一种无刷直流电机控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种无刷直流电机控制电路，包括：输入滤波器、三相斩波电路、高频滤波电路、三相整流电路、缓冲与泄放电路、三相逆变桥、DSP控制器、信号采集电路和驱动电路；本发明专利技术采用DSP控制器作为主控芯片，无需复杂的软件算法，采用三相斩波电路对无刷直流电机电压进行调制，无需过大的电感，降低电机转矩脉动，启动过程中采用交流斩波和三相逆变桥两级电路进行降压，降低电机启动电流，提高电机启动可靠性，出现异常，可输出保护信号保护控制单路和电机。

【技术实现步骤摘要】
一种无刷直流电机控制电路
本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及一种无刷直流电机控制电路。
技术介绍
无刷直流电机具有结构简单、体积小、功率密度高、效率高等优点，在国防、航天、航空、汽车、家电等国民经济的各个领域得到广泛应用。随着永磁材料的出现以及电子元器件的快速发展，永磁无刷直流电机应用更加广泛，小体积、高可靠的无刷直流电机控制电路成为无刷直流电机发展的关键技术之一。目前无刷直流电机控制电路主要分别两类方式，第一类是不控整流电路和三相逆变桥电路相组合的方式，采用直接调制三相逆变桥桥臂的方式进行电机控制，这种方式的优点是控制电路结构简单，控制方便，控制算法简单，缺点是由于直接调制三相逆变桥桥臂带来的电机转矩脉动增大，功率管发热严重，对于电枢电阻和电感都比较小的高速电机，启动可靠性降低；第二类是采用不控整流电路或者可控整流电路、直流斩波器电路和三相逆变桥电路相组合的方式，优点是启动电流小，降低了电机转矩脉动，三相逆变桥无需调制，降低了开关损耗，缺点是采用直流斩波器使得母线电流处于断续状态，降低电机功率因数，且对于大功率电机，直流斩波电路成本高、体积较大。
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控制电路，用以解决无刷直流电机控制电路转矩脉动高、体积大、可靠性低的技术问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：在基于本专利技术的一个实施例中，提供了一种无刷直流电机控制电路，包括：三相斩波电路、高频滤波电路、三相整流电路、缓冲与泄放电路、三相逆变桥、DSP控制器、信号采集电路和驱动电路；其中三相交流电信号经输入滤波器滤波后连接到三相斩波电路的输入端，三相斩波电路输出电压信号经高频滤波电路滤波后连接到三相整流电路的输入端，三相整流电路输出直流电压Ud连接到缓冲与泄放电路的输入端，缓冲与泄放电路输出直流电压Ud1连接到三相逆变桥的输入端，三相逆变桥输出交流电压至无刷直流电机，信号采集电路采集三相逆变桥的电压和电流信号，无刷直流电机位置信号输入DSP控制器的捕获接口，信号采集电路的输出电压和电流信号连接到DSP控制器的AD接口，DSP控制器PWM接口输出PWM信号和保护信号连接到驱动电路的输入端，驱动电路输出驱动信号S1-S6连接到三相斩波电路的控制端，驱动电路输出驱动信号S7连接到缓冲与泄放电路的控制端，驱动电路输出驱动信号S8-S13连接到三相逆变桥的控制端。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，输入滤波电路包括：电感L1、L2、L3、电容C1、C2、C3；三相电U相输出端与电感L1一端连接，V相输出端与电感L2一端连接，W相输出端与电感L3一端连接，L1的另一端与电容C1的一端连接，连接点输出信号UU1，L2的另一端与电容C2的一端连接，连接点输出信号UV1，L3的另一端与电容C3的一端连接，连接点输出信号UW1，C1的另一端与C2的另一端、C3的另一端连接。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，三相斩波电路包括：功率管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，VT1内部包括反并联二极管D1，VT2内部包括反并联二极管D2，VT3内部包括反并联二极管D3，VT4内部包括反并联二极管D4，VT5内部包括反并联二极管D5，VT6内部包括反并联二极管D6；功率管VT1的漏极、功率管VT3的漏极连接、功率管VT5的漏极作为输入端分别接入信号UU1、UV1、UW1，功率管VT1的源极与功率管VT2的源极连接，功率管VT3的源极与功率管VT4的源极连接，功率管VT5的源极与功率管VT6的源极连接，功率管VT1的栅极、功率管VT2的栅极、功率管VT3的栅极、功率管VT4的栅极、功率管VT5的栅极、功率管VT6的栅极作为控制端分别与驱动信号S1-S6连接；功率管VT2的漏极、功率管VT4的漏极、功率管VT6的漏极分别输出电压信号UU2、UV2、UW2。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，高频滤波电路包括：电感L4、L5、L6、电容C4、C5、C6；L4的一端、L5的一端、L6的一端分别接入电压信号UU2、UV2、UW2，L4的另一端与电容C4的一端连接，连接点输出信号UU3，L5的另一端与电容C5的一端连接，连接点输出信号UV3、L6的另一端与电容C6的一端连接，连接点输出信号UW3，C4的另一端与C5的另一端、C6的另一端连接。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，三相整流电路包括：二极管D14、D15、D16、D17、D18、D19；其中，二极管D14的阳极、二极管D17的阴极连接，二极管D15的阳极、二极管D18的阴极连接，二极管D16的阳极、二极管D19的阴极连接，三个连接点作为输入端分别输入信号UU3、UV3、UW3；二极管D14的阴极与二极管D15的阴极、二极管D16的阴极连接，连接点为三相整流电路的第一输出端，二极管D17的阳极与二极管D18的阳极、二极管D19的阳极连接，连接点为三相整流电路的第二输出端，三相整流电路的第一输出端和第二输出端输出直流电压Ud。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，缓冲与泄放电路包括：功率管VT7、电阻R1、电容C7，功率管VT7内部包括反并联二极管D7；功率管VT7的漏极与C7的一端连接，连接点与三相整流电路的第一输出端连接，功率管VT7的源极与电阻R1的一端连接，R1的另一端与C7的另一端连接，连接点与三相整流电路的第二输出端连接，功率管VT7的栅极作为控制端与驱动信号S7连接。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，三相逆变桥包括：电压传感器VT，电流传感器CT，功率管VT8、VT9、VT10、VT11、VT12、VT13，VT8内部包括反并联二极管D8，VT9内部包括反并联二极管D9，VT10内部包括反并联二极管D10，VT11内部包括反并联二极管D11，VT12内部包括反并联二极管D12，VT13内部包括反并联二极管D13；VT的一个输入端与功率管VT7的漏极、电容C7的一端、功率管VT8的漏极、功率管VT9的漏极、功率管VT10的漏极连接，传感器VT的另一个输入端分别与R1的另一端、CT的一个输入端连接，CT的另一个输入端分别与电容C7的另一端、功率管VT11的源极、功率管VT12的源极、功率管VT13的源极连接，VT输出电压信号Volt、CT输出电流信号Cur，功率管VT8的栅极、功率管VT9的栅极、功率管VT10的栅极、功率管VT11的栅极、功率管VT12的栅极、功率管VT13的栅极作为控制端，分别与驱动信号S8-S13连接，功率管VT11的漏极与功率管VT8的源极连接，连接点输出交流电压UA、功率管VT12的漏极与功率管VT9的源极连接，连接点输出交流电压UB、功率管VT13的漏极与功率管VT10的源极连接，连接点输出交流电压UC，所述交流电压UA、UB、UC分别接入无刷直流电机电机绕组的A相、B相、C相。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，无刷直流电机输出位置信号连接到所述DSP控制器的捕获接口，DSP控制器的AD接口与信号采集电路的输出端连接，DSP控制器PWM接口输出驱动信号P1-P13和保护信号SD1、SD2连接到驱动电路的输入端。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，信号采集电路包括：运算放大器U8、U9、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，包括：三相斩波电路、高频滤波电路、三相整流电路、缓冲与泄放电路、三相逆变桥、DSP控制器、信号采集电路和驱动电路；其中三相交流电信号经输入滤波器滤波后连接到三相斩波电路的输入端，三相斩波电路输出电压信号经高频滤波电路滤波后连接到三相整流电路的输入端，三相整流电路输出直流电压Ud连接到缓冲与泄放电路的输入端，缓冲与泄放电路输出直流电压Ud1连接到三相逆变桥的输入端，三相逆变桥输出交流电压至无刷直流电机，信号采集电路采集三相逆变桥的电压和电流信号，无刷直流电机位置信号输入DSP控制器的捕获接口，信号采集电路的输出电压和电流信号连接到DSP控制器的AD接口，DSP控制器PWM接口输出PWM信号和保护信号连接到驱动电路的输入端，驱动电路输出驱动信号S1‑S6连接到三相斩波电路的控制端，驱动电路输出驱动信号S7连接到缓冲与泄放电路的控制端，驱动电路输出驱动信号S8‑S13连接到三相逆变桥的控制端。

【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机控制电路，其特征在于，包括：三相斩波电路、高频滤波电路、三相整流电路、缓冲与泄放电路、三相逆变桥、DSP控制器、信号采集电路和驱动电路；其中三相交流电信号经输入滤波器滤波后连接到三相斩波电路的输入端，三相斩波电路输出电压信号经高频滤波电路滤波后连接到三相整流电路的输入端，三相整流电路输出直流电压Ud连接到缓冲与泄放电路的输入端，缓冲与泄放电路输出直流电压Ud1连接到三相逆变桥的输入端，三相逆变桥输出交流电压至无刷直流电机，信号采集电路采集三相逆变桥的电压和电流信号，无刷直流电机位置信号输入DSP控制器的捕获接口，信号采集电路的输出电压和电流信号连接到DSP控制器的AD接口，DSP控制器PWM接口输出PWM信号和保护信号连接到驱动电路的输入端，驱动电路输出驱动信号S1-S6连接到三相斩波电路的控制端，驱动电路输出驱动信号S7连接到缓冲与泄放电路的控制端，驱动电路输出驱动信号S8-S13连接到三相逆变桥的控制端。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输入滤波电路包括：电感L1、L2、L3、电容C1、C2、C3；三相电U相输出端与电感L1一端连接，V相输出端与电感L2一端连接，W相输出端与电感L3一端连接，L1的另一端与电容C1的一端连接，连接点输出信号UU1，L2的另一端与电容C2的一端连接，连接点输出信号UV1，L3的另一端与电容C3的一端连接，连接点输出信号UW1，C1的另一端与C2的另一端、C3的另一端连接。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述三相斩波电路包括：功率管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，VT1内部包括反并联二极管D1，VT2内部包括反并联二极管D2，VT3内部包括反并联二极管D3，VT4内部包括反并联二极管D4，VT5内部包括反并联二极管D5，VT6内部包括反并联二极管D6；功率管VT1的漏极、功率管VT3的漏极连接、功率管VT5的漏极作为输入端分别接入信号UU1、UV1、UW1，功率管VT1的源极与功率管VT2的源极连接，功率管VT3的源极与功率管VT4的源极连接，功率管VT5的源极与功率管VT6的源极连接，功率管VT1的栅极、功率管VT2的栅极、功率管VT3的栅极、功率管VT4的栅极、功率管VT5的栅极、功率管VT6的栅极作为控制端分别与驱动信号S1-S6连接；功率管VT2的漏极、功率管VT4的漏极、功率管VT6的漏极分别输出电压信号UU2、UV2、UW2。4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述高频滤波电路包括：电感L4、L5、L6、电容C4、C5、C6；L4的一端、L5的一端、L6的一端分别接入电压信号UU2、UV2、UW2，L4的另一端与电容C4的一端连接，连接点输出信号UU3，L5的另一端与电容C5的一端连接，连接点输出信号UV3、L6的另一端与电容C6的一端连接，连接点输出信号UW3，C4的另一端与C5的另一端、C6的另一端连接。5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述三相整流电路包括：二极管D14、D15、D16、D17、D18、D19；其中，二极管D14的阳极、二极管D17的阴极连接，二极管D15的阳极、二极管D18的阴极连接，二极管D16的阳极、二极管D19的阴极连接，三个连接点作为输入端分别输入信号UU3、UV3、UW3；二极管D14的阴极与二极管D15的阴极、二极管D16的阴极连接，连接点为三相整流电路的第一输出端，二极管D17的阳极与二极管D18的阳极、二极管D19的阳极连接，连接点为三相整流电路的第二输出端，三相整流电路的第一输出端和第二输出端输出直流电压Ud。6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述缓冲与泄放电路包括：功率管VT7、电阻R1、电容C7，功率管VT7内部包括反并联二极管D7；功率管VT7的漏极与C7的一端连接，连接点与三相整流电路的第一输出端连接，功率管VT7的源极与电阻R1的一端连接，R1的另一端与C7的另一端连接，连接点与三相整流电路的第二输出端连接，功率管VT7的栅极作为控制端与驱动信号S7连接。7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述三相逆变桥包括：电压传感器VT，电流传感器CT，功率管VT8、VT9、VT10、VT11、VT12、VT13，VT8内部包括反并联二极管D8，VT9内部包括反并联二极管D9，VT10内部包括反并联二极管D10，VT11内部包括反并联二极管D11，VT12内部包括反并联二极管D12，VT13内部包括反并联二极管D13；VT的一个输入端与功率管VT7的漏极、电容C7的一端、功率管VT8的漏极、功率管VT9的漏极、功率管VT10的漏极连接，传感器VT的另一个输入端分别与R1的另一端、CT的一个输入端连接，CT的另一个输入端分别与电容C7的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔臣君，李建冬，
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