一種控制電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種控制電路，與無(wú)刷直流電機(jī)的H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接，控制電路包括處理單元和信號(hào)單元，處理單元分別與信號(hào)單元連接和H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接，用于控制進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值或電流方向；信號(hào)單元包括霍爾元件、霍爾放大器、選擇器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，處理單元包括輸入信號(hào)檢測(cè)模塊、遲滯比較器、霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊和輸出模塊；輸出模塊與H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：簡(jiǎn)化了系統(tǒng)電路，減少了電路面積，降低了控制電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試難度和無(wú)刷直流電機(jī)在啟動(dòng)或換向時(shí)的功耗，提高了控制電路的可靠性和耐用性以及無(wú)刷直流電機(jī)的工作效率；避免了電流過(guò)大或電流換向過(guò)快損傷無(wú)刷直流電機(jī)的情況。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，特別涉及一種控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)刷直流電機(jī)控制電路，是由數(shù)字模塊控制的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出和霍爾片輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬電路比較來(lái)確定正負(fù)極性，通過(guò)遲滯比較器模擬電路產(chǎn)生霍爾信號(hào)，以及通過(guò)遲滯比較器門(mén)限根據(jù)不同的應(yīng)用需要調(diào)整霍爾信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的控制，因此，現(xiàn)有的無(wú)刷直流電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試較為復(fù)雜，可靠性和耐用性較差；同時(shí)現(xiàn)有的無(wú)刷直流電機(jī)的啟動(dòng)方式以及切換方式多為直接啟動(dòng)和直接切換，其中，直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電流是電機(jī)額定電流的3-7倍，因此無(wú)刷直流電機(jī)在直接啟動(dòng)或直接切換時(shí)，往往要消耗過(guò)大的功率，從而導(dǎo)致電機(jī)的工作效率低且造成能源浪費(fèi)；又由于直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電流是電機(jī)額定電流的3-7倍，因此無(wú)刷直流電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)往往伴隨著由于電流過(guò)大或電流方向突變，而導(dǎo)致無(wú)刷直流電機(jī)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種控制電路。本技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)效果:
[0004]I)通過(guò)將最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端和霍爾放大器的同時(shí)接入選擇器，并通過(guò)利用數(shù)字遲滯比較器，實(shí)現(xiàn)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行復(fù)用，自適應(yīng)調(diào)整遲滯門(mén)限，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路，減少了電路面積，降低了控制電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試難度，提高了控制電路的可靠性和耐用性；
[0005]2)通過(guò)利用軟啟動(dòng)模塊和軟切換模塊，提高了無(wú)刷直流電機(jī)的工作效率，能源降低了無(wú)刷直流電機(jī)在啟動(dòng)或換向時(shí)的功耗，節(jié)省了能源；同時(shí)還避免了在啟動(dòng)或換向時(shí)，由于電流過(guò)大或電流換向過(guò)快而損傷無(wú)刷直流電機(jī)的情況。
[0006]本發(fā)明中的一種控制電路，與無(wú)刷直流電機(jī)的H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接，用于控制所述無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩，所述控制電路包括處理單元和信號(hào)單元，所述處理單元與所述信號(hào)單元連接，所述處理單元還與所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接，用于控制進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值或電流方向；
[0007]所述信號(hào)單元包括霍爾元件、霍爾放大器、選擇器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述處理單元包括輸入信號(hào)檢測(cè)模塊、遲滯比較器、霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊和輸出模塊;所述霍爾元件用于輸出霍爾信號(hào)，所述霍爾元件與所述霍爾放大器的輸入端連接，所述霍爾放大器的輸出端與所述選擇器的輸入端連接，所述選擇器的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊的輸入端連接，所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊的輸出端與所述遲滯比較器的輸入端連接，所述遲滯比較器的輸出端與所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊的輸入端連接;所述輸出模塊與所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接；
[0008]所述霍爾信號(hào)經(jīng)所述霍爾放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器形成霍爾數(shù)字信號(hào)，所述霍爾數(shù)字信號(hào)經(jīng)所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊進(jìn)入所述遲滯比較器，所述遲滯比較器根據(jù)所述霍爾數(shù)字信號(hào)向所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊輸出正電壓或負(fù)電壓。
[0009]上述方案中，所述信號(hào)單元包括脈寬調(diào)制信號(hào)端、最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端和緩存器;所述脈寬調(diào)制信號(hào)端用于接收脈寬調(diào)制信號(hào)，所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端用于接收最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào);所述緩存器與所述脈寬調(diào)制信號(hào)端連接，用于接收所述脈寬調(diào)制信號(hào)并傳送至所述處理單元;所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端與所述選擇器輸入端連接，所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)經(jīng)所述選擇器進(jìn)入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)轉(zhuǎn)換成最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)傳送至所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊。
[0010]上述方案中，所述處理單元還包括脈寬調(diào)制檢測(cè)模塊和軟啟動(dòng)模塊，所述脈寬調(diào)制檢測(cè)模塊與所述緩存器連接，用于接收所述脈寬調(diào)制信號(hào);所述軟啟動(dòng)模塊分別與所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊和連接，用于接收所述脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)，并對(duì)所述脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，選擇所述脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)中占空比較大的信號(hào)作為目標(biāo)占空比；所述軟啟動(dòng)模塊還通過(guò)所述輸出模塊與所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接，以控制進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值。
[0011]上述方案中，所述軟啟動(dòng)模塊逐步提高所述脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，直至所述脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比與所述目標(biāo)占空比一致;所述輸出模塊根據(jù)所述脈寬調(diào)制信號(hào)控制所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)各MOS管的開(kāi)啟或關(guān)斷的時(shí)間，以控制進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值。
[0012]上述方案中，述處理單元還包括占空比值模塊，所述輸出模塊設(shè)定有目標(biāo)轉(zhuǎn)速并與所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊連接;所述占空比值模塊將脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比的計(jì)算結(jié)果通過(guò)所述軟啟動(dòng)模塊送至所述輸出模塊;所述輸出模塊根據(jù)所述脈寬調(diào)制信號(hào)占空比的計(jì)算結(jié)果獲得所述電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，所述輸出模塊還根據(jù)所述霍爾數(shù)字信號(hào)獲得所述電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，并將所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速與所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比對(duì)；
[0013]當(dāng)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速大于所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速時(shí)，所述輸出模塊通過(guò)提高所述脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，提高進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值，以提高所述無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速；當(dāng)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速小于所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速時(shí)，所述輸出模塊通過(guò)降低所述脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，降低進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值，以降低所述無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速。
[0014]上述方案中，所述遲滯比較器設(shè)置有上遲滯值和下遲滯值，所述遲滯比較器將接收到的所述霍爾數(shù)字信號(hào)分別與所述上遲滯值和下遲滯值比對(duì)；
[0015]當(dāng)所述霍爾數(shù)字信號(hào)大于所述上遲滯值時(shí)，所述遲滯比較器向所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊輸出正電壓，所述霍爾數(shù)字信號(hào)小于所述下遲滯值時(shí)，所述遲滯比較器向所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊輸出負(fù)電壓。
[0016]上述方案中，所述處理單元還包括軟切換模塊，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊分別與所述軟切換模塊和霍爾放大器連接，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊內(nèi)設(shè)定有額定轉(zhuǎn)矩周期;所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊接收到的所述正電壓或負(fù)電壓轉(zhuǎn)換成霍爾方波，并根據(jù)所述霍爾方波計(jì)算所述無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期；
[0017]當(dāng)所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期小于所述額定轉(zhuǎn)矩周期時(shí)，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊修調(diào)所述霍爾方波并輸出，以增加軟切換時(shí)間；當(dāng)所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期等于或大于所述額定轉(zhuǎn)矩周期時(shí)，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊停止修調(diào)所述霍爾方波并輸出。
[0018]上述方案中，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊依次通過(guò)所述軟切換模塊和輸出模塊向所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出所述霍爾方波，用于根據(jù)所述霍爾方波控制所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)各MOS管的開(kāi)啟或關(guān)斷，以控制進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的電流方向。
[0019]上述方案中，所述選擇器的輸入端包括第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸入端與所述霍爾放大器的輸出端連接，所述第二輸入端與所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端連接;所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端將最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)依次經(jīng)所述選擇器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊和所述遲滯比較器，傳送至所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:本發(fā)明提供一種控制電路，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)電路，減少了電路面積，降低了控制電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試難度，提高了控制電路的可靠性和耐用性;提高了無(wú)刷直流電機(jī)的工作效率，能源降低了無(wú)刷直流電機(jī)在啟動(dòng)或換向時(shí)的功耗，節(jié)省了能源；同時(shí)還避免了在啟動(dòng)或換向時(shí)，由于電流過(guò)大或電流換向過(guò)快而損傷無(wú)刷直流電機(jī)的情況。
【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明一種控制電路的結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0023]圖中:1、處理單元 2、信號(hào)單元3、無(wú)刷直流電機(jī)
[0024]11、輸入信號(hào)檢測(cè)模塊12、遲滯比較器13、霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊
[0025]14、脈寬調(diào)制檢測(cè)模塊15、軟啟動(dòng)模塊16、軟切換模塊
[0026]17、占空比值模塊 18、輸出模塊
[0027]21、霍爾元件22、霍爾放大器23、選擇器
[0028]24、模數(shù)轉(zhuǎn)換器25、最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端 26、脈寬調(diào)制信號(hào)端
[0029]27、緩存器31、H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明是一種控制電路，與無(wú)刷直流電機(jī)3的H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31連接，用于控制無(wú)刷直流電機(jī)3的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩，控制電路包括處理單元I和信號(hào)單元2，處理單元I與信號(hào)單元2連接，處理單元I還與H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31連接，用于控制進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的有效值或電流方向；
[0032]信號(hào)單元2包括霍爾元件21、霍爾放大器22、選擇器23和模數(shù)轉(zhuǎn)換器24，處理單元I包括輸入信號(hào)檢測(cè)模塊11、遲滯比較器12、霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13和輸出模塊18;霍爾元件21用于輸出霍爾信號(hào)，霍爾元件21與霍爾放大器22的輸入端連接，霍爾放大器22的輸出端與選擇器23的輸入端連接，選擇器23的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器24的輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器24的輸出端與輸入信號(hào)檢測(cè)模塊11的輸入端連接，輸入信號(hào)檢測(cè)模塊11的輸出端與遲滯比較器12的輸入端連接，遲滯比較器12的輸出端與霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13的輸入端連接;輸出模塊18與H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31連接；
[0033]霍爾信號(hào)經(jīng)霍爾放大器22和模數(shù)轉(zhuǎn)換器24形成霍爾數(shù)字信號(hào)，霍爾數(shù)字信號(hào)經(jīng)輸入信號(hào)檢測(cè)模塊11進(jìn)入遲滯比較器12，遲滯比較器12根據(jù)霍爾數(shù)字信號(hào)向霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13輸出正電壓或負(fù)電壓。
[0034]優(yōu)選的，信號(hào)單元2包括脈寬調(diào)制信號(hào)端26、最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端25和緩存器27;脈寬調(diào)制信號(hào)端26用于接收脈寬調(diào)制信號(hào)，最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端25用于接收最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào);緩存器27與脈寬調(diào)制信號(hào)端26連接，用于接收脈寬調(diào)制信號(hào)并傳送至處理單元I;最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端25與選擇器23輸入端連接，最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)經(jīng)選擇器23進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器24，將最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)轉(zhuǎn)換成最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器24將最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)傳送至輸入信號(hào)檢測(cè)模塊11。
[0035]優(yōu)選的，處理單元I還包括脈寬調(diào)制檢測(cè)模塊14和軟啟動(dòng)模塊15，脈寬調(diào)制檢測(cè)模塊14與緩存器27連接，用于接收脈寬調(diào)制信號(hào)；軟啟動(dòng)模塊15分別與輸入信號(hào)檢測(cè)模塊11和連接，用于接收脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)，并對(duì)脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，選擇脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)中占空比較大的信號(hào)作為目標(biāo)占空比；軟啟動(dòng)模塊15還通過(guò)輸出模塊18與H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31連接，以控制進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的有效值。
[0036]優(yōu)選的，軟啟動(dòng)模塊15逐步提高脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，直至脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比與目標(biāo)占空比一致;輸出模塊18根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)控純1橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31內(nèi)各MOS管的開(kāi)啟或關(guān)斷的時(shí)間，以控制進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的有效值。
[0037]優(yōu)選的，述處理單元I還包括占空比值模塊17，輸出模塊18設(shè)定有目標(biāo)轉(zhuǎn)速并與輸入信號(hào)檢測(cè)模塊11連接；占空比值模塊17將脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比的計(jì)算結(jié)果通過(guò)軟啟動(dòng)模塊15送至輸出模塊18;輸出模塊18根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)占空比的計(jì)算結(jié)果獲得電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，輸出模塊18還根據(jù)霍爾數(shù)字信號(hào)獲得電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，并將目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比對(duì)；
[0038]當(dāng)目標(biāo)轉(zhuǎn)速大于實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出模塊18通過(guò)提高脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，提高進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的有效值，以提高無(wú)刷直流電機(jī)3的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速；當(dāng)目標(biāo)轉(zhuǎn)速小于實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出模塊18通過(guò)降低脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，降低進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的有效值，以降低無(wú)刷直流電機(jī)3的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速。
[0039]優(yōu)選的，遲滯比較器12設(shè)置有上遲滯值和下遲滯值，遲滯比較器12將接收到的霍爾數(shù)字信號(hào)分別與上遲滯值和下遲滯值比對(duì)；
[0040]當(dāng)霍爾數(shù)字信號(hào)大于上遲滯值時(shí)，遲滯比較器12向霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13輸出正電壓，霍爾數(shù)字信號(hào)小于下遲滯值時(shí)，遲滯比較器12向霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13輸出負(fù)電壓。
[0041]優(yōu)選的，處理單元I還包括軟切換模塊16，霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13分別與軟切換模塊16和霍爾放大器22連接，霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13內(nèi)設(shè)定有額定轉(zhuǎn)矩周期;霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13接收到的正電壓或負(fù)電壓轉(zhuǎn)換成霍爾方波，并根據(jù)霍爾方波計(jì)算無(wú)刷直流電機(jī)3的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期；
[0042]當(dāng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期小于額定轉(zhuǎn)矩周期時(shí)，霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13修調(diào)霍爾方波并輸出，以增加軟切換時(shí)間；當(dāng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期等于或大于額定轉(zhuǎn)矩周期時(shí)，霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13停止修調(diào)霍爾方波并輸出。
[0043]優(yōu)選的，霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13依次通過(guò)軟切換模塊16和輸出模塊18向H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31輸出霍爾方波，用于根據(jù)霍爾方波控制H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31內(nèi)各MOS管的開(kāi)啟或關(guān)斷，以控制進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的電流方向。
[0044]優(yōu)選的，選擇器23的輸入端包括第一輸入端和第二輸入端，第一輸入端與霍爾放大器22的輸出端連接，第二輸入端與最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端25連接;最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端25將最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)依次經(jīng)選擇器23、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、輸入信號(hào)檢測(cè)模塊11和遲滯比較器12，傳送至霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13。
[0045]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可利用以下方法對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)3進(jìn)行控制:
[0046]I)無(wú)刷直流電機(jī)3啟動(dòng)一軟啟動(dòng)控制方法
[0047]操作軟啟動(dòng)模塊15，軟啟動(dòng)模塊15通過(guò)對(duì)脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，選擇脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)中的較大的信號(hào)作為目標(biāo)占空比；軟啟動(dòng)模塊15還通過(guò)輸出模塊18與H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31連接，以控制進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的有效值；
[0048]軟啟動(dòng)模塊15逐步提高脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，其中，脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比在2ms內(nèi)線性增加到40%，然后每20ms增加1% ;待電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后，再以每20ms遞增或遞減1%，使脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比向目標(biāo)占空比值靠近，直至脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比與目標(biāo)占空比一致，完成軟啟動(dòng)過(guò)程。
[0049 ] 2)無(wú)刷直流電機(jī)3的電流換向一軟切換控制方法
[0050]霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13依次通過(guò)占空比值模塊17、軟切換模塊16和輸出模塊18向H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31輸出霍爾方波，用于根據(jù)霍爾方波控制H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31內(nèi)各MOS管的開(kāi)啟或關(guān)斷，以控制進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的電流方向；
[0051]遲滯比較器12設(shè)置有上遲滯值和下遲滯值，遲滯比較器12將接收到的霍爾數(shù)字信號(hào)分別與上遲滯值和下遲滯值比對(duì)，并輸出正電壓或負(fù)電壓;霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13將接收到的正電壓或負(fù)電壓轉(zhuǎn)換成霍爾方波；
[0052]占空比值模塊17接收脈寬調(diào)制信號(hào)輸入計(jì)算其占空比；軟切換模塊16軟切換模塊1616，與霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊1313連接。
[0053]設(shè)定額定轉(zhuǎn)矩周期為34ms，當(dāng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期小于額定轉(zhuǎn)矩周期時(shí)小于34ms時(shí)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將對(duì)霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13輸出的霍爾方波進(jìn)行修調(diào)，以增加軟切換時(shí)間，并獲得25%的軟切換時(shí)間；當(dāng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期等于或大于34ms時(shí)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器停止對(duì)霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊13輸出的霍爾方波進(jìn)行的修調(diào)，其中，霍爾方波的上升和下降的軟切換時(shí)間固定為
2.6ms，中間可能有較長(zhǎng)的無(wú)驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
[0054]3)無(wú)刷直流電機(jī)3的恒定轉(zhuǎn)速方法
[0055]對(duì)于完成啟動(dòng)后的電機(jī)，脈寬調(diào)制檢測(cè)模塊14通過(guò)軟啟動(dòng)模塊15，根據(jù)目標(biāo)占空比向輸出模塊18輸出脈寬調(diào)制信號(hào)，輸出模塊18根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)控φ?」Η橋輸出驅(qū)動(dòng)電路31內(nèi)各MOS管的開(kāi)啟或關(guān)斷的時(shí)間，以控制進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的有效值；
[0056]輸出模塊18內(nèi)設(shè)定有目標(biāo)轉(zhuǎn)速，占空比值模塊17將占空比的計(jì)算結(jié)果傳送至軟啟動(dòng)模塊15;輸出模塊18通過(guò)計(jì)算占空比獲得電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，并將目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比對(duì)；
[0057]當(dāng)目標(biāo)轉(zhuǎn)速大于實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出模塊18通過(guò)提高脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，提高進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的有效值，以提高無(wú)刷直流電機(jī)3的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速；當(dāng)目標(biāo)轉(zhuǎn)速小于實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出模塊18通過(guò)降低脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，降低進(jìn)入無(wú)刷直流電機(jī)3內(nèi)電流的有效值，以降低無(wú)刷直流電機(jī)3的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速。
[0058]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種控制電路，與無(wú)刷直流電機(jī)的H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接，用于控制所述無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩，其特征在于，所述控制電路包括處理單元和信號(hào)單元，所述處理單元與所述信號(hào)單元連接，所述處理單元還與所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接，用于控制進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值或電流方向； 所述信號(hào)單元包括霍爾元件、霍爾放大器、選擇器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述處理單元包括輸入信號(hào)檢測(cè)模塊、遲滯比較器、霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊和輸出模塊;所述霍爾元件用于輸出霍爾信號(hào)，所述霍爾元件與所述霍爾放大器的輸入端連接，所述霍爾放大器的輸出端與所述選擇器的輸入端連接，所述選擇器的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊的輸入端連接，所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊的輸出端與所述遲滯比較器的輸入端連接，所述遲滯比較器的輸出端與所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊的輸入端連接;所述輸出模塊與所述_喬輸出驅(qū)動(dòng)電路連接； 所述霍爾信號(hào)經(jīng)所述霍爾放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器形成霍爾數(shù)字信號(hào)，所述霍爾數(shù)字信號(hào)經(jīng)所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊進(jìn)入所述遲滯比較器，所述遲滯比較器根據(jù)所述霍爾數(shù)字信號(hào)向所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊輸出正電壓或負(fù)電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制電路，其特征在于，所述信號(hào)單元包括脈寬調(diào)制信號(hào)端、最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端和緩存器;所述脈寬調(diào)制信號(hào)端用于接收脈寬調(diào)制信號(hào)，所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端用于接收最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào);所述緩存器與所述脈寬調(diào)制信號(hào)端連接，用于接收所述脈寬調(diào)制信號(hào)并傳送至所述處理單元;所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端與所述選擇器輸入端連接，所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)經(jīng)所述選擇器進(jìn)入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)轉(zhuǎn)換成最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)傳送至所述輸入信號(hào)檢測(cè)豐旲塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種控制電路，其特征在于，所述處理單元還包括脈寬調(diào)制檢測(cè)模塊和軟啟動(dòng)模塊，所述脈寬調(diào)制檢測(cè)模塊與所述緩存器連接，用于接收所述脈寬調(diào)制信號(hào);所述軟啟動(dòng)模塊分別與所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊和連接，用于接收所述脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)，并對(duì)所述脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，選擇所述脈寬調(diào)制信號(hào)和最小轉(zhuǎn)速數(shù)字信號(hào)中占空比較大的信號(hào)作為目標(biāo)占空比;所述軟啟動(dòng)模塊還通過(guò)所述輸出模塊與所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路連接，以控制進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種控制電路，其特征在于，所述軟啟動(dòng)模塊逐步提高所述脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，直至所述脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比與所述目標(biāo)占空比一致;所述輸出模塊根據(jù)所述脈寬調(diào)制信號(hào)控制所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)各MOS管的開(kāi)啟或關(guān)斷的時(shí)間，以控制進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種控制電路，其特征在于，述處理單元還包括占空比值模塊，所述輸出模塊設(shè)定有目標(biāo)轉(zhuǎn)速并與所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊連接;所述占空比值模塊將脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比的計(jì)算結(jié)果通過(guò)所述軟啟動(dòng)模塊送至所述輸出模塊;所述輸出模塊根據(jù)所述脈寬調(diào)制信號(hào)占空比的計(jì)算結(jié)果獲得所述電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，所述輸出模塊還根據(jù)所述霍爾數(shù)字信號(hào)獲得所述電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，并將所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速與所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比對(duì)； 當(dāng)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速大于所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速時(shí)，所述輸出模塊通過(guò)提高所述脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，提高進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值，以提高所述無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速；當(dāng)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速小于所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速時(shí)，所述輸出模塊通過(guò)降低所述脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，降低進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的有效值，以降低所述無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種控制電路，其特征在于，所述遲滯比較器設(shè)置有上遲滯值和下遲滯值，所述遲滯比較器將接收到的所述霍爾數(shù)字信號(hào)分別與所述上遲滯值和下遲滯值比對(duì)； 當(dāng)所述霍爾數(shù)字信號(hào)大于所述上遲滯值時(shí)，所述遲滯比較器向所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊輸出正電壓，所述霍爾數(shù)字信號(hào)小于所述下遲滯值時(shí)，所述遲滯比較器向所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊輸出負(fù)電壓。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種控制電路，其特征在于，所述處理單元還包括軟切換模塊，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊分別與所述軟切換模塊和霍爾放大器連接，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊內(nèi)設(shè)定有額定轉(zhuǎn)矩周期;所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊接收到的所述正電壓或負(fù)電壓轉(zhuǎn)換成霍爾方波，并根據(jù)所述霍爾方波計(jì)算所述無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期； 當(dāng)所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期小于所述額定轉(zhuǎn)矩周期時(shí)，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊修調(diào)所述霍爾方波并輸出，以增加軟切換時(shí)間；當(dāng)所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩周期等于或大于所述額定轉(zhuǎn)矩周期時(shí)，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊停止修調(diào)所述霍爾方波并輸出。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種控制電路，其特征在于，所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊依次通過(guò)所述軟切換模塊和輸出模塊向所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出所述霍爾方波，用于根據(jù)所述霍爾方波控制所述H橋輸出驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)各MOS管的開(kāi)啟或關(guān)斷，以控制進(jìn)入所述無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)電流的電流方向。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種控制電路，其特征在于，所述選擇器的輸入端包括第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸入端與所述霍爾放大器的輸出端連接，所述第二輸入端與所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端連接;所述最小轉(zhuǎn)速設(shè)定端將最小轉(zhuǎn)速設(shè)定信號(hào)依次經(jīng)所述選擇器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、所述輸入信號(hào)檢測(cè)模塊和所述遲滯比較器，傳送至所述霍爾信號(hào)檢測(cè)模塊。
【文檔編號(hào)】H02P6/06GK105846732SQ201610363623
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】周正偉
【申請(qǐng)人】上海路虹電子科技有限公司