用于电子水泵的无刷电机控制电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于电子水泵的无刷电机控制电路，包括电源电路、防反接电路、霍尔电路、逻辑信号输入电路、桥式驱动电路以及故障诊断及处理电路，故障诊断及处理电路通过霍尔电路实时检测电机的转速，当转速出现异常时将驱动芯片的故障引脚EF电压拉低，让驱动芯片进行故障保护，同时，切断驱动芯片输入端逻辑控制信号IN1和IN2的输入。通过新型的无刷电机控制方式，提高电机效率，从而使得水泵在达到跟同类产品同样性能下，消耗的电流更小，且通过纯硬件的方式进行PWM调速，不仅实现了节能的效果，还增强了系统的稳定性，并带有故障诊断功能。

【技术实现步骤摘要】
用于电子水泵的无刷电机控制电路
本技术涉及一种用于电子水泵的无刷电机控制电路。
技术介绍
随着全球能源危机的出现，油价不断上涨，新能源汽车的发展成为近年来汽车工业发展的主要方向之一。政府的大力扶植与推动，产业竞争与合作为我国新能源汽车的发展奠定了一定的基础。新能源汽车是相对于使用汽油作为燃料的传统汽车所提出的，采用非常规燃料作为动力来源，具有新技术和新结构的汽车。目前汽车工业中可以实现的主要包括以下种类：新型燃油汽车，电动汽车，插电式油电混合动力汽车等。电动水泵是用于电动汽车或插电式油电混合动力汽车上用于提供液体流动的部件，不仅可以给电池、电机、电机控制器进行冷却，还可以用于对电池进行预热及空调系统等。由于新能源汽车上的电池电量是有限的，这就需要汽车上的每个子系统都要尽量少的耗电。现有技术的电机控制电路是采用电机线圈依次得电的方式控制电机运转，电机的极性都是相同的，这样就导致工作时不是所有的线圈同时得电，不能同时“出力”，导致电机的效率偏低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本技术提供一种用于电子水泵的无刷电机控制电路。本控制电路通过新型的无刷电机控制方式，提高电机效率，从而使得水泵在达到跟同类产品同样性能下，消耗的电流更小，且通过纯硬件的方式进行PWM调速，不仅实现了节能的效果，还增强了系统的稳定性，并带有故障诊断功能。本技术解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种用于电子水泵的无刷电机控制电路，包括电源电路，用于提供后续电路需要的各种电压，为控制电路中的用电元件提供电源；防反接电路，用于防止电源正负极反接，导致后续电路的损毁；霍尔电路，用于检测电机转子位置，输出霍尔信号Hout，并控制电机运转及换向；霍尔信号Hout为方波信号；逻辑信号输入电路，1、用来接收电机位置传感器，即霍尔传感器反馈的反应电机位置的霍尔信号Hout，通过转换电路分离出桥式驱动芯片需要的逻辑控制信号IN1和IN2；2、接受外部输入进来的PWM调速信号，送入桥式驱动芯片；桥式驱动电路，用于接收逻辑信号输入模块送来的逻辑控制信号IN1和IN2及PWM调速信号，输出用于驱动的电机驱动信号OUT1和OUT2，控制OUT1和OUT2的驱动输出，使得电机线圈得电，电机转动，根据逻辑电平的变化，控制OUT1、OUT2电流输出方向，使得线圈内电流方向发生变化，从而使得电机每一个线圈的极性NS极交替变化，电机持续运转；根据外部输入的PWM信号，改变输入逻辑高电平的持续时间，来进行电机调速；桥式驱动电路采用桥式驱动芯片，如TLE9201、TLE5205。故障诊断及处理电路，用于对电机运转状态进行判断，一旦电机的转速出现异常时输出驱动芯片故障保护信号EF，将会切断逻辑输入电路的电源，电机停转，达到故障保护的作用。工作原理：故障诊断及处理电路通过霍尔电路实时检测电机的转速，当转速出现异常时将驱动芯片的故障引脚EF电压拉低，让驱动芯片进行故障保护，同时，切断驱动芯片输入端逻辑控制信号IN1和IN2的输入；驱动芯片内部检测到过流或短路等故障信号时，驱动芯片内部会将故障引脚EF拉低，对驱动芯片进行保护，同时切断驱动芯片输入端逻辑控制信号IN1和IN2的输入。本技术电机的四个线圈同时得电，线圈在绕线的时候相连两个线圈的绕线方向是相反的，所以通电以后四个线圈就会出现两个N极两个S极，改变电流方向后，原来的N极变成S极，S极变成N极，通过不停的变换电机定子线圈中电流流向，从而改变定子的极性，使得电机转动。本技术的有益效果是：本技术提供的一种用于电子水泵的无刷电机控制电路，设计该控制器是为了提高电机效率，降低电机功耗，从而降低新能源车的能耗，增加续航里程。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1是本技术最佳实施例的原理示意图；图2是电源电路和防反接电路的电路原理图；图3是逻辑信号输入电路原理图；图4是故障诊断及处理电路原理图；图5是霍尔电路原理图；图6是桥式驱动电路原理图。具体实施方式现在结合附图对本技术作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。如图1所示，本技术的一种用于电子水泵的无刷电机控制电路，包括电源电路，用于提供后续电路需要的各种电压，为控制电路中的用电元件提供电源；防反接电路，用于防止电源正负极反接，导致后续电路的损毁；霍尔电路，用于检测电机转子位置，输出霍尔信号Hout，并控制电机运转及换向；逻辑信号输入电路，1、用来接收电机位置传感器，即霍尔传感器反馈的反应电机位置的霍尔信号Hout，通过转换电路分离出桥式驱动芯片需要的逻辑控制信号IN1和IN2；2、接受外部输入进来的PWM调速信号，送入桥式驱动芯片；外部PWM经过上拉电阻R14后得到PWM调速信号；桥式驱动电路，用于接收逻辑信号输入模块送来的逻辑控制信号IN1和IN2及PWM调速信号，输出用于驱动的电机驱动信号OUT1和OUT2，控制OUT1和OUT2的驱动输出，使得电机线圈得电，电机转动，根据逻辑电平的变化，控制OUT1、OUT2电流输出方向，使得线圈内电流方向发生变化，从而使得电机每一个线圈的极性NS极交替变化，电机持续运转；根据外部输入的PWM信号，改变输入逻辑高电平的持续时间，来进行电机调速；桥式驱动电路采用桥式驱动芯片，如TLE9201、TLE5205。故障诊断及处理电路，用于对电机运转状态进行判断，一旦电机的转速出现异常时输出驱动芯片故障保护信号EF，将会切断逻辑输入电路的电源，电机停转，达到故障保护的作用。工作原理：故障诊断及处理电路通过霍尔电路实时检测电机的转速，当转速出现异常时将驱动芯片的故障引脚EF电压拉低，让驱动芯片进行故障保护，同时，切断驱动芯片输入端逻辑控制信号IN1和IN2的输入；驱动芯片内部检测到过流或短路等故障信号时，驱动芯片内部会将故障引脚EF拉低，对驱动芯片进行保护，同时切断驱动芯片输入端逻辑控制信号IN1和IN2的输入。如图2所示，本实施例中外部电源通过接插件J1输入，同时，接插件J1还是外部PWM调速信号S的输入接口；由接插件J1输入的电源VCC连接至电源电路，输出电源VDD1，VDD1为逻辑电平需要的6.5V电压，电源电路包括电阻R17、三极管Q9和二极管D6，电阻R17和二极管D6串接在电源VCC和地GND之间，三极管Q9的集电极接电源VCC，基极连接在电阻R17和二极管D6公共引出端，发射极输出电源VDD1。防反接电路设置是为了防止客户使用时将电源正负极接反，导致线路板损坏。防反接电路包括MOS管Q6，MOS管Q6的栅极串接一电阻R9连接至电源VDD，MOS管Q6的源极接地GND，MOS管Q6的漏极连接地VSS，同时，MOS管Q6的漏极经电阻R12连接电源VCC。VDD1与地GND之间接一隔离电容C14，电源VCC与地VSS之间并联二极管D3，四个滤波电容C16、C17、C18和C19，二极管D3的阴极与电源VCC连接，阳极与地VSS，二极管D3和MOS管Q6共同作用实现电源的双重防护，避免电源接反危害后续电路。正常工作时MOS管Q6导通，GND和Vss连在一起，正常供电；当电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电子水泵的无刷电机控制电路，其特征在于：包括电源电路，为控制电路中的用电元件提供电源；霍尔电路，用于检测电机转子位置，输出霍尔信号Hout，并控制电机运转及换向；故障诊断及处理电路，用于对电机运转状态进行判断，当电机的转速出现异常时输出驱动芯片故障保护信号EF；逻辑信号输入电路，用于接收反应电机位置的霍尔信号Hout，通过转换分离出桥式驱动电路需要的逻辑控制信号IN1和IN2；接受外部输入进来的PWM调速信号，并送入桥式驱动电路；以及桥式驱动电路，用于接收逻辑信号输入电路送来的逻辑控制信号IN1和IN2以及PWM调速信号，输出用于驱动的电机驱动信号OUT1和OUT2。

【技术特征摘要】
1.一种用于电子水泵的无刷电机控制电路，其特征在于：包括电源电路，为控制电路中的用电元件提供电源；霍尔电路，用于检测电机转子位置，输出霍尔信号Hout，并控制电机运转及换向；故障诊断及处理电路，用于对电机运转状态进行判断，当电机的转速出现异常时输出驱动芯片故障保护信号EF；逻辑信号输入电路，用于接收反应电机位置的霍尔信号Hout，通过转换分离出桥式驱动电路需要的逻辑控制信号IN1和IN2；接受外部输入进来的PWM调速信号，并送入桥式驱动电路；以及桥式驱动电路，用于接收逻辑信号输入电路送来的逻辑控制信号IN1和IN2以及PWM调速信号，输出用于驱动的电机驱动信号OUT1和OUT2。2.如权利要求1所述的用于电子水泵的无刷电机控制电路，其特征在于：还包括防反接电路，用于防止电源正负极反接而导致后续电路的损毁。3.如权利要求2所述的用于电子水泵的无刷电机控制电路，其特征在于：所述防反接电路包括MOS管Q6，MOS管Q6的栅极串接一电阻R9连接至电源VDD，MOS管Q6的源极接地GND，MOS管Q6的漏极连接地VSS，同时，MOS管Q6的漏极经电阻R12连接电源VCC。4.如权利要求1所述的用于电子水泵的无刷电机控制电路，其特征在于：所述逻辑信号输入电路包括逻辑控制信号IN1的逻辑电路和逻辑控制信号IN2的逻辑电路，具体包括四个电阻R1、R5、R13和R15，两个三极管Q7和Q8，两个电容C2和C4，以及两个二极管D1和D2，三极管Q7的基极通过电阻R5连接霍尔信号Hout，三极管Q7的集电极经电阻R15连接电源VDD，三极管Q7的发射极接地GND，三极管Q7集电极输出作为逻辑控制信号IN1；三极管Q8的基极通过电阻R1连接逻辑控制信号IN1，三极管Q8的集电极经电阻R13连接电源VDD，三极管Q8的发射极接地GND，三极管Q8集电极输出作为逻辑控制信号IN2；逻辑控制信号IN1与地GND之间接电容C4滤波，逻辑控制信号IN2与地GND之间接电容C2滤波；逻辑控制信号IN1经二极管D1与PWM调速信号连接，且二极管D1的阳极与逻辑控制信号IN1连接，阴极与PWM调速信号连接；逻辑控制信号IN2经二极管D2与PWM调速信号连接，且二极管D2的阳极与逻辑控制信号IN2连接，阴极与PWM调速信号连接。5.如权利要求1所述的用于电子水泵的无刷电机控制电路，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文玉，
申请(专利权)人：常州市武进亚太机电配件有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32