一种单霍尔直流无刷电机控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种单霍尔直流无刷电机控制装置，包括开关电源；反馈单霍尔信号的霍尔信号采样电路；根据单霍尔信号变化计算转子位置并输出PWM脉宽调制信号、同时对电机进行保护检测的微处理器；将PWM脉宽调制信号转化为正弦驱动信号以控制电机的三相输出的电机驱动电路；用于给微处理器反馈电流、电压和温度变化的电机保护电路。本实用新型专利技术通过单霍尔信号计算转子位置的，再将根据转子位置输出的相应PWM脉宽调制信号转化为正弦波驱动信号来控制电机的三相输出，整个控制过程只需要一个霍尔，降低了成本；同时通过正弦驱动，既降低了电机的噪声又节约了成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直流无刷电机控制领域，尤其涉及一种单霍尔直流无刷电机控制直O
技术介绍
现有技术中电机驱动大部分用120度方波驱动，存在着噪声较大的缺点；也有采 用180度正弦驱动，选用32位的MCU，价格偏高；现有8位的MCU实现正弦波驱动三相直流 无刷电机，利用3个HALL检测转子位置，再用3相正弦叠加的方法输出正弦电流，但该种方 法需要3个HALL，生产成本和维护成本都比较高。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于针对现有电机噪声大、生产和维护成本都较高 的缺陷，提供一种单霍尔直流无刷电机控制装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种单霍尔直流无刷电机控制装置，包括将交流电整流稳压、提供稳定的直流电压的开关电源；与所述开关电源连接、用于反馈单霍尔信号的霍尔信号采样电路；与所述开关电源和所述霍尔信号采样电路连接、根据单霍尔信号变化利用空间矢 量算法计算转子位置并输出PWM脉宽调制信号、同时对电机进行保护检测的微处理器；与所述微处理器连接、将所述PWM脉宽调制信号转化为正弦驱动信号以控制电机 的三相输出的电机驱动电路；与所述微处理器连接、用于给所述微处理器反馈电流、电压和温度变化的电机保 护电路。本技术所述的单霍尔直流无刷电机控制装置中，所述电机驱动电路包括将所 述微处理器输出的PWM脉宽调制信号通过低通滤波器转化为正弦波信号的信号转换单元， 以及与所述信号转换单元连接、根据所述正弦波信号导通和断开的、包括六个功率晶体管 的桥臂单元。本技术所述的单霍尔直流无刷电机控制装置中，所述微处理器包括与所述霍尔信号采样电路连接、用于接收单霍尔信号的霍尔信号接收单元；与所述霍尔信号接收单元连接、用于根据单霍尔信号计算转子位置的运算单元；与所述运算单元连接、用于根据转子位置输出相应的PWM脉宽调制信号的信号控 制单元；以及与所述电机保护电路连接，并对所述电机保护电路反馈的电流、电压和温度信号 进行保护监测，再根据监测结果控制电机的监测保护单元。本技术所述的单霍尔直流无刷电机控制装置中，所述信号控制单元包括输出 相应的PWM脉宽调制信号、控制所述电机驱动电路中功率晶体管的通和断的控制信号输出端。本技术所述的单霍尔直流无刷电机控制装置中，所述霍尔信号采样电路包括 单个霍尔信号的输入端、与所述开关电源和所述输入端连接的上拉电阻、一端与所述输入 端连接另一端与所述微处理器的霍尔信号接收单元连接的限流电阻、以及连接在所述限流 电阻的另一端和地之间的滤波电容。本技术所述的单霍尔直流无刷电机控制装置中，所述电机保护电路包括分别 与所述微处理器的监测保护单元连接的电流反馈电路、母线电压反馈电路和温度反馈电路。实施本技术具有以下有益效果通过微处理器接收单霍尔信号计算转子位 置，再根据转子位置输出相应的PWM脉宽调制信号，电机驱动电路将PWM脉宽调制信号转化 为正弦波驱动信号来控制电机的三相输出，整个控制过程只需要获取单个霍尔的信号，即 电机中只需要一个霍尔，降低了成本；同时通过电机驱动电路实现了正弦驱动，既降低了电 机的噪声又节约了成本。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中图1是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置的结构示意图一；图2是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置的结构示意图二 ；图3是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置中开关电源部分的 电路图；图4是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置中霍尔信号采样电 路的电路图；图5是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置中微处理器部分的 电路图；图6是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置中电机驱动电路部 分的电路图；图7是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置中电机保护电路中 的电流反馈部分的电路图；图8是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置中电机保护电路中 的母线电压反馈部分的电路图；图9是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置中电机保护电路中 的温度反馈部分的电路图；图10是本技术较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置中利用单霍尔信号 计算转子位置的空间矢量示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 技术，并不用于限定本技术。在本技术的较佳实施例单霍尔直流无刷电机控制装置主要用来控制只使用 一个霍尔的三相直流无刷电机，若一个电机中有三个霍尔，则任一霍尔都可以单独使用，即 只要电机中有一个霍尔没有损坏，则电机仍可正常使用，降低了维护成本。如图1所示，单 霍尔直流无刷电机控制装置主要包括开关电源10、霍尔信号采样电路20、微处理器30、电 机驱动电路40和电机保护电路50。开关电源10用于将220V的交流电整流并稳压，为整个控制装置提供稳定的直流 电压，包括15V和5V的直流电压。本专利技术较佳实施例提供了开关电源10的一种具体实现 电路，如图3所示。霍尔信号采样电路20与开关电源10连接、用于给微处理器30反馈单霍尔信号； 本技术较佳实施例中，如图4所示，霍尔信号采样电路20包括单个霍尔信号的输入端、 上拉电阻R35、限流电阻R39和滤波电容C22，其中上拉电阻R35的两端分别与开关电源10 和单个霍尔信号的输入端连接，限流电阻R39的一端与单个霍尔信号的输入端连接，另一 端与微处理器30的霍尔信号接收单元连接，滤波电容C22的两端分别与微处理器30的霍 尔信号接收单元和地连接。微处理器30与开关电源10和霍尔信号采样电路20连接、根据单霍尔信号变化计 算转子位置并输出PWM脉宽调制信号、同时对电机进行保护检测，本技术较佳实施例 中采用的微处理器30的型号为STM8S105K4T6与微处理器30各个引脚连接的电路图如图 5所示，微处理器30用8位的代替32位的可降低成本。进一步地，如图2所示，微处理器30包括霍尔信号接收单元31、运算单元32、信号 控制单元33和监测保护单元34。其中，霍尔信号接收单元31与霍尔信号采样电路20连 接，用于接收单霍尔信号；运算单元32与霍尔信号接收单元31连接，用于根据单霍尔信号 计算转子位置；信号控制单元33与运算单元32连接，用于根据转子位置输出相应的PWM脉 宽调制信号，可以通过调节PWM的占空比来输出不同的控制信号，其包括输出相应的PWM脉 宽调制信号、控制电机驱动电路40的控制信号输出端；监测保护单元34与电机保护电路 50连接，并对电机保护电路50反馈的信号对电机的电流、电压和温度进行保护监测、并根 据监测结果控制电机的运行。电机驱动电路40与微处理器30连接、将PWM脉宽调制信号转化为正弦驱动信号 以控制电机的三相输出，180°的正弦驱动微处理器为32位的芯片，价格较高，现利用8位 的微处理器输出PWM方波，通过电路驱动电路40将方波转换为正弦波，可通过低通滤波器 实现转换。电机保护电路50与微处理器30连接、用于给微处理器30反馈电流、电压和温度 变化的电机保护电路。进一步地，电机保护电路50包括分别与微处理器的监测保本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种单霍尔直流无刷电机控制装置，其特征在于，包括：将交流电整流稳压、提供稳定的直流电压的开关电源；与所述开关电源连接、用于反馈单霍尔信号的霍尔信号采样电路；与所述开关电源和所述霍尔信号采样电路连接、根据单霍尔信号变化利用空间矢量算法计算转子位置并输出ＰＷＭ脉宽调制信号、同时对电机进行保护检测的微处理器；与所述微处理器连接、将所述ＰＷＭ脉宽调制信号通过低通滤波器转化为正弦驱动信号以控制电机的三相输出的电机驱动电路；与所述微处理器连接、用于给所述微处理器反馈电流、电压和温度变化的电机保护电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：涂柏生，钟伟，黄光辉，蔡珩，
申请(专利权)人：深圳市博巨兴实业发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94