一种无刷直流电机双向控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种无刷直流电机双向控制电路，属于电机双向控制电路技术领域，解决了现有电路成本高、可靠性低的问题。包括：正向换相电路、反向换相电路、转向选择电路、滤波电路、上桥臂控制电路、下桥臂控制电路、功率逆变主电路；电机位置信号输入正向换相电路、反向换相电路输入端，正向换相电路、反向换相电路输出端与转向选择电路的输入端相连，转向选择电路输出信号H1、H3、H5经滤波电路后接入上桥臂控制电路，转向选择电路输出信号H2、H4、H6经滤波电路后接入下桥臂控制电路，上桥臂控制电路及下桥臂控制电路的输出信号均接入功率逆变主电路，功率逆变主电路输出信号与电机的输入端连接。实现了无刷直流电机小型化、低成本、高可靠性。

A Bidirectional Control Circuit for Brushless DC Motor

The invention relates to a bidirectional control circuit of brushless DC motor, belonging to the technical field of motor bidirectional control circuit, which solves the problems of high cost and low reliability of the existing circuit. Including: forward commutation circuit, reverse commutation circuit, steering selection circuit, filter circuit, upper bridge arm control circuit, lower bridge arm control circuit, power inversion main circuit; motor position signal input forward commutation circuit, reverse commutation circuit input end, forward commutation circuit, reverse commutation circuit output end is connected with the input end of steering selection circuit, steering selection circuit output The signals H1, H3 and H5 are connected to the upper arm control circuit after filtering circuit, and the output signals H2, H4 and H6 of the selection circuit are connected to the lower arm control circuit after filtering circuit. The output signals of the upper arm control circuit and the lower arm control circuit are connected to the power inverter main circuit, and the output signals of the power inverter main circuit are connected to the input end of the motor. It realizes the miniaturization, low cost and high reliability of brushless DC motor.

【技术实现步骤摘要】
一种无刷直流电机双向控制电路
本专利技术涉及直流电机双向控制电路
，尤其涉及一种无刷直流电机双向控制电路。
技术介绍
本专利技术涉及一种无刷直流电机双向控制电路。无刷直流电机具有体积小、能量密度高、结构紧凑、效率高等优点，广泛应用在国防、军工、航空、航天、汽车、家电等工业生产各个领域。近年来，随着控制理论、元器件和永磁材料的高速发展，无刷直流电机的应用愈加广泛，小型化、低成本、高可靠的无刷直流电机双向控制电路成为研究热点之一。目前，无刷直流电机双向控制电路主要由两种方式，第一种方式是采用有位置传感器、桥式驱动电路和处理器芯片联合实现的方法，处理器芯片采集位置传感器的信号，根据换相控制算法，输出控制信号控制桥式驱动电路实现电机的换相，这种方式的优点是技术成熟、控制算法简单，但是缺点是由于需要处理器芯片和外围电路，导致电路复杂，体积大，成本较高，在低成本应用场合使用时受到限制；第二种方式是采用无位置传感器的方法，利用处理器芯片、控制算法和检测电路联合实现电机的换相，这种方式的优点是省去了位置传感器，减少了电机引线，但是缺点是检测电路和控制算法比较复杂，而且需要处理器芯片和控制算法进行结合，造成成本较高、可靠性降低。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种无刷直流电机双向控制电路，用以解决现有无刷直流电机双向控制电路成本较高、可靠性较低的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种无刷直流电机双向控制电路，其特征在于，包括：正向换相电路(2)、反向换相电路(3)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)、上桥臂控制电路(6)、下桥臂控制电路(7)、功率逆变主电路(8)；无刷直流电机位置信号分别输入正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输入端，所述正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输出端分别与所述转向选择电路(4)的输入端相连，所述转向选择电路(4)的输出信号H1、H3、H5经滤波电路(5)后接入所述上桥臂控制电路(6)，所述转向选择电路(4)的输出信号H2、H4、H6经滤波电路(5)后接入所述下桥臂控制电路(7)，所述上桥臂控制电路(6)及所述下桥臂控制电路(7)的输出信号均接入所述功率逆变主电路(8)，所述功率逆变主电路(8)的输出信号UA、UB、UC与无刷直流电机的输入端连接。本专利技术有益效果如下：本专利技术靠硬件实现无刷直流电机双向控制，无需软件算法，实现简单，成本低，体积小，可靠性高。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述正向换相电路(2)包括：反相器U1～U3、与门U4～U9、或门U10～U15；所述电机A相位置信号HA分别输入所述与门U7～U9的第三输入端；所述电机B相位置信号HB分别输入所述与门U5～U7的第二输入端；所述电机C相位置信号HC分别输入所述与门U4、与门U5、与门U9的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经所述反相器U3后输入所述与门U4、与门U5的第三输入端、与门U6的第一输入端；所述电机B相位置信号HB还经过所述反相器U2后输入所述与门U4、与门U8、与门U9的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还经过所述反相器U1后输入所述与门U6的第三输入端、与门U7、与门U8的第一输入端；所述与门U4的输出端分别与所述或门U10的第二输入端、或门U11的第一输入端相连；所述与门U5的输出端分别与所述或门U11的第二输入端、或门U12的第一输入端相连；所述与门U6的输出端分别与所述或门U12的第二输入端、或门U13的第一输入端相连；所述与门U7的输出端分别与所述或门U13的第二输入端、或门U14的第一输入端相连；所述与门U8的输出端分别与所述或门U14的第二输入端、或门U15的第一输入端相连；所述与门U9的输出端分别与所述或门U15的第二输入端、或门U10的第一输入端相连；所述或门U10～U15的输出信号依次表示为Z6、Z5、Z4、Z3、Z2、Z1。采用上述进一步方案的有益效果是：利用硬件电路实现电机位置信号的换向，方法简单，无需软件算法，成本低。进一步，所述反向换相电路(3)包括：反相器U16～U18、与门U19～U24、或门U25～U30；所述电机A相位置信号HA分别输入所述与门U22～U24的第三输入端；所述电机B相位置信号HB分别输入所述与门U20～U22的第二输入端；所述电机C相位置信号HC分别输入所述与门U19、与门U20、与门U24的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经过所述反相器U18后输入所述与门U19、与门U20的第三输入端、与门U21的第一输入端；所述电机B相位置信号HB还经过所述反相器U17后输入所述与门U19、与门U23、与门U24的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还经过所述反相器U16后输入所述与门U21的第三输入端、与门U22、与门U23的第一输入端；所述与门U19的输出端分别与所述或门U25的第二输入端、或门U26的第一输入端连接；所述与门U20的输出端分别与所述或门U26的第二输入端、或门U27的第一输入端连接；所述与门U21的输出端分别与所述或门U27的第二输入端、或门U28的第一输入端连接；所述与门U22的输出端分别与所述或门U28的第二输入端、或门U29的第一输入端连接；所述与门U23的输出端分别与所述或门U29的第二输入端、或门U30的第一输入端连接；所述与门24的输出端分别与所述或门U30的第二输入端、或门U25的第一输入端连接；所述或门U25～U30的输出信号依次表示为F3、F2、F1、F6、F5、F4。采用上述进一步方案的有益效果是：利用硬件电路实现电机位置信号的换向，方法简单，无需软件算法，成本低。进一步，所述转向选择电路(4)包括单刀双掷拨码开关，当电机正向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(2)的输出信号Z1～Z6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接；当电机反向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(3)的输出信号F1～F6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接。采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术通过采用转向选择电路实现电机转向选择，无需软件算法，成本较低。进一步，所述滤波电路(5)包括：电容C1～C6、电阻R1、电阻R3、电阻R21、电阻R22、电阻R24、电阻R34、电阻R35、电阻R37～R39、电阻R46、电阻R47、电阻R51、电阻R52、电阻R56；所述换相信号H1输入所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2、电阻R39的一端相连，并将所述电阻R3的另一端作为滤波电路P1的输出端口，所述电容C2、电阻R39的另一端接地；所述换相信号H2输入所述电阻R37的一端，所述电阻R37的另一端分别与所述电容C6、电阻R51的一端相连，所述电容C6、电阻R51的另一端与所述电阻R52的一端相连，并将所述电阻R52的一端作为滤波电路P2的输出端口，所述电阻R52的另一端接地；所述换相信号H3输入所述电阻R22的一端，所述电阻R22的另一端分别与所述电容C3、电阻R21的一端相连，并将所述电阻R22的另一端作为滤波电路P3的输出端口，所述电容C3、电阻R21的另一端接地；所述换相信号H4输入所述电阻R1的一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无刷直流电机双向控制电路，其特征在于，包括：正向换相电路(2)、反向换相电路(3)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)、上桥臂控制电路(6)、下桥臂控制电路(7)、功率逆变主电路(8)；无刷直流电机位置信号分别输入正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输入端，所述正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输出端分别与所述转向选择电路(4)的输入端相连，所述转向选择电路(4)的输出信号H1、H3、H5经滤波电路(5)后接入所述上桥臂控制电路(6)，所述转向选择电路(4)的输出信号H2、H4、H6经滤波电路(5)后接入所述下桥臂控制电路(7)，所述上桥臂控制电路(6)及所述下桥臂控制电路(7)的输出信号均接入所述功率逆变主电路(8)，所述功率逆变主电路(8)的输出信号UA、UB、UC与无刷直流电机的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机双向控制电路，其特征在于，包括：正向换相电路(2)、反向换相电路(3)、转向选择电路(4)、滤波电路(5)、上桥臂控制电路(6)、下桥臂控制电路(7)、功率逆变主电路(8)；无刷直流电机位置信号分别输入正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输入端，所述正向换相电路(2)、反向换相电路(3)的输出端分别与所述转向选择电路(4)的输入端相连，所述转向选择电路(4)的输出信号H1、H3、H5经滤波电路(5)后接入所述上桥臂控制电路(6)，所述转向选择电路(4)的输出信号H2、H4、H6经滤波电路(5)后接入所述下桥臂控制电路(7)，所述上桥臂控制电路(6)及所述下桥臂控制电路(7)的输出信号均接入所述功率逆变主电路(8)，所述功率逆变主电路(8)的输出信号UA、UB、UC与无刷直流电机的输入端连接。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述正向换相电路(2)包括：反相器U1～U3、与门U4～U9、或门U10～U15；所述电机A相位置信号HA分别输入所述与门U7～U9的第三输入端；所述电机B相位置信号HB分别输入所述与门U5～U7的第二输入端；所述电机C相位置信号HC分别输入所述与门U4、与门U5、与门U9的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经所述反相器U3后输入所述与门U4、与门U5的第三输入端、与门U6的第一输入端；所述电机B相位置信号HB还经过所述反相器U2后输入所述与门U4、与门U8、与门U9的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还经过所述反相器U1后输入所述与门U6的第三输入端、与门U7、与门U8的第一输入端；所述与门U4的输出端分别与所述或门U10的第二输入端、或门U11的第一输入端相连；所述与门U5的输出端分别与所述或门U11的第二输入端、或门U12的第一输入端相连；所述与门U6的输出端分别与所述或门U12的第二输入端、或门U13的第一输入端相连；所述与门U7的输出端分别与所述或门U13的第二输入端、或门U14的第一输入端相连；所述与门U8的输出端分别与所述或门U14的第二输入端、或门U15的第一输入端相连；所述与门U9的输出端分别与所述或门U15的第二输入端、或门U10的第一输入端相连；所述或门U10～U15的输出信号依次表示为Z6、Z5、Z4、Z3、Z2、Z1。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述反向换相电路(3)包括：反相器U16～U18、与门U19～U24、或门U25～U30；所述电机A相位置信号HA分别输入所述与门U22～U24的第三输入端；所述电机B相位置信号HB分别输入所述与门U20～U22的第二输入端；所述电机C相位置信号HC分别输入所述与门U19、与门U20、与门U24的第一输入端；所述电机A相位置信号HA还经过所述反相器U18后输入所述与门U19、与门U20的第三输入端、与门U21的第一输入端；所述电机B相位置信号HB还经过所述反相器U17后输入所述与门U19、与门U23、与门U24的第二输入端；所述电机C相位置信号HC还经过所述反相器U16后输入所述与门U21的第三输入端、与门U22、与门U23的第一输入端；所述与门U19的输出端分别与所述或门U25的第二输入端、或门U26的第一输入端连接；所述与门U20的输出端分别与所述或门U26的第二输入端、或门U27的第一输入端连接；所述与门U21的输出端分别与所述或门U27的第二输入端、或门U28的第一输入端连接；所述与门U22的输出端分别与所述或门U28的第二输入端、或门U29的第一输入端连接；所述与门U23的输出端分别与所述或门U29的第二输入端、或门U30的第一输入端连接；所述与门24的输出端分别与所述或门U30的第二输入端、或门U25的第一输入端连接；所述或门U25～U30的输出信号依次表示为F3、F2、F1、F6、F5、F4。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述转向选择电路(4)包括单刀双掷拨码开关，当电机正向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(2)的输出信号Z1～Z6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接；当电机反向转动时，所述单刀双掷拨码开关控制所述正向换相电路(3)的输出信号F1～F6分别与所述转向选择电路(4)输出的换向信号H1～H6连接。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述滤波电路(5)包括：电容C1～C6、电阻R1、电阻R3、电阻R21、电阻R22、电阻R24、电阻R34、电阻R35、电阻R37～R39、电阻R46、电阻R47、电阻R51、电阻R52、电阻R56；所述换相信号H1输入所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2、电阻R39的一端相连，并将所述电阻R3的另一端作为滤波电路P1的输出端口，所述电容C2、电阻R39的另一端接地；所述换相信号H2输入所述电阻R37的一端，所述电阻R37的另一端分别与所述电容C6、电阻R51的一端相连，所述电容C6、电阻R51的另一端与所述电阻R52的一端相连，并将所述电阻R52的一端作为滤波电路P2的输出端口，所述电阻R52的另一端接地；所述换相信号H3输入所述电阻R22的一端，所述电阻R22的另一端分别与所述电容C3、电阻R21的一端相连，并将所述电阻R22的另一端作为滤波电路P3的输出端口，所述电容C3、电阻R21的另一端接地；所述换相信号H4输入所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别与所述电容C1、电阻R38的一端相连，所述电容C1、电阻R38的另一端与所述电阻R56的一端相连，并将所述电阻R56的一端作为滤波电路P4的输出端口，所述电阻R56的另一端接地；所述换相信号H5输入所述电阻R35的一端，所述电阻R35的另一端分别与所述电容C5、电阻R34的一端相连，并将所述电阻R35的另一端作为滤波电路P5的输出端口，所述电容C5、电阻R34的另一端接地；所述换相信号H6输入所述电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端分别与所述电容C4、电阻R47的一端相连，所述电容C4、电阻R47的另一端与所述电阻R46的一端相连，并将所述电阻R46的一端作为滤波电路P6的输出端口，所述电阻R46的另一端接地。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述上桥臂控制电路(6)包括：电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R17～R20、电阻R30～R33、电阻R57、NPN三极管K2、PNP三极管K3、PNP三极管K6、NPN三极管K7、PNP三极管K10、NPN三极管K11；所述P1输出端口与所述NPN三极管K2的基极相连，所述NPN三极管K2的发射极接地，所述NPN三极管K2的集电极与所述电阻R5的一端相连，所述电阻R5的另一端与所述电阻R4的一端、PNP三极管K3的基极相连，所述电阻R4的另一端接电源正极，所述PNP三极管K3的发射极接电源正极，所述PNP三极管K3的集电极与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与所述电阻R57的一端相连，所述电阻R7与所述电阻R57相连的一端作为S1输出端口；所述P3输出端口与所述NPN三极管K7的基极相连，所述NPN三极管K7的发射极接地，所述NPN三极管K7的集电极与所述电阻R20的一端相连，所述电阻R20的另一端与所述电阻R19的一端、PN...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔臣君，李方俊，李俊峰，李浩，周通，蔡霖，王生捷，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11