直流無刷電機(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于純電動汽車控制裝置領(lǐng)域，具體涉及一種直流無刷電機(jī)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]直流無刷電機(jī)除了具備直流有刷電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)外，而且還具有效率高、功率密度大、啟動扭矩小、噪音低、壽命長、可靠性高和EMC性能好的特點(diǎn)，滿足了現(xiàn)代汽車的節(jié)能、環(huán)保、輕量化、小型化、舒適性、高可靠性和低輻射的要求，其缺點(diǎn)就是控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜和成本相對較高。
[0003]隨著汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對能量消耗、可靠性和舒適性的要求越來越高，在汽車領(lǐng)域，直流無刷電機(jī)相比直流有刷電機(jī)的優(yōu)勢也越來越大。雖然目前直流有刷電機(jī)仍然廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，不過，其市場發(fā)展?jié)摿s不及永磁直流無刷電機(jī)。國外幾大車企已將直流無刷電機(jī)應(yīng)用于傳動系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身系統(tǒng)。但國內(nèi)企業(yè)還沒有成熟的產(chǎn)品問世。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種直流無刷電機(jī)控制器，成本低，可靠性高，通用性強(qiáng)，控制簡單。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種直流無刷電機(jī)控制器，包括電源電路，電源電路的輸入端與直流電源連接，電源電路的輸出端與PWM產(chǎn)生電路的輸入端、直流無刷電機(jī)控制電路的輸入端、三相橋驅(qū)動電路的輸入端連接，PWM產(chǎn)生電路的輸出端與控制與輸入電路的輸入端連接，控制與輸入電路的輸出端、啟動參數(shù)設(shè)置電路的輸出端、轉(zhuǎn)速輸出電路的輸出端、電機(jī)反電勢及電流檢測電路的輸出端分別與直流無刷電機(jī)控制電路的輸入端連接，直流無刷電機(jī)控制電路的輸出端與三相橋驅(qū)動電路的輸入端連接，三相橋驅(qū)動電路的輸出端與電機(jī)輸入端、電機(jī)反電勢及電流檢測電路的輸入端連接。
[0006]所述三相橋驅(qū)動電路包括電源輸入端、電機(jī)三相繞組電位輸出端、電容和6個(gè)MOSFET (Q1-Q6)，電源輸入端與電源電路的輸出端連接，電源輸入端與電機(jī)電流檢測電路、電容串聯(lián)形成回路，MOSFETQKMOSFETQ2相互串聯(lián)且并聯(lián)于電容兩端，M0SFETQ3、M0SFETQ4相互串聯(lián)且并聯(lián)于電容兩端，M0SFETQ5、M0SFETQ6相互串聯(lián)且并聯(lián)于電容兩端，電機(jī)輸入端電機(jī)、三相繞組電位輸出端分別連接于M0SFETQI和M0SFETQ2之間、M0SFETQ3和M0SFETQ4之間、M0SFETQ5 和 M0SFETQ6 之間。
[0007]所述M0SFETQ1、M0SFETQ3、M0SFETQ5 的漏極與電源正極連接，M0SFETQ2、M0SFETQ4、M0SFETQ6的源極與電源的負(fù)極連接，M0SFETQ1、M0SFETQ3、M0SFETQ5為P溝道的MOSFET, M0SFETQ2、M0SFETQ4、M0SFETQ6 為 N 溝道的 M0SFET，6 個(gè) MOSFET (Q1-Q6)的柵極與直流無刷電機(jī)控制電路的輸出端連接。
[0008]所述電機(jī)反電勢及電流檢測電路包括輸入濾波電路和用于輸出電機(jī)反電勢檢測輸出信號、電機(jī)中點(diǎn)電位檢測輸出信號、電機(jī)電流檢測輸出信號的放大輸出電路；輸入濾波電路輸入端與三相橋驅(qū)動電路的電機(jī)三相繞組電位輸出端及電流檢測電路輸出端連接，放大輸出電路的輸出端與直流無刷電機(jī)控制電路的輸入端連接，放大輸出電路的輸入端與采樣整形處理電路的輸出端連接，采樣整形處理電路的輸入端與輸入濾波電路的輸出端連接。
[0009]所述直流無刷電機(jī)控制電路包括控制邏輯電路、過壓保護(hù)電路、用于接收三相反電勢輸入信號和電機(jī)中點(diǎn)電位輸入信號的無傳感器邏輯電路、用于輸出驅(qū)動電壓信號的輸出驅(qū)動電路、用于接收電機(jī)電流檢測輸入信號的電機(jī)電流檢測電路，電源電路的輸出端經(jīng)電源檢測電路與過壓保護(hù)電路的輸入端連接，過壓保護(hù)電路的輸出端與控制邏輯電路和無傳感器邏輯電路的輸入端連接，控制邏輯電路的輸入端與時(shí)鐘電路的輸出端、輸入脈沖電路的輸出端、信號處理電路的輸出端、無傳感器邏輯電路的輸出端、電機(jī)電流檢測電路的輸出端連接，控制邏輯電路的輸出端與輸出脈沖電路的輸入端、輸出驅(qū)動電路的輸入端連接，輸出驅(qū)動電路的分別輸出端與6個(gè)MOSFET (Q1-Q6)的柵極連接，輸入脈沖電路的輸入端與控制輸入電路的輸出端連接，信號處理信號的輸入端與啟動參數(shù)設(shè)置電路的輸出端連接，輸出脈沖電路的輸出端與轉(zhuǎn)速輸出電路連接。
[0010]本實(shí)用新型不需要微處理器及其控制軟件，成本低，可靠性高。本實(shí)用新型通用性強(qiáng)，控制簡單，PWM產(chǎn)生電路、控制與輸入電路可連接其他控制器的輸入端，轉(zhuǎn)速輸出電路可作為其他控制器的輸入端，使本實(shí)用新型可以獨(dú)立發(fā)揮功能也可以受控于其它的控制器。受控于其他控制器時(shí)，本實(shí)用新型采用轉(zhuǎn)矩控制方式，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。本實(shí)用新型的直流無刷電機(jī)控制電路采用了無位置傳感器技術(shù)，由有效檢測三相直流無刷電機(jī)的反電勢波形判斷轉(zhuǎn)子的位置，同時(shí)輸出相應(yīng)的三相驅(qū)動時(shí)序脈沖，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，有效減少了電機(jī)體積，降低了電機(jī)制造難度，節(jié)約了電機(jī)制造成本，尤其適合于小功率電機(jī)應(yīng)用場合。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型示意圖
[0012]圖2為本實(shí)用新型二相橋驅(qū)動電路不意圖
[0013]圖3為本實(shí)用新型電機(jī)反電勢及電流檢測電路示意圖
[0014]圖4為本實(shí)用新型直流無刷電機(jī)控制電路示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0016]本實(shí)用新型提供了一種直流無刷電機(jī)控制器，包括電源電路，電源電路的輸入端與直流電源連接，電源電路的輸出端與PWM產(chǎn)生電路的輸入端、直流無刷電機(jī)控制電路的輸入端、三相橋驅(qū)動電路的輸入端連接，PWM產(chǎn)生電路的輸出端與控制與輸入電路的輸入端連接，控制與輸入電路的輸出端、啟動參數(shù)設(shè)置電路的輸出端、轉(zhuǎn)速輸出電路的輸出端、電機(jī)反電勢及電流檢測電路的輸出端分別與直流無刷電機(jī)控制電路的輸入端連接，直流無刷電機(jī)控制電路的輸出端與三相橋驅(qū)動電路的輸入端連接，三相橋驅(qū)動電路的輸出端與電機(jī)輸入端、電機(jī)反電勢及電流檢測電路的輸入端連接。
[0017]如圖1所示，電源電路產(chǎn)生12V穩(wěn)壓電源提供給直流無刷電機(jī)控制電路，產(chǎn)生5V穩(wěn)壓電源提供給PWM產(chǎn)生電路，輸入電源(B+和B-)濾波后提供電源至三相橋驅(qū)動電路。
[0018]具體實(shí)施例中，暖風(fēng)循環(huán)控制器作為外部控制器。暖風(fēng)循環(huán)控制器Con信號輸出端連接至PWM產(chǎn)生電路輸入端，暖風(fēng)循環(huán)控制器PWM脈沖信號輸出端連接至控制與輸入電路輸入端，轉(zhuǎn)速輸出電路的輸出端連接至暖風(fēng)循環(huán)控制器的PWM捕捉端口。當(dāng)Con信號輸出端的輸出信號Con為開路時(shí)，外部輸入信號PWM被斷開，PWM產(chǎn)生電路輸出PWM方波，方波頻率固定，占空比可以用硬件配置，控制與輸入電路接收PWM產(chǎn)生電路輸出的PWM方波，并輸出給直流無刷電機(jī)控制電路6 ;當(dāng)Con信號輸出端的輸出信號Con為短路時(shí)，PWM產(chǎn)生電路輸出開路，來自Con信號輸出端的外部輸入信號PWM被控制與輸入電路接收，并輸出給直流無刷電機(jī)控制電路。其中不同占空比對應(yīng)不同扭矩，占空比越大，扭矩就越大。轉(zhuǎn)速輸出電路輸出的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號至暖風(fēng)循環(huán)控制器，信號類型為標(biāo)準(zhǔn)的TTL方波，方波的頻率對應(yīng)于電轉(zhuǎn)速，電轉(zhuǎn)速除以極對數(shù)就是電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速輸出電路輸出PWM信號到暖風(fēng)循環(huán)控制器的的PWM輸出端口，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，暖風(fēng)控制器根據(jù)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)PWM輸出信號的占空比，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。
[0019]啟動參數(shù)設(shè)置電路包括啟動頻率選擇、啟動時(shí)轉(zhuǎn)子定位時(shí)間和前導(dǎo)角選擇。這些參數(shù)設(shè)置與電機(jī)的參數(shù)直接相關(guān)，如果設(shè)置不當(dāng)就會導(dǎo)致電機(jī)帶載不能起動、起動失敗率高和運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下等問題。對于小功率電機(jī)，其初始啟動頻率設(shè)定為104Hz、轉(zhuǎn)子定位時(shí)間設(shè)置為0，前導(dǎo)角設(shè)置為30°，然后根據(jù)起動情況進(jìn)行調(diào)整。如果起動不了并發(fā)出嘯叫就調(diào)整啟動頻率，如果起動遲緩或啟動電流大就調(diào)整轉(zhuǎn)子定位時(shí)間，如果堵轉(zhuǎn)后不能再起動就調(diào)整前導(dǎo)角。
[0020]所述三相橋驅(qū)動電路包括電源輸入端、電機(jī)三相繞組電位輸出端電容和6個(gè)MOSFET(Q1-Q6)，電源輸入端與電源電路的輸出端連接，電源輸入端與電機(jī)電流檢測電路、電容串聯(lián)形成回路，M0SFETQK M0SFETQ2相互串聯(lián)且并聯(lián)于電容兩端，M0SFETQ3、M0SFETQ4相互串聯(lián)且并聯(lián)于電容兩端，M0SFETQ5、M0SFETQ6相互串聯(lián)且并聯(lián)于電容兩端，電機(jī)輸入端、電機(jī)三相繞組電位輸出端分別連接于M0SFETQ1和M0SFETQ2之間、M0SFETQ3和 M0SFE