[实用新型]无传感无刷直流电机的换相点检测电路

说明书

技术领域

本实用新型属于无刷直流电机的无传感驱动技术。

背景技术

无刷直流电机的转速控制是通过PWM控制信号的占空比来调节驱动电压，并根据转子的位置来切换电机的电源来实现的。由于无刷直流电机的转子位置与反电动势有确定的对应关系，因此如果通过检测电机反电动势来确定无刷直流电机的转子位置，就无需转子位置感应元件了。但是反电动势不能直接检测，只能通过检测相电压间接获得。通常，在PWM的导通阶段，进行检测，比如A、B相通电，检测C相电压，当C相电压等于驱动电压的1/2时，确定为反电动势的过零点，然后延迟30度电角度为换相点。这种方式，可以实现高速低力矩情况下的正常控制。但是在启动阶段，力矩很大，电机绕组的退磁电流很大，往往会使反电动势检测失败，电机停转。

针对这种情况，ST公司提出，在PWM的关断阶段，比如A相断开，B相与地导通，检测C相电压，此时的电压为反电动势，当C相电压为零时，确定为反电动势的过零点，然后延迟30度电角度为换相点。这种技术方案必须保证PWM控制信号存在关断状态，因此PWM信号不能达到100％的占空比，那么开关管处于不断的开关状态，导致工作效率低，发热严重的后果。

发明内容

本发明目的是为了解决上述问题，将无刷直流电机的工作过程分为启动过程和运行过程，分别采用两种不同的技术方案进行处理，并巧妙地将两种方案的硬件电路有效结合起来。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

无传感无刷直流电机的换相点检测电路，包括执行检测算法的单片机1，反电动势检测电路，电机驱动电压检测电路。所述的反电动势检测电路包括，将电机2的A相连接至所述单片机1的模数转换端口AD0的电阻R1，并将所述模数转换端口AD0进行电压嵌位的二极管D1和二极管D4，以及连接在所述模数转换端口AD0和所述单片机1的输入输出端口IO0之间的电阻R4；

还包括，将电机2的B相连接至所述单片机1的模数转换端口AD1的电阻R2，并将所述模数转换端口AD1进行电压嵌位的二极管D2和二极管D5，以及连接在所述模数转换端口AD1和所述单片机1的输入输出端口IO1之间的电阻R5；还包括，将电机2的C相连接至所述单片机1的模数转换端口AD2的电阻R3，并将所述模数转换端口AD2进行电压嵌位的二极管D3和二极管D6，

还包括，将电机2的C相连接至所述单片机1的模数转换端口AD2的电阻R3，并将所述模数转换端口AD2进行电压嵌位的二极管D3和二极管D6，以及连接在所述模数转换端口AD2和所述单片机1的输入输出端口IO2之间的电阻R6；

所述电机驱动电压检测电路，包括分压的电阻R7，电阻R8和滤波电容C4。

所述反电动势检测电路，分压系数R4/(R1+R4)＝R5/(R2+R5)＝R6/(R3+R6)，并且与所述驱动电压检测电路的分压系数R8/(R7+R8)相同；

所述电机2的工作过程分为启动过程4和运行过程5。

所述电机2的启动过程4为，所述单片机1的输入输出端口IO0，输入输出端口IO1，输入输出端口IO2为高阻态，在PWM控制信号的关断阶段，检测所述电机2浮空相的反电动势V_BEMF，当V_BEMF＝＝0时，确定为过零点，延迟30度电角度以后为换相点。

所述电机2的运行过程5为，所述单片机1的输入输出端口IO0，输入输出端口IO1，输入输出端口IO2为低电平的输出状态，在PWM控制信号的导通阶段，检测所述电机2浮空相的反电动势V_BEMF，当V_BEMF等于电机驱动电压VDC的1/2时，确定为过零点，延迟30度电角度以后为换相点。

本实用新型的有益效果主要表现在：1、电路结构简单，成本低；2、启动力矩大，平稳不易抖动；3、运行过程中，功率损耗低，温升小。

附图说明

图1是无传感无刷直流电机的换相点检测电路的原理图；

图2是无传感无刷直流电机的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1，图2，无传感无刷直流电机的换相点检测电路，包括执行检测算法的单片机1，反电动势检测电路，电机驱动电压检测电路.