一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置，所述直流无刷电机的三相电阻通过H桥电路与32位MCU相连接，所述H桥电路采用6个MOFET管Q1‑Q6，其中Q1和Q2为A相上下桥臂的两个开关管、Q3和Q4为B相上下桥臂的两个开关管，Q5和Q6为C相上下桥臂的两个开关管，MCU单元实时调节PWM的脉冲宽度，并通过多个采样窗口对反动电势产生的续流电压进行采集，计算出三相电流相位的过零点，从而无需传感器控制电机能够高效地启动和运行。

【技术实现步骤摘要】
一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置
本技术涉及直流无刷电机控制
，具体涉及一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置。
技术介绍
无刷直流电动机(BLDC)是近年来随着微处理器技术、新型电力电子器件、新型控制理论的发展而兴起的一种新型直流电机。由于其克服了传统直流电机电刷换向时的一系列问题，并且具有体积小、重量轻、结构简单、维护方便、运行可靠、高效节能、易于控制等一系列优点，已广泛应用于办公自动化设备计算机外围设备仪器仪表和家用电器等领域。现有技术的无刷直流电动机的控制方案主要采用方波有霍和正弦无霍两种控制方法。方波有霍控制方案会在电机转动时产生很大的噪音，而且将电能转化成动能的效率较低。另外需要在电机内部安装霍尔元件(位置传感器)，电机内部产生的高温会使霍尔(位置传感器)损坏，降低使用寿命较短。正弦无霍(FOC控制)法能够实现降低噪音和提高效率，但是在重负载零速度启动时会失败，主要是此算法在零速度启动时并不能很好的判断出转子准确位置。并且在起步时对矢量的控制还需将转子转到固定的位置才能正常启动。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本技术的目的是提供一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置，不需要传感器，采用过零检测的方法驱动电机。为了达到上述目的，本技术的提供一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置，所述直流无刷电机的三相电阻通过H桥电路与32位MCU相连接，所述H桥电路采用6个MOFET管Q1-Q6，其中Q1和Q2为A相上下桥臂的两个开关管、Q3和Q4为B相上下桥臂的两个开关管，Q5和Q6为C相上下桥臂的两个开关管；其中，A相绕组W的一路连接MOFET管Q1的源极并与电阻R3的一端连接，所述MOFET管Q1的栅极与电阻R5串联之后与MCU的HS3接口相连接，所述电阻R3的另一端与电阻R5相连接，所述电阻R5并联有二极管D1，所述电阻R2和电容C1串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的源极相连接；所述A相绕组W的另一路连接MOFET管Q2的源极并与电阻R4的一端连接，所述MOFET管Q2的栅极与电阻R6串联之后与MCU的LS3接口相连接，所述电阻R4的另一端与电阻R5相连接，所述电阻R6并联有二极管D2，所述电阻R1和电容C2串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的漏极相连接；B相绕组V的一路连接MOFET管Q3的源极并与电阻R17的一端连接，所述MOFET管Q3的栅极与电阻R25串联之后与MCU的HS2接口相连接，所述电阻R17的另一端与电阻R25相连接，所述电阻R25并联有二极管D7，所述电阻R14和电容C10串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q3的源极相连接；所述B相绕组V的另一路连接MOFET管Q4的源极并与电阻R18的一端连接，所述MOFET管Q4的栅极与电阻R26串联之后与MCU的LS2接口相连接，所述电阻R18的另一端与电阻R26相连接，所述电阻R26并联有二极管D8，所述电阻R13和电容C11串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q4的漏极相连接；C相绕组U的一路连接MOFET管Q5的源极并与电阻R43的一端连接，所述MOFET管Q5的栅极与电阻R45串联之后与MCU的HS1接口相连接，所述电阻R43的另一端与电阻45相连接，所述电阻R45并联有二极管D10，所述电阻R42和电容C15串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q5的源极相连接；所述C相绕组U的另一路连接MOFET管Q6的源极并与电阻R44的一端连接，所述MOFET管Q6的栅极与电阻R46串联之后与MCU的LS1接口相连接，所述电阻R44的另一端与电阻R46相连接，所述电阻R46并联有二极管D11，所述电阻R41和电容C16串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q6的漏极相连接；绕组W开关电路，绕组V和绕组U开关电路同时连接有电阻R19和电阻R15，所述电阻R19的另一端串联分别与MCU的IP接口以及电阻R27和MCU的VCC电源接口连接，电阻R15的另一端一路接地，一路与电阻R20连接，电阻R20分别与MCU的IM接口以及电阻R28和MCU的IO接口连接，电阻R15的另一路与电阻R16串联后与电阻R19并联。进一步的，所述MCU的1号引脚PB6与TX输出连接，2号引脚PB7与RX输出连接，3号引脚PC0与PC0输出连接，4号引脚PC1与PC1输出连接，5号引脚PC2与测试输出TP2连接，6号引脚PC3测量绕组U的反电动势，7号引脚VPP接地，8号引脚PC4测量绕组V的反电动势，9号引脚PC6测量绕组W的反电动势，10号引脚PC6与测试输出TP3连接，11号引脚PC7未连接，12号引脚TMODE一路与TMODE输出连接，另一路与电阻R24连接后接地。更进一步的，所述MCU的13号引脚NRST与NRST输出串联之后一路与电阻R37和电源VCC接口连接，另一路与电阻R38连接后与19号引脚VIN连接，14号引脚VDCC连接电容C13之后与15号引脚VSS一起接地，16号引脚VDDIO一路与电阻R30连接之后与17号引脚VSEL连接，一路与发光二极管D9连接后接地，一路和电源VCC接口连接，19号引脚VIN与电阻R39连接，20号引脚BUS一路与电容C17连接后，与电阻R39一起接地，一路连接电阻R40之后与LIN输出连接，22号引脚VBATS连接电阻R22和电阻R31之后与24号引脚S连接，23号引脚PGND2接地，24号引脚S另一路与电容C12连接后接地。更进一步的，所述MCU的25号引脚D3连接二极管D6的负极，26号引脚CH3与HS3连接，27号引脚M3一路与电容C9连接后连接二极管D6的负极，另一路与电阻R21连接后与9号引脚PC6连接，电阻R21连接电阻R34后接地，28号引脚CL3与LS3连接，29号引脚D2连接二极管D5的负极，30号引脚CH2与HS2连接，31号引脚M2，一路与电容C8连接后连接二极管D5的负极，另一路与电阻R22连接后与8号引脚PC4连接，电阻R22连接电阻R35后接地，32号引脚与LS2连接，33号引脚D1连接二极管D4的负极，34号引脚CH1与HS1连接，35号引脚M1一路与电容C7连接后连接二极管D5的负极，另一路与电阻R23连接后与6号引脚PC3连接，电阻R23连接电阻R36后接地，36号引脚CL1与LS1连接。更进一步的，所述MCU的37号引脚T连接电阻R12后接地，38号引脚PGND1接地，39号引脚一路连接测试输出TP1，一路连接电容C5后接地，另一路连接电阻R7，电阻R7一路连接电阻R10，电阻R10分别与二极管D4的阳极、二极管D5的阳极和二极管D6的阳极连接，电阻R7的另一路连接电阻R8，电阻R8连接发光二极管D3后接地，40号引脚VBAT连接电源供电电路VSUP，41号引脚VDDR连接电容C6后接地，42号引脚VCCP连接电容C4后接地，43号引脚VCC连接VCC电源，44号引脚IP与H桥电路IP接口连接，45号引脚IM与H桥电路IM接口连接，46号引脚IO与H桥电路IO接口连接，47号引脚GND接地，48号引脚P85与与H桥电路IO接口连接，49号接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置，其特征在于，所述直流无刷电机的三相绕组通过H桥电路与32位MCU相连接，所述H桥电路采用6个MOFET管Q1‑Q6，其中Q1和Q2 为A相上下桥臂的两个开关管、Q3和Q4为B相上下桥臂的两个开关管，Q5和Q6为C相上下桥臂的两个开关管；其中，A相绕组W的一路连接MOFET管Q1的源极并与电阻R3的一端连接，所述MOFET管Q1的栅极与电阻R5串联之后与MCU的HS3接口相连接，所述电阻R3的另一端与电阻R5相连接，所述电阻R5并联有二极管D1，所述电阻R2和电容C1串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的源极相连接；所述A相绕组W的另一路连接MOFET管Q2的漏极并与电阻R4的一端连接，所述MOFET管Q2的栅极与电阻R6串联之后与MCU的LS3接口相连接，所述电阻R4的另一端与电阻R5相连接，所述电阻R6并联有二极管D2，所述电阻R1和电容C2串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的漏极相连接；B相绕组V的一路连接MOFET管Q3的源极并与电阻R17的一端连接，所述MOFET管Q3的栅极与电阻R25串联之后与MCU的HS2接口相连接，所述电阻R17的另一端与电阻R25相连接，所述电阻R25并联有二极管D7，所述电阻R14和电容C10串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q3的源极相连接；所述B相绕组V的另一路连接MOFET管Q4的源极并与电阻R18的一端连接，所述MOFET管Q4的栅极与电阻R26串联之后与MCU的LS2接口相连接，所述电阻R18的另一端与电阻R26相连接，所述电阻R26并联有二极管D8，所述电阻R13和电容C11串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q4的漏极相连接；C相绕组U的一路连接MOFET管Q5的源极并与电阻R43的一端连接，所述MOFET管Q5的栅极与电阻R45串联之后与MCU的HS1接口相连接，所述电阻R43的另一端与电阻45相连接，所述电阻R45并联有二极管D10，所述电阻R42和电容C15串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q5的源极相连接；所述C相绕组U的另一路连接MOFET管Q6的源极并与电阻R44的一端连接，所述MOFET管Q6的栅极与电阻R46串联之后与MCU的LS1接口相连接，所述电阻R44的另一端与电阻R46相连接，所述电阻R46并联有二极管D11，所述电阻R41和电容C16串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q6的漏极相连接绕阻W开关电路，绕组V和绕组U开关电路同时连接有电阻R19和电阻R15，所述电阻R19的另一端串联分别与MCU的IP接口以及电阻R27和MCU的VCC电源接口连接，电阻R15的另一端一路接地，一路与电阻R20连接，电阻R20分别与MCU的IM接口以及电阻R28和MCU的IO接口连接，电阻R15的另一路与电阻R16串联后与电阻R19并联。...

【技术特征摘要】
1.一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置，其特征在于，所述直流无刷电机的三相绕组通过H桥电路与32位MCU相连接，所述H桥电路采用6个MOFET管Q1-Q6，其中Q1和Q2为A相上下桥臂的两个开关管、Q3和Q4为B相上下桥臂的两个开关管，Q5和Q6为C相上下桥臂的两个开关管；其中，A相绕组W的一路连接MOFET管Q1的源极并与电阻R3的一端连接，所述MOFET管Q1的栅极与电阻R5串联之后与MCU的HS3接口相连接，所述电阻R3的另一端与电阻R5相连接，所述电阻R5并联有二极管D1，所述电阻R2和电容C1串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的源极相连接；所述A相绕组W的另一路连接MOFET管Q2的漏极并与电阻R4的一端连接，所述MOFET管Q2的栅极与电阻R6串联之后与MCU的LS3接口相连接，所述电阻R4的另一端与电阻R5相连接，所述电阻R6并联有二极管D2，所述电阻R1和电容C2串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的漏极相连接；B相绕组V的一路连接MOFET管Q3的源极并与电阻R17的一端连接，所述MOFET管Q3的栅极与电阻R25串联之后与MCU的HS2接口相连接，所述电阻R17的另一端与电阻R25相连接，所述电阻R25并联有二极管D7，所述电阻R14和电容C10串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q3的源极相连接；所述B相绕组V的另一路连接MOFET管Q4的源极并与电阻R18的一端连接，所述MOFET管Q4的栅极与电阻R26串联之后与MCU的LS2接口相连接，所述电阻R18的另一端与电阻R26相连接，所述电阻R26并联有二极管D8，所述电阻R13和电容C11串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q4的漏极相连接；C相绕组U的一路连接MOFET管Q5的源极并与电阻R43的一端连接，所述MOFET管Q5的栅极与电阻R45串联之后与MCU的HS1接口相连接，所述电阻R43的另一端与电阻45相连接，所述电阻R45并联有二极管D10，所述电阻R42和电容C15串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q5的源极相连接；所述C相绕组U的另一路连接MOFET管Q6的源极并与电阻R44的一端连接，所述MOFET管Q6的栅极与电阻R46串联之后与MCU的LS1接口相连接，所述电阻R44的另一端与电阻R46相连接，所述电阻R46并联有二极管D11，所述电阻R41和电容C16串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q6的漏极相连接绕阻W开关电路，绕组V和绕组U开关电路同时连接有电阻R19和电阻R15，所述电阻R19的另一端串联分别与MCU的IP接口以及电阻R27和MCU的VCC电源接口连接，电阻R15的另一端一路接地，一路与电阻R20连接，电阻R20分别与MCU的IM接口以及电阻R28和MCU的IO接口连接，电阻R15的另一路与电阻R16串联后与电阻R19并联。2.如权利要求1所述的一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置，其特征在于，所述MCU的1号引脚PB6与TX输出连接，2号引脚PB7与RX输出连接，3号引脚PC0与PC0输出连接，4号引脚PC1与PC1输出连接，5号引脚PC2与测试输出TP2连接，6号引脚PC3测量电阻U的反电动势，7号引脚VPP接地，8号引脚PC4测量电阻V开关电路的反电动势，9号引脚PC6测量电阻W的反电动势，10号引脚PC6与测试输出TP3连接，11号引脚PC7未连接，12号引脚TMODE一路与TMODE输出连接，另一路与电阻R24连接后接地。...

【专利技术属性】
技术研发人员：许辉，杨芳，姚亮亮，鲁明月，
申请(专利权)人：上海德麦电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31