智能型小功率电机控制器的控制电路和控制方法技术

本发明专利技术涉及电机技术领域，特别是一种智能型小功率电机控制器的控制电路和控制方法。它包括直流无刷电机驱动电路、直流有刷电机驱动电路、与直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路连接的MCU单片机、与MCU单片机连接的检测电路和电源电路。直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路通过MCU单片机集中控制，它根据检测电路反馈的温度信号调节输入到两个驱动电路的脉冲调制信号，从而控制直流无刷电机和直流有刷电机的转速。本发明专利技术将直流无刷电机和直流有刷电机同时采用一个控制模块进行控制，控制过程更为简单，用直流无刷电机和直流有刷电机分别根据水温自动调节电动水泵和冷凝风扇的电机转速，有效地节约了能源、降低了噪音。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机
，特别是一种智能型小功率电机控制器的控制电路和控制方法。
技术介绍
直流有刷电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，但普通的直流有刷电动机由于需要机械换相和电刷，可靠性差，需要经常维护；换相时产生电磁干扰，噪声大，影响了直流有刷电动机在控制系统中的进一步应用。为了克服机械换相带来的缺点，以电子换相取代机械换相的直流无刷电动机应运而生。30多年以来，随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术特别是大功率开关器件的发展，直流无刷电动机得到了广泛应用。根据IMSResearch(电子行业研究机构)一项最新研究报告，2012到2017年间，应用于汽车行业的永磁直流无刷电机出货量将超过直流有刷电机和步进电机，永磁直流无刷电机出货量将上升52％，销售将超过4.62亿台。永磁直流无刷电机广泛应用于汽车中传动系统和底盘应用，如动力转向、传动驱动和发动机冷却系统，直流有刷电机主要应用于门锁、电动车窗等。虽然直流无刷电机具有结构简单、体积小和成本低等优点，但是加上位置传感器后，体积变大，成本增加，安装精度要求高。为了降低控制系统的成本、体积和装配复杂度，基于反电势检测的无位置传感器技术营运而生，在各种无位置传感器控制方法中，反电动势法是目前技术最成熟、应用最广泛的转子位置检测方法。反电动势法优点是计算量小，易于实现。缺点就是启动困难，需要根据电机特性，精心设计启动频率、转子定位激磁时间和前导角。此外，传统车辆内，直流有刷电机或直流无刷电机分开控制，控制过程麻烦，且由于传统车辆的冷凝风扇采用继电器进行控制，不能根据需要调节转速，造成不必要的能源浪费，且具有较大的噪音。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能型小功率电机控制器的控制电路和控制方法，它将直流无刷电机和直流有刷电机同时采用一个控制模块进行控制，控制过程更为简单，用直流无刷电机和直流有刷电机分别根据水温自动调节电动水泵和冷凝风扇的电机转速，有效地节约了能源。对于本专利技术的一种智能型小功率电机控制器的控制电路，其技术方案为：包括直流无刷电机驱动电路，用于驱动电动水泵；直流有刷电机驱动电路，用于驱动冷凝风扇；与直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路连接的MCU单片机，用于控制直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路；与MCU单片机连接的检测电路，用于检测冷凝风扇和电动水泵的水温并反馈给MCU单片机。电源电路，用于为MCU单片机、直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路提供电能；进一步的，所述的直流无刷电机驱动电路包括无刷电机驱动IC和与之连接的三相全桥驱动电路。进一步的，所述的直流有刷电机驱动电路包括有刷电机预驱动电路和与之连接的功率驱动电路。进一步的，所述的无刷电机驱动IC上连接有启动频率选择电路，用于控制直流无刷电机的启动频率。对于本专利技术的一种智能型小功率电机控制器的控制方法，其技术方案为：所述的直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路通过与之连接的MCU单片机集中控制，所述的MCU单片机根据检测电路反馈的温度信号调节输入到直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路的脉冲调制信号，从而控制直流无刷电机和直流有刷电机的转速。进一步的，所述的MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的控制方式为：输出第一脉冲调制信号PWM1给直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC，用于控制直流无刷电机的转速。输出转向控制信号给直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC，用于控制直流无刷电机的转向。输出前导角控制信号给直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC，用于控制直流无刷电机的前导角。进一步的，所述MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC输出的转向信号为高电平时，直流无刷电机正转；MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC输出的转向信号为低电平时，直流无刷电机反转。进一步的，所述MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC输出的前导角控制信号为高电平、中点平、低电平时，直流无刷电机输出不同的前导角度。进一步的，所述的MCU单片机输入第二脉冲调制信号PWM2给直流有刷电机驱动电路的有刷电机预驱动电路，控制直流有刷电机的转速。进一步的，所述的MCU单片机通过检测电路反馈的电动水泵水温来调节第一脉冲调制信号PWM1的占空比，在电动水泵水温逐渐升温的过程中，其调节方式如下：当水温低于预定值1时，MCU单片机控制电动水泵间隙运转；当水温在预定值1与预定值2之间时，第一脉冲调制信号PWM1的占空比为35％～45％；当水温在预定值2到预定值3之间时，第一脉冲调制信号PWM1的占空比为45％～55％；当水温高于预定值3时，第一脉冲调制信号PWM1的占空比为55％～70％；进一步的，所述的MCU单片机通过检测电路反馈的电动水泵水温来调节第一脉冲调制信号PWM1的占空比，在电动水泵水温逐渐降低的过程中，其调节方式如下：当水温高于预定值4时，第一脉冲调制信号PWM1的占空比为55％～70％；当水温在预定值4到预定值5之间时，第一脉冲调制信号PWM1的占空比为45％～55％；当水温在预定值5到预定值6之间时，第一脉冲调制信号PWM1的占空比为35％～45％；当水温低于预定值6时，MCU单片机控制电动水泵间隙运转。进一步的，所述的MCU单片机通过检测电路反馈的冷凝风扇水温来控制第二脉冲调制信号PWM2的占空比，在冷凝风扇水温逐渐升温的过程中，其控制方式如下：当水温低于预定值7时，冷凝风扇停止运转；当水温在预定值7到预定值8之间时，第二脉冲调制信号PWM2的占空比为45％～55％；当水温高于预定值8时，第二脉冲调制信号PWM2的占空比为100％；进一步的，所述的MCU单片机通过检测电路反馈的冷凝风扇水温来控制第二脉冲调制信号PWM2的占空比，在冷凝风扇水温逐渐降低的过程中，其控制方式如下：当水温高于预定值9时，第二脉冲调制信号PWM2的占空比为100％；当水温在预定值9到预定值10之间时，第二脉冲调制信号PWM2的占空比为45％～55％。当水温低于预定值10时，冷凝风扇停止运转。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用MCU单片机同时控制直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型小功率电机控制器的控制电路，其特征在于：包括直流无刷电机驱动电路，用于驱动电动水泵； 直流有刷电机驱动电路，用于驱动冷凝风扇； 与直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路连接的MCU单片机，用于控制直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路； 与MCU单片机连接的检测电路，用于检测冷凝风扇和电动水泵的水温并反馈给MCU单片机。 电源电路，用于为MCU单片机、直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路提供电能。

【技术特征摘要】
1.一种智能型小功率电机控制器的控制电路，其特征在于：包括直流无刷电机驱动电路，用于驱动电动水泵； 
直流有刷电机驱动电路，用于驱动冷凝风扇； 
与直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路连接的MCU单片机，用于控制直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路； 
与MCU单片机连接的检测电路，用于检测冷凝风扇和电动水泵的水温并反馈给MCU单片机。 
电源电路，用于为MCU单片机、直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路提供电能。 
2.如权利要求1所述的一种智能型小功率电机控制器，其特征在于：所述的直流无刷电机驱动电路包括无刷电机驱动IC和与之连接的三相全桥驱动电路。 
3.如权利要求1所述的一种智能型小功率电机控制器，其特征在于：所述的直流有刷电机驱动电路包括有刷电机预驱动电路和与之连接的功率驱动电路。 
4.如权利要求2所述的一种智能型小功率电机控制器，其特征在于：所述的无刷电机驱动IC上连接有启动频率选择电路，用于控制直流无刷电机的启动频率。 
5.如权利要求1所述的一种智能型小功率电机控制器控制电路的控制方法，其特征在于：所述的直流无刷电机驱动电路和直流有刷 电机驱动电路通过与之连接的MCU单片机集中控制，所述的MCU单片机根据检测电路反馈的温度信号调节输入到直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路的脉冲调制信号，从而控制直流无刷电机和直流有刷电机的转速。 
6.如权利要求5所述的一种智能型小功率电机控制器控制电路的控制方法，其特征在于：所述的MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的控制方式为： 
输出第一脉冲调制信号PWM1给直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC，用于控制直流无刷电机的转速。 
输出转向控制信号给直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC，用于控制直流无刷电机的转向。 
输出前导角控制信号给直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC，用于控制直流无刷电机的前导角。 
7.如权利要求6所述的一种智能型小功率电机控制器控制电路的控制方法，其特征在于：所述MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC输出的转向信号为高电平时，直流无刷电机正转； 
MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC输出的转向信号为低电平时，直流无刷电机反转。 
8.如权利要求6所述的一种智能型小功率电机控制器控制电路的控制方法，其特征在于：所述MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC输出的前导角控制信号为高电平、中点平、低 电平时，直流无刷电机输出不同的前导角度。 
9.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭金城，潘春良，赵伟，何葵，王洪涛，
申请(专利权)人：东风汽车公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42