无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路制造技术

一种无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路，包括：第一速度计数器，其时钟端与无刷直流电机的时钟信号输出端相连，其清零端与无刷直流电机的霍尔边沿信号输出端相连，其输出端与速度寄存器的输入端相连；速度寄存器，其输出端与比较单元的第一输入端相连；第二速度计数器，其时钟端与时钟信号输出端相连，其输出端与比较单元的第二输入端相连，其清零端与比较单元的输出端相连；比较单元，其输出端进一步与相位计数器的时钟端相连；相位计数器，其初始化端与霍尔边沿信号输出端相连，其输出端与输出控制单元相连；输出控制单元，用于根据相位计数结果输出对应相位的电压波形以驱动逆变器。本实用新型专利技术产生与霍尔信号同步的相位信息，再通过相位信号查表输出模拟电压波形。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无刷直流电机驱动
，尤其涉及一种应用于无刷直流电机驱动的霍尔信号同步波形控制电路。
技术介绍
无刷直流电机是集交流电机和直流电机优点于一体的机电一体化产品，它既具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电机运行效率高、调速性能好的特点，同时无励磁损耗，因此近年来无刷直流电机的应用日益普及。无刷电动机利用电子换向替代了机械换向，克服了传统直流电机由于电刷摩擦而产生的一系列问题，并且具有调速性能好、体积小、效率高等优点，因而广泛应用于国民经济生产的各个领域以及人们的日常生活中。传统的无刷直流电机根据输入的霍尔信号产生对应的开关信号来驱动逆变器来换相。由于换相过程中，电流的突变会带来转矩的波动。转矩波动的存在不但会产生噪声和振动问题，而且影响整个系统的性能，从而降低电机的使用寿命和驱动系统的可靠性，制约其在高精度、高稳定性场合的应用。无刷直流电机转矩波动分为齿槽转矩波动与换相转矩波动，齿槽转矩波动是由于电机本身结构设计引起的，换相转矩波动则可以通过合理的控制策略进行抑制。在新型的空间矢量控制技术中，逆变器驱动波形不是简单的开关，而是与霍尔信号同步的模拟波形(如准正弦波)，通过PWM调制的方式，驱动逆变器连续的变化，从而避免换相转矩波动。现有技术中对抑制换相转矩提出了控制方法，但都存在控制方法较复杂、最佳换相时刻难以确定等问题。因此，寻求一种抑制甚至消除换相转矩波动的实用方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对现有技术中无刷直流电机抑制换相转矩控制方法存在的技术问题，提供一种无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路，实现产生与霍尔信号同步的相位信息，从而避免换相转矩波动。为实现上述目的，本技术提供了一种无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路，包括:第一速度计数器、第二速度计数器、速度寄存器、比较单元、相位计数器以及输出控制单元；所述第一速度计数器的时钟端与无刷直流电机的时钟信号输出端相连，所述第一速度计数器的清零端与无刷直流电机的霍尔边沿信号输出端相连，所述第一速度计数器的输出端与所述速度寄存器的输入端相连，所述第一速度计数器用于根据霍尔边沿信号将计数到的霍尔边沿信号周期时长存入到所述速度寄存器后清零准备下次计数；所述速度寄存器的输出端与所述比较单元的第一输入端相连；所述第二速度计数器的时钟端与所述时钟信号输出端相连，所述第二速度计数器的输出端与所述比较单元的第二输入端相连，所述第二速度计数器的清零端与所述比较单元的输出端相连；所述比较单元的输出端进一步与所述相位计数器的时钟端相连，用于对所述速度寄存器与所述第二速度计数器的输出进行比较，并输出相位计数信号至所述相位计数器以及清零所述第二速度计数器；所述相位计数器的初始化端与所述霍尔边沿信号输出端相连，用于根据霍尔边沿信号初始化所述相位计数器，所述相位计数器的输出端与所述输出控制单元相连，用于将相位计数结果输出至所述输出控制单元；所述输出控制单元，用于根据所述相位计数结果输出对应相位的电压波形以驱动逆变器。本技术的优点在于:本技术提供的无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路，采用两路速度计数器来计算上一次霍尔周期的时长，通过寄存，比较的方法产生一个霍尔周期内的相位信息，再通过查表的方式输出模拟电压波形，驱动逆变器连续的变化，从而避免了换相转矩波动。且，本技术可应用于单相/三相无刷直流电机驱动，以及可应用于方波/梯形波/正弦波或其他波形电机驱动。【附图说明】图1，本技术无刷直流电机霍尔彳目号同步波形控制电路架构不意图；图2，本技术无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路一实施方式示意图；图3，本技术应用于单相准正弦波驱动电机时各个节点的工作波形；图4，本技术无刷直流电机霍尔信号同步波形控制方法流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术提供的无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路及控制方法做详细说明。参考图1，本技术所述的无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路架构示意图。所述无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路包括第一速度计数器11、第二速度计数器12、速度寄存器13、比较单元14、相位计数器15以及输出控制单元16。该电路采用两路速度计数器来分别计算上一次霍尔周期的时长，通过寄存、比较的方法产生一个霍尔周期内的相位信息，再通过查表的方式输出模拟电压波形以驱动逆变器连续的变化，从而避免换相转矩波动，以下给出详细解释。所述第一速度计数器11的时钟端CK与无刷直流电机的时钟信号输出端相连，所述第一速度计数器11的清零端Reset与无刷直流电机的霍尔边沿信号(Hall Edge)输出端相连，所述第一速度计数器11的输出端OUT与速度寄存器13的输入端相连。所述第一速度计数器11输入是周期为t的内部时钟CK，并根据霍尔边沿信号将计数到的霍尔边沿信号周期时长存入到所述速度寄存器13，之后清零准备下次计数。所述速度寄存器13的输出端OUT与所述比较单元14的第一输入端相连。所述第二速度计数器12的时钟端CK与所述时钟信号输出端相连，所述第二速度计数器12的输出端OUT与所述比较单元14的第二输入端相连；所述第二速度计数器12的清零端Reset与所述比较单元14的输出端相连。所述第二速度计数器12输入也是周期为t的内部时钟CK，其将计数到的霍尔边沿信号周期时长输入到所述比较单元14，并在所述比较单元14输出相位计数信号Step时清零准备下次计数。所述比较单元14的输出端进一步与所述相位计数器15的时钟端CK相连，用于对所述速度寄存器13与所述第二速度计数器12的输出进行比较，并输出相位计数信号Step至所述相位计数器15 ;输出的相位计数信号Step同时清零所述第二速度计数器12，以使其准备下次计数。当所述第二速度计数器12计数到Hall周期的每1/^时，所述比较单元14输出相位计数信号Step作为时钟输入到相位计数器15，每个Step对应的相位为180° /2'其中，Μ为正整数，其取值根据相位控制的精度确定。所述相位计数器15的初始化端Init与所述霍尔边沿信号输出端相连，用于根据霍尔边沿信号初始化所述相位计数器；所述相位计数器15的输出端OUT与所述输出控制单元16相连，用于将相位计数结果输出至所述输出控制单元16。所述相位计数器15对比较单元14输出的相位计数信号Step计数，并将相位计数结果输出至所述输出控制单元16。所述相位计数器15各输出端的输出组合，即相位计数结果，则是当前的相位地址。所述输出控制单元16，用于根据所述相位计数结果输出对应相位的电压波形(Output Wave)以驱动逆变器连续的变化，从而避免换相转矩波动。可选的，所述输出控制单元16进一步包括一波形编码表261，所述波形编码表261存储有每一相位地址所对应的电压波形，从而根据所述相位计数结果对应的当前相当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷直流电机霍尔信号同步波形控制电路，其特征在于，包括：第一速度计数器、第二速度计数器、速度寄存器、比较单元、相位计数器以及输出控制单元；所述第一速度计数器的时钟端与无刷直流电机的时钟信号输出端相连，所述第一速度计数器的清零端与无刷直流电机的霍尔边沿信号输出端相连，所述第一速度计数器的输出端与所述速度寄存器的输入端相连，所述第一速度计数器用于根据霍尔边沿信号将计数到的霍尔边沿信号周期时长存入到所述速度寄存器后清零准备下次计数；所述速度寄存器的输出端与所述比较单元的第一输入端相连；所述第二速度计数器的时钟端与所述时钟信号输出端相连，所述第二速度计数器的输出端与所述比较单元的第二输入端相连，所述第二速度计数器的清零端与所述比较单元的输出端相连；所述比较单元的输出端进一步与所述相位计数器的时钟端相连，用于对所述速度寄存器与所述第二速度计数器的输出进行比较，并输出相位计数信号至所述相位计数器以及清零所述第二速度计数器；所述相位计数器的初始化端与所述霍尔边沿信号输出端相连，用于根据霍尔边沿信号初始化所述相位计数器，所述相位计数器的输出端与所述输出控制单元相连，用于将相位计数结果输出至所述输出控制单元；所述输出控制单元，用于根据所述相位计数结果输出对应相位的电压波形以驱动逆变器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郁炜嘉，黄河，孙顺根，
申请(专利权)人：上海晶丰明源半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31