一种基于TMS320F2812的直流无刷电机调速控制器，有通过传感器与桥式整流滤波电路连接的由自上层到下层依次插针结构相连的作为控制板的中央处理单元、作为调理板的信号调理电路和作为驱动板的三相逆变桥模块共同构成用于驱动直流无刷电机的直流无刷电机调速控制器，以及向中央处理单元和信号调理电路提供电源的供电电源，传感器是分别连接中央处理单元的电流传感器和电压传感器。本发明专利技术采用分层电路的设计方式，自下而上，分为三个电路板，下层为主电路逆变模块驱动板，中层为信号调理板，上层为核心控制板，结构简易，可靠性高，并且更换容易，具有较强的通用性。本发明专利技术可以同时实现反电动势过零比较无位置传感器换向和霍尔位置信号换向。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种直流无刷电动机。特别是涉及一种具有较强通用性的基于TMS320F2812的直流无刷电机调速控制器。
技术介绍
随着我国工业的快速发展，直流无刷电机在汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等有了较快的较为广泛的应用，无刷直流电机较之传统的直流电机省去了机械的电刷装置，而采用电子换向代替电刷装置，性能可靠、永无磨损、故障率低，寿命比有刷电机提高了约6倍，在性能上比直流电机有了无法比拟的飞跃，是当今最理想的调速电机。新型的直流无刷电机的控制系统是涉及电力电子技术，电机学，自动控制，材料科学等等学科的融合，随着功率开关，微处理器技术，以及先进控制理论的发展，这无疑使得直流无刷电机正在向着集成化、智能化、高效化、节能化发展。直流无刷电机的运行又离不开其专用驱动器，直流无刷电机的调速装置是将主要起到对电机转速的控制，过流、过压、过热保护，具备很宽的调速范围，其市场规模将伴随直流无刷电机产业的推广而同步扩张。现阶段的直流无刷电机调速控制器已有多种形式，就目前而言，最初的模拟电路组成的控制器已经由数字芯片替代，智能功率模块(IPM)的诞生，把功率开关器件和驱动电路集成在一起，给无刷直流电机调速装置设计带来了极大的便利，而智能功率模块的结构内置保护电路，保护电机不被烧坏，而现代控制理论的发展，对于转速的控制精度，转矩更高的动态响应和稳定性也有了更高的要求。目前，直流无刷电机调速器大多调速范围不宽，精度不高，体积较大，而且针对特定型号的电机，传统直流无刷电机含有霍尔位置传感器，作为换向信息提供给电机，霍尔传感器增加了电机成本，和电机尺寸，新型直流无刷电机的控制器是采用无位置传感器控制技术发展而来的。所以，设计一款结构简洁、集成度较高、高可靠性，高精度的直流无刷电机调速控制器是有意义的。·
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种不需位置传感器和霍尔换向，能够精确控制电机不同转速的基于TMS320F2812的直流无刷电机调速控制器。本专利技术所采用的技术方案是:一种基于TMS320F2812的直流无刷电机调速控制器，包括有桥式整流滤波电路，还设置有通过传感器与所述的桥式整流滤波电路连接的由自上层到下层依次插针结构相连的作为控制板的中央处理单元、作为调理板的信号调理电路和作为驱动板的三相逆变桥模块共同构成用于驱动直流无刷电机的直流无刷电机调速控制器，以及向中央处理单元和信号调理电路提供电源的供电电源，所述的传感器是分别连接中央处理单元的电流传感器和电压传感器。所述的中央处理单元包括有中央处理器芯片，分别连接中央处理器芯片的信号输入端的光耦隔离电路、硬件过流保护电路、调整电路和通过AD采样电路连接三相逆变桥模块输出的三相驱动电压的磁耦隔离电路，分别连接中央处理器芯片的信号输出端的电平转换电路、JTAG仿真接口和按键与LED电路，所述的电平转换电路的输出连接信号调理电路，所述的中央处理器芯片的电源输入端通过主控电源连接供电电源，所述的中央处理器芯片的信号输入端还连接直流无刷电机的输出的三相霍尔信号，以及连接信号调理电路输出的USO, VSO 和 WSO 信号。所述的调整电路包括有连接电流传感器信号输出端的电流传感器电路，连接电压传感器信号输出端的电压传感器电路，以及连接三相逆变桥模块的温度传感器电路。所述的电压传感器电路包括有运算放大芯片Fl，所述运算放大芯片Fl的同相输入端通过电阻R60连接电压传感器的信号输出端，该同相输入端还分别通过电容C52接地，以及依次通过电阻R60和电阻R59接地，运算放大芯片Fl的输出端通过电阻R94分别连接运算放大芯片Fl的反相输入端、通过电容C80接地、通过稳压管D3接地、通过稳压管D3接3.3V电源以及连接 中央处理器芯片。所述的电流传感器电路包括有运算放大芯片F2，所述运算放大芯片F2的同相输入端通过电阻R58连接电流传感器的信号输出端，该同相输入端还分别通过电容C50接地，以及依次通过电阻R58和电阻R57接地，运算放大芯片F2的输出端通过电阻R95分别连接运算放大芯片F2的反相输入端、通过电容C81接地、通过稳压管D5接地、通过稳压管D4接3.3V电源以及连接中央处理器芯片。所述的温度传感器电路包括有运算放大芯片F3，所述运算放大芯片F3的同相输入端通过电阻R62连接设置在三相逆变桥模块中的电阻RT1，该同相输入端还分别通过电容C53接地，依次通过电阻R62和电阻R61接5V电源，运算放大芯片F3的输出端通过电阻R96分别连接运算放大芯片F3的反相输入端、通过电容C82接地、通过稳压管D7接地、通过稳压管D6接3.3V电源以及连接中央处理器芯片。所述的硬件过流保护电路包括有运算放大芯F4，所述运算放大芯F4的反相输入端通过电阻R58连接电流传感器的信号输出端(A)，该反相输入端还分别通过电容C50接地、通过电容C48接地以及依次通过电阻R58和电阻R57接地，所述运算放大芯F4的同相输入端连接电器R61的可调端，电器R61的一端连接3.3V电源，另一端接地，所述运算放大芯F4的输出端分别通过电阻R99连接3.3V电源，通过电阻RlOO接中央处理器芯片，所述运算放大芯F4的8脚分别连接3.3V电源和通过电容C56接地。所述的信号调理电路包括有三个结构相同的IGBT驱动内核，和一个反电动势过零比较电路，所述的反电动势过零比较电路的信号输入端连接三相逆变桥模块输出的驱动直流无刷电机的驱动信号，反电动势过零比较电路的信号输出端连接中央处理单元的信号输入端，所述的三个结构相同的IGBT驱动内核的输入端对应连接中央处理单元的信号输出端，三个结构相同的IGBT驱动内核的输出端分别连接三相逆变桥模块，所述三个结构相同的IGBT驱动内核对应输出的USO、VSO和WSO信号连接中央处理单元的信号输入端。所述的反电动势过零比较电路包括有三组结构相同分别对应接收三相逆变桥模块输出的三路驱动信号的电路，其中任一组电路均包括有:相串联的6个电阻R61/R67/R79、R62/R68/R76、R63/R69/R77、R64/R70/R80、R65R71/R81、R91/R72/R82，相串联的 6 个电阻的输入端连接三路驱动信号中的一路信号，相串联的6个电阻的输出端连接一个运算放大器U5A/U5B/U5C的反相输入端，该反相输入端通过一个二极管接电源VCC，所述的运算放大器U5A/U5B/U5C的同相输入端通过一个电阻R74/R78/R75连接运算放大器U5A/U5B/U5C的反相输入端，所述运算放大器U5A/U5B/U5C的输出端通过中央处理单元中的光耦隔离电路连接中央处理器芯片，三组电路中的三个运算放大器U5A、U5B、U5C的同相输入端相互连接，所述的相串联的6个电阻的输出端还分别通过一个电阻和一个电容接地。所述的IGBT驱动内核包括有驱动芯片Ul，所述的驱动芯片Ul的I脚通过一电感接15V电源，还分别通过5个电容接地，驱动芯片Ul的I脚还依次通过一个电阻RS02与一个反向二极管D2的串联输出信号US0/VS0/WS0连接中央处理单元的信号输入端，所述的驱动芯片Ul的2脚通过一个电阻R3连接电平转换电路的输出端nNB/VINB/WINB，该2脚还分别通过一个电阻R9和一个电容本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于TMS320F2812的直流无刷电机调速控制器，包括有桥式整流滤波电路（1），其特征在于，还设置有通过传感器与所述的桥式整流滤波电路（1）连接的由自上层到下层依次插针结构相连的作为控制板的中央处理单元（3）、作为调理板的信号调理电路（4）和作为驱动板的三相逆变桥模块（2）共同构成用于驱动直流无刷电机（5）的直流无刷电机调速控制器，以及向中央处理单元（3）和信号调理电路（4）提供电源的供电电源（6），所述的传感器是分别连接中央处理单元（3）的电流传感器（7）和电压传感器（8）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱国，王硕，刘玉明，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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