过零检测电路、电机驱动电路以及无刷直流电机系统技术方案

本发明专利技术公开一种过零检测电路、电机驱动电路以及无刷直流电机系统，涉及电机驱动技术领域。过零检测电路包括：过零检测模块，相位选择模块；过零检测模块中的相位输入端口接收无刷直流电机对应相位线圈中的反电动势；相位选择模块接收过零检测模块输出的延迟信号，并向过零检测模块输出用于指示待检测反电动势的对应相位指示信号，以供过零检测模块检测相应相位线圈中的反电动势。通过实施本发明专利技术实施例记载的技术方案，能够基于硬件电路对无刷直流电机的驱动进行控制，降低不可控的延时，提高电路实时性；降低电路对CPU过零检测算法的依赖，精简软件设计，以提高资源有效利用率。以提高资源有效利用率。以提高资源有效利用率。

【技术实现步骤摘要】
过零检测电路、电机驱动电路以及无刷直流电机系统


[0001]本专利技术涉及电机驱动
，特别涉及过零检测电路、电机驱动电路以及无刷直流电机系统。

技术介绍

[0002]无刷直流电机因其具有温升低，噪音小，扭矩大、转速高、效率高、能耗低、寿命长、无火花等优点，近年来被广泛应用于微型机械系统。采用传统方式驱动的无刷直流电机通常采用软件判断未导通相位，通过数字滤波获取零点检测事件，启动定时器，以实现反电动势的过零检测。在电路工作的过程中引入了严重的延时，实时性差，并且占用了CPU资源。为了提高无刷直流电机反电动势的过零检测实时性以及控制精度，亟需一种过零检测电路、电机驱动电路以及无刷直流电机系统，以提高无刷直流电机整体性能。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中，无刷直流电机驱动系统大量依赖CPU对电机线圈相位状态的计算，进而产生相应驱动信号的驱动方式带来的延时严重、实时性差、CPU资源占用高等问题，本专利技术实施例提供一种过零检测电路、电机驱动电路以及无刷直流电机系统，采用硬件电路对反电动势过零点进行检测，降低不可控的延时，提高电路实时性。为了解决上述的一个或多个技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：第一方面，提供一种过零检测电路，包括：过零检测模块，相位选择模块；过零检测模块包括：相位第一输入端口，相位第二输入端口，相位第三输入端口，信号控制第一端口，信号输出端口；相位第一输入端口，相位第二输入端口，相位第三输入端口，分别接收无刷直流电机对应相位线圈中的反电动势；相位选择模块包括：相位选择第一输入端口，相位选择输出端口；相位选择第一输入端口，与信号输出端口电性连接；相位选择输出端口，与信号控制第一端口电性连接。
[0004]进一步地，过零检测电路还包括：软件运算模块；相位选择模块还包括：相位选择第二输入端口；软件运算模块根据无刷直流电机的转子运行状态，将用于指示需检测反电动势的相应端口所对应的相位选择通过相位选择第二输入端口传输至相位选择模块。
[0005]进一步地，过零检测模块包括：输入选择器，比较器，事件判断模块，延时模块；输入选择器包括：选择第一端口，选择第二端口，选择第三端口，选择第四端口，选择输出端口；选择第一端口作为相位第一输入端口，选择第二端口作为相位第二输入端口，选择第三端口作为相位第三输入端口，选择第四端口作为信号控制第一端口；比较器包括：比较器第一端口，比较器第二端口，比较器输出端口；
比较器第一端口与选择输出端口电性连接；比较器第二端口与虚拟中心点电性连接，其中虚拟中心点通过第一电阻串联选择第一端口，通过第二电阻串联选择第二端口，通过第三电阻串联选择第三端口；事件判断模块包括：事件输入端口，事件输出端口；事件输入端口与比较器输出端口电性连接；延时模块包括：延时输入端口，延时输出端口；延时输入端口与事件输出端口电性连接，延时输出端口作为信号输出端口。
[0006]进一步地，过零检测模块还包括滤波器；滤波器串联与比较器输出端口与事件输入端口之间。
[0007]进一步地，相位选择模块包括：相位缓冲子模块，相位控制子模块；相位缓冲子模块包括：缓冲第一输入端口，缓冲第二输入端口，缓冲输出端口；缓冲第一输入端口作为相位选择第一输入端口，缓冲第二输入端口作为相位选择第二输入端口；相位控制子模块包括：控制输入端口，控制输出端口；控制输入端口与缓冲输出端口电性连接，控制输出端口作为相位选择输出端口。
[0008]第二方面，提供一种电机驱动电路，用于驱动无刷直流电机，电机驱动电路包括：上述第一方面记载的过零检测电路，计数模块，脉宽调制模块，脉冲窗口模块；过零检测电路中的比较器还包括比较器第三端口；计数模块包括计数输出端口，计数模块每间隔预设累加时间累加计数数值，并由计数输出端口输出计数数值，计数模块每间隔预设清零时间将计数数值清零；脉宽调制模块包括：脉宽第一输入端口，脉宽第二输入端口，脉宽第三输入端口，脉宽第一输出端口，脉宽第二输出端口，脉宽第三输出端口，脉宽第四输出端口，脉宽第五输出端口，脉宽第六输出端口；脉宽第一输入端口、脉宽第二输入端口、以及脉宽第三输入端口均与计数输出端口电性连接；脉冲窗口模块包括：窗口输入端口，窗口输出端口；窗口输入端口与计数输出端口电性连接；窗口输出端口与比较器第三端口电性连接。
[0009]进一步地，脉宽调制模块包括：内部电路相同的脉宽第一子模块、脉宽第二子模块以及脉宽第三子模块，脉宽第一子模块、脉宽第二子模块以及脉宽第三子模块分别发送对应于无刷直流电机三个相位的脉宽调制信号；内部电路包括：第一计数比较器，第二计数比较器，脉宽信号发生器；第一计数比较器包括：第一计数比较器第一端口，第一计数比较器第二端口，第一计数比较器输出端口；第二计数比较器包括：第二计数比较器第一端口，第二计数比较器第二端口，第二计数比较器输出端口；脉宽信号发生器包括：脉宽设置端口，脉宽清零端口，脉宽输出端口，标识输出端口；第一计数比较器第一端口用于接收脉冲起始计数信号；
第一计数比较器第二端口与第二计数比较器第一端口连接后，作为相应的脉宽第一输入端口，或脉宽第二输入端口，或脉宽第三输入端口与计数输出端口电性连接；第二计数比较器第二端口用于接收脉冲终止计数信号；第一计数比较器输出端口与脉宽设置端口电性连接，第二计数比较器输出端口与脉宽清零端口电性连接，所述脉宽第一子模块中的脉宽输出端口作为脉宽第一输出端口，所述脉宽第二子模块中的脉宽输出端口作为脉宽第二输出端口，脉宽第三子模块中的脉宽输出端口作为脉宽第三输出端口，分别传输与无刷直流电机相位线圈对应的脉宽调制信号；所述脉宽第一子模块中的标识输出端口作为脉宽第四输出端口，所述脉宽第二子模块中的标识输出端口作为脉宽第五输出端口，所述脉宽第三子模块中的标识输出端口作为脉宽第六输出端口，分别向相位控制子模块传输相位标识编码，其中所述相位标识编码用于指示检测无刷直流电机中相应相位线圈的反电动势。
[0010]进一步地，脉冲窗口模块包括：第一窗口比较器，第二窗口比较器，窗口信号发生器；第一窗口比较器包括：第一窗口比较器第一端口，第一窗口比较器第二端口，第一窗口比较器输出端口；第二窗口比较器包括：第二窗口比较器第一端口，第二窗口比较器第二端口，第二窗口比较器输出端口；窗口信号发生器包括：窗口设置端口，窗口清零端口，窗口输出端口；第一窗口比较器第一端口用于接收窗口起始计数信号；第一窗口比较器第二端口与第二窗口比较器第一端口连接后与计数输出端口电性连接；第二窗口比较器第二端口用于接收窗口终止计数信号；第一窗口比较器输出端口与窗口设置端口电性连接，第二窗口比较器输出端口与窗口清零端口电性连接，窗口输出端口与比较器第三端口电性连接。
[0011]进一步地，电机驱动电路还包括预驱动模块；预驱动模块包括：预驱第一输入端口，预驱第二输入端口，预驱第三输入端口，预驱第一输出端口，预驱第二输出端口，预驱第三输出端口；预驱第一输入端口，预驱第二输入端口，以及预驱第三输入端口，分别与相应的脉宽第一输出端口，或脉宽第二输出端口，或脉宽第三输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过零检测电路，其特征在于，所述电路包括：过零检测模块，相位选择模块；所述过零检测模块包括：相位第一输入端口，相位第二输入端口，相位第三输入端口，信号控制第一端口，信号输出端口；所述相位第一输入端口，所述相位第二输入端口，所述相位第三输入端口，分别接收无刷直流电机对应相位线圈中的反电动势；所述相位选择模块包括：相位选择第一输入端口，相位选择输出端口；所述相位选择第一输入端口，与所述信号输出端口电性连接；所述相位选择输出端口，与所述信号控制第一端口电性连接。2.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述过零检测电路还包括：软件运算模块；所述相位选择模块还包括：相位选择第二输入端口；所述软件运算模块根据所述无刷直流电机的转子运行状态，将用于指示需检测反电动势的相应端口所对应的相位选择通过所述相位选择第二输入端口传输至所述相位选择模块。3.根据权利要求1或2所述的过零检测电路，其特征在于，所述过零检测模块包括：输入选择器，比较器，事件判断模块，延时模块；所述输入选择器包括：选择第一端口，选择第二端口，选择第三端口，选择第四端口，选择输出端口；所述选择第一端口作为所述相位第一输入端口，所述选择第二端口作为所述相位第二输入端口，所述选择第三端口作为所述相位第三输入端口，所述选择第四端口作为所述信号控制第一端口；所述比较器包括：比较器第一端口，比较器第二端口，比较器输出端口；所述比较器第一端口与所述选择输出端口电性连接；所述比较器第二端口与虚拟中心点电性连接，其中所述虚拟中心点通过第一电阻串联所述选择第一端口，通过第二电阻串联所述选择第二端口，通过第三电阻串联所述选择第三端口；所述事件判断模块包括：事件输入端口，事件输出端口；所述事件输入端口与所述比较器输出端口电性连接；所述延时模块包括：延时输入端口，延时输出端口；所述延时输入端口与所述事件输出端口电性连接，所述延时输出端口作为所述信号输出端口。4.根据权利要求3所述的过零检测电路，其特征在于，所述过零检测模块还包括滤波器；所述滤波器串联与所述比较器输出端口与事件输入端口之间。5.根据权利要求2所述的过零检测电路，其特征在于，所述相位选择模块包括：相位缓冲子模块，相位控制子模块；所述相位缓冲子模块包括：缓冲第一输入端口，缓冲第二输入端口，缓冲输出端口；所述缓冲第一输入端口作为所述相位选择第一输入端口，所述缓冲第二输入端口作为所述相位选择第二输入端口；所述相位控制子模块包括：控制输入端口，控制输出端口；所述控制输入端口与所述缓冲输出端口电性连接，所述控制输出端口作为所述相位选
择输出端口。6.一种电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路用于驱动无刷直流电机，所述电机驱动电路包括：权利要求1
‑
4任意一项所述的过零检测电路，计数模块，脉宽调制模块，脉冲窗口模块；所述过零检测电路中的比较器还包括比较器第三端口；所述计数模块包括计数输出端口，所述计数模块每间隔预设累加时间累加计数数值，并由所述计数输出端口输出所述计数数值，所述计数模块每间隔预设清零时间将所述计数数值清零；所述脉宽调制模块包括：脉宽第一输入端口，脉宽第二输入端口，脉宽第三输入端口，脉宽第一输出端口，脉宽第二输出端口，脉宽第三输出端口，脉宽第四输出端口，脉宽第五输出端口，脉宽第六输出端口；所述脉宽第一输入端口、所述脉宽第二输入端口、以及所述脉宽第三输入端口均与所述计数输出端口电性连接；所述脉冲窗口模块包括：窗口输入端口，窗口输出端口；所述窗口输入端口与所述计数输出端口电性连接；所述窗口输...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，陈松，周建，林明杰，
申请(专利权)人：苏州云途半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：