一種防止意外啟動的直流無刷電機控制系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種防止意外啟動的直流無刷電機控制系統，包括微處理器以及分別與之連接的防止意外啟動電路、電機橋式驅動電路、溫度采集電路、電流采集電路、位置傳感器采集電路、無位置傳感器采集電路、電壓采集電路和電源電路。通過設計的防止意外啟動電路，系統只有在先通電情況下人為主動啟動開關，電機才會工作，有效防止電機在意外啟動下發生的危險，同時對電機運行中的電壓、電流、溫度進行控制，大大提高了無刷直流電機運行的可靠性、平穩性。

【技術實現步驟摘要】
一種防止意外啟動的直流無刷電機控制系統
本技術屬于電機控制
，特別涉及了一種防止意外啟動的直流無刷電機控制系統。
技術介紹
有刷電機通過電刷來換相使得電機持續的運轉，直流無刷電機一般采用霍爾傳感器或者反電動勢過零比較來判斷相位，開關相應MOS管，給電機通入對應的電流，使得電機持續運轉。由于有刷電機電刷長時間的磨損會損壞，使得有刷電機使用的壽命會縮短，也大大降低了有刷電機的可靠性。而直流無刷電機因其壽命長、可靠性高的特點被廣泛的應用于電動工具、電動車、無人機等等領域。在現如今，直流無刷電機控制器方面的專利要么是有感的無刷直流電機控制器，要么是無感的無刷直流電機控制器，并且都未帶有防止意外啟動的功能。電機的運行在很多情況下都需要很大的動力，動力大也伴隨著危險，在電機意外啟動的情況下，后果不堪設想。例如，角磨機、切割機一旦意外啟動，非常的危險。
技術實現思路
為了解決上述
技術介紹
提出的技術問題，本技術旨在提供一種防止意外啟動的直流無刷電機控制系統，設計了防止意外啟動的功能，可以有效防止電機在意外啟動下發生的危險，并可以有效地對電機運行中的電壓、電流、溫度進行控制，大大提高了無刷直流電機運行的可靠性、平穩性。為了實現上述技術目的，本技術的技術方案為：一種防止意外啟動的直流無刷電機控制系統，包括微處理器以及分別與之連接的防止意外啟動電路、電機橋式驅動電路、溫度采集電路、電流采集電路、位置傳感器采集電路、無位置傳感器采集電路、電壓采集電路和電源電路；所述電源電路為微處理器供電，電壓采集電路采集電源電路輸出的電壓信號并傳送給微處理器，所述溫度采集電路采集電機橋式驅動電路的溫度信號并傳送給微處理器，所述電流采集電路采集橋式驅動電路輸出的電流信號并傳送給微處理器，所述位置傳感器采集電路采集電機的轉子位置信號并傳送給微處理器，所述無位置傳感器采集電路采集電機各相的反電動勢信號并傳送給微處理器，所述微處理器根據防止意外啟動電路、電機橋式驅動電路、溫度采集電路、電流采集電路、位置傳感器采集電路、無位置傳感器采集電路和電壓采集電路傳送來的各種信號生成電機驅動指令，并通過電機橋式驅動電路控制電機的運轉；所述防止意外啟動電路包括第一～第三三極管、第一～第二二極管、第一～第八電阻、第一～第三電容、穩壓管和啟動開關，所述第一三極管的發射極連接BAT+端，第一三極管的基極連接第一二極管的陽極，第一二極管的陰極依次串聯第一電阻和第一電容后與VBAT端連接，第一三極管的基極經第二電阻與第一三極管的發射極連接，第一三極管的集電極依次串聯第三電阻和第四電阻后與地線連接，BAT+端經第二電容與地線連接，所述第二三級管的發射極連接第一電阻與第一電容的公共端，第二三極管的基極經第五電阻與第二二極管的陽極連接，第二二極管的陰極連接BAT+端與第二電容的公共端，第三三極管的集電極經第六電阻與穩壓管的陰極連接，穩壓管的陽極與地線連接，第六電阻與穩壓管陰極的公共端經第三電容與地線連接，所述第三三極管的集電極依次串聯第七電阻和第八電阻后與VBAT端連接，第三三極管的發射極與地線連接，第三三極管的基極連接第三電阻與第四電阻的公共端，所述BAT+端接電源電路正極，VBAT端接負載通地，BAT+端與VBAT端之間通過啟動開關連接，微處理器連接第六電阻與穩壓管陰極的公共端；當BAT+端通電后，電源會對第一電容進行充電，并在極短時間內將第一電容沖滿電，此時再閉合啟動開關，VBAT端瞬間變為BAT+端的電壓，由于第一電容兩端電壓不能突變的特性，第一電容正極板的電壓將變為BAT+端的2倍，第二三極管的發射極電壓比其基極的電壓高，滿足第二三極管的導通條件，第二三極管導通后，穩壓管的陰極就會在第一電容放電的時間內存在一個高電平，當微處理器接收到該高電平后，判斷系統為正常啟動；若先閉合啟動開關，然后BAT+端通電，第二三極管的發射極電壓就不會比其基極的電壓高，第二三極管不能導通，穩壓管的陰極就不會有高電平，微處理器接收不到高電平，便判斷系統為意外啟動，微處理器不啟動電機。基于上述技術方案的優選方案，所述電壓采集電路包括第九～第十三電阻以及第四～第五電容，所述第九電阻的一端經第四電容與地線連接，第九電阻的另一端經第十電阻與地線連接，第九電阻與第十電阻的公共端依次串聯第十一電阻和第十二電阻后與第十三電阻的一端連接，第十三電阻的另一端經第五電容與地線連接，第九電阻與第四電容的公共端連接微處理器，第十三電阻與第五電容的公共端連接電源電路。基于上述技術方案的優選方案，所述電流采樣電路包括第十四～第十七電阻以及第六電容，所述第十四電阻的一端依次經第六電容、第十五電阻和第十六電阻后與第十四電阻的另一端連接，第十五電阻與第十六電阻的公共端與地線連接，第十四電阻與第十六電阻的公共端與電機橋式驅動電路的輸出端連接，第十四電阻與第六電容的公共端經第十七電阻接入3.3V電壓，第十四電阻與第六電容的公共端連接微處理器的一個端口，第六電容與第十五電阻的公共端連接微處理器的另一個端口?；谏鲜黾夹g方案的優選方案，所述溫度采集電路包括溫敏電阻、第十八～第十九電阻以及第七～第八電容，所述溫敏電阻的一端連接地線，溫敏電阻的另一端經第十八電阻與第七電容的一端連接，第七電容的另一端與地線連接，溫敏電阻與第十八電阻的公共端經第八電容與地線連接，溫敏電阻與第十八電阻的公共端經第十九電阻接入3.3V電壓，第十八電阻與第七電容的公共端連接微處理器，所述溫敏電阻設置在緊靠電機橋式驅動電路中開關管的位置。基于上述技術方案的優選方案，所述位置傳感器采集電路包括霍爾傳感器和RC濾波電路，所述霍爾傳感器采集電機轉子的霍爾信號，并經RC濾波電路濾波后傳送給微處理器。采用上述技術方案帶來的有益效果：（1）本技術設計了防止意外啟動電路，大大降低了高速旋轉的電機啟動時發生的危險性；（2）本技術既有位置傳感器采集電路，又有無位置傳感器采集電路，即可以控制有感電機也可以控制無感電機，根據需要可以相互切換，靈活多變；（3）本技術通過位置傳感器采集電路和無位置傳感器采集電路獲取電機位置，實現電機的堵轉保護；（4）本技術設計了電壓采集電路，用于實現過壓和欠壓保護，增強了電機運行的安全性；（5）本技術設計了電流采集電路，設置了多級過流保護，使得電機運行更加安全穩定，不會因為電流過大而燒壞硬件；（6）本技術設計了溫度采集電路，實現溫度保護，溫敏電阻緊貼在驅動電路的MOS管旁邊，對電機持續運行使得溫度過高而燒壞硬件做了有效的控制；（7）本技術采用單芯片控制，大大降低了成本，單芯片控制也增強了電機控制的穩定性。附圖說明圖1是本技術的基本結構框圖。圖2是本技術的防止意外啟動電路圖。圖3是本技術的電壓采集電路圖。圖4是本技術的電流采集電路圖。圖5是本技術的溫度采集電路圖。圖6是本技術的位置傳感器采集電路圖。圖7是本技術的無位置傳感器采集電路圖。標號說明：R1～R25：電阻；C1～C11：電容；Q1～Q3：三極管；D1～D2：二極管；ZD：穩壓管；K：啟動開關；RT：溫敏電阻。具體實施方式以下將結合附圖，對本技術的技術方案進行詳細說明。如圖1所示本技術的基本結構框圖，一種防本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種防止意外啟動的直流無刷電機控制系統，其特征在于：包括微處理器以及分別與之連接的防止意外啟動電路、電機橋式驅動電路、溫度采集電路、電流采集電路、位置傳感器采集電路、無位置傳感器采集電路、電壓采集電路和電源電路；所述電源電路為微處理器供電，電壓采集電路采集電源電路輸出的電壓信號并傳送給微處理器，所述溫度采集電路采集電機橋式驅動電路的溫度信號并傳送給微處理器，所述電流采集電路采集橋式驅動電路輸出的電流信號并傳送給微處理器，所述位置傳感器采集電路采集電機的轉子位置信號并傳送給微處理器，所述無位置傳感器采集電路采集電機各相的反電動勢信號并傳送給微處理器，所述微處理器根據防止意外啟動電路、電機橋式驅動電路、溫度采集電路、電流采集電路、位置傳感器采集電路、無位置傳感器采集電路和電壓采集電路傳送來的各種信號生成電機驅動指令，并通過電機橋式驅動電路控制電機的運轉；所述防止意外啟動電路包括第一～第三三極管、第一～第二二極管、第一～第八電阻、第一～第三電容、穩壓管和啟動開關，所述第一三極管的發射極連接BAT+端，第一三極管的基極連接第一二極管的陽極，第一二極管的陰極依次串聯第一電阻和第一電容后與VBAT端連接，第一三極管的基極經第二電阻與第一三極管的發射極連接，第一三極管的集電極依次串聯第三電阻和第四電阻后與地線連接，BAT+端經第二電容與地線連接，所述第二三級管的發射極連接第一電阻與第一電容的公共端，第二三極管的基極經第五電阻與第二二極管的陽極連接，第二二極管的陰極連接BAT+端與第二電容的公共端，第二三極管的集電極經第六電阻與穩壓管的陰極連接，穩壓管的陽極與地線連接，第六電阻與穩壓管陰極的公共端經第三電容與地線連接，所述第三三極管的集電極依次串聯第七電阻和第八電阻后與VBAT端連接，第三三極管的發射極與地線連接，第三三極管的基極連接第三電阻與第四電阻的公共端，所述BAT+端接電源電路正極，VBAT端接負載通地，BAT+端與VBAT端之間通過啟動開關連接，微處理器連接第六電阻與穩壓管陰極的公共端；當BAT+端通電后，電源會對第一電容進行充電，并在極短時間內將第一電容沖滿電，此時再閉合啟動開關，VBAT端瞬間變為BAT+端的電壓，由于第一電容兩端電壓不能突變的特性，第一電容正極板的電壓將變為BAT+端的2倍?，第二三極管的發射極電壓比其基極的電壓高，滿足第二三極管的導通條件，第二三極管導通后，穩壓管的陰極就會在第一電容放電的時間內存在一個高電平，當微處理器接收到該高電平后，判斷系統為正常啟動；若先閉合啟動開關，然后BAT+端通電，第二三極管的發射極電壓就不會比其基極的電壓高，第二三極管不能導通，穩壓管的陰極就不會有高電平，微處理器接收不到高電平，便判斷系統為意外啟動，微處理器不啟動電機。...

【技術特征摘要】
1.一種防止意外啟動的直流無刷電機控制系統，其特征在于：包括微處理器以及分別與之連接的防止意外啟動電路、電機橋式驅動電路、溫度采集電路、電流采集電路、位置傳感器采集電路、無位置傳感器采集電路、電壓采集電路和電源電路；所述電源電路為微處理器供電，電壓采集電路采集電源電路輸出的電壓信號并傳送給微處理器，所述溫度采集電路采集電機橋式驅動電路的溫度信號并傳送給微處理器，所述電流采集電路采集橋式驅動電路輸出的電流信號并傳送給微處理器，所述位置傳感器采集電路采集電機的轉子位置信號并傳送給微處理器，所述無位置傳感器采集電路采集電機各相的反電動勢信號并傳送給微處理器，所述微處理器根據防止意外啟動電路、電機橋式驅動電路、溫度采集電路、電流采集電路、位置傳感器采集電路、無位置傳感器采集電路和電壓采集電路傳送來的各種信號生成電機驅動指令，并通過電機橋式驅動電路控制電機的運轉；所述防止意外啟動電路包括第一～第三三極管、第一～第二二極管、第一～第八電阻、第一～第三電容、穩壓管和啟動開關，所述第一三極管的發射極連接BAT+端，第一三極管的基極連接第一二極管的陽極，第一二極管的陰極依次串聯第一電阻和第一電容后與VBAT端連接，第一三極管的基極經第二電阻與第一三極管的發射極連接，第一三極管的集電極依次串聯第三電阻和第四電阻后與地線連接，BAT+端經第二電容與地線連接，所述第二三級管的發射極連接第一電阻與第一電容的公共端，第二三極管的基極經第五電阻與第二二極管的陽極連接，第二二極管的陰極連接BAT+端與第二電容的公共端，第二三極管的集電極經第六電阻與穩壓管的陰極連接，穩壓管的陽極與地線連接，第六電阻與穩壓管陰極的公共端經第三電容與地線連接，所述第三三極管的集電極依次串聯第七電阻和第八電阻后與VBAT端連接，第三三極管的發射極與地線連接，第三三極管的基極連接第三電阻與第四電阻的公共端，所述BAT+端接電源電路正極，VBAT端接負載通地，BAT+端與VBAT端之間通過啟動開關連接，微處理器連接第六電阻與穩壓管陰極的公共端；當BAT+端通電后，電源會對第一電容進行充電，并在極短時間內將第一電容沖滿電，此時再閉合啟動開關，VBAT端瞬間變為BAT+端的電壓，由于第一電容兩端電壓不能突變的特性，第一電容正極板的電壓將變為BAT+端的2倍，第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：衛萬成，張健，
申請(專利權)人：江蘇天行健汽車科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32