一二極管的陽極、第二二極管的陰極和第一運算放大器的同相輸入端連接，并作為第一電壓比較器的輸入端，第一運算放大器的反相輸入端分別與第一二極管的陰極、第二二極管的陽極、第二電阻的一端相連，第二電阻的另一端接地，第一運算放大器的輸出端經由第三電阻連接+15V電源，且第一運算放大器的輸出端還連接第四電阻的一端，第四電阻的另一端作為所述第一電壓比較器的輸出端并分別與第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏海峰，汪倫，張懿，韋漢培，夏儉輝，繆維娜，陳椒嬌，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32