[发明专利]无刷直流电机反电动势过零点检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种反电动势过零点检测电路，特别是涉及一种能适应各种 PWM调制策略控制的无刷直流电机反电动势过零点统一精确检测电路。

背景技术

无位置传感器无刷直流电机检测转子位置最简单、实用的方法是通过检测反 电动势过零点来确定，由于绕组的反电动势是难以直接测量的物理量，目前主要 有两种方法：一是通过检测电机端电压信号，进行比较后间接获取绕组反电动势 信号的过零点，该方法的不足是：在检测电路中需要用电容滤掉端电压中的PWM 调制波，会产生相移，而且随着电机转速的变化而变化，使换相不准确，尤其是 当系统调速范围很宽时，电机运行在高频时相移过大，不能实施正确换相；二是 在PWM斩波关断或导通期间对电机的端电压进行采样，直接获取反电势信号的 过零点，该种方法虽然克服了第一种方法存在的不足，但针对不同的PWM调制 策略需要采用不同的采样方法，增加了生产制造成本，不利于组织生产，同时受 逆变器开关管和二极管压降的影响，限制了电机低速工作时对反电动势过零点的 正确检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种不需要滤波电容，不出现相移，不 受逆变器开关管和二极管压降的影响，能适应各种PWM调制技术控制的无刷直 流电机反电动势过零点统一检测电路。

本发明所采用的技术方案是：

包括线电压差检测电路、PWM调制噪声消除电路、过零点比较电路、虚假 零点屏蔽电路，线电压差检测电路接口A、B、C分别与无刷直流电机的三相线 连接，PWM调制噪声消除电路与线电压差检测电路连接，过零点比较电路与 PWM调制噪声消除电路连接，虚假零点屏蔽电路与过零点比较电路连接，六个 未经过PWM调制的换相信号S1、S2、S3、S4、S5、S6分别与PWM调制噪声 消除电路和虚假零点屏蔽电路连接。

所述的线电压差检测电路包括电阻R1A、R2A、R1B、R2B、R1C、R2C、 R3A、R3B、R3C、R4A、R4B、R4C、R5A、R5B、R5C，运算放大器U1A、 U1B、U1C、U1D、U1E、U1F，R1A、R1B、R1C的一端分别与电机三相线A、 B、C连接，R1A的另一端与R2A的一端、R3C的一端、U1A的正相端、U1C 的反相端汇接，R1B的另一端与R2B的一端、R3A的一端、U1B的正相端、 U1A的反相端汇接，R1C的另一端与R2C的一端、R3B的一端、U1C的正相端、 U1B的反相端汇接，R4A的一端、R3A的另一端、U1A输出端汇接，R4B的一 端、R3B的另一端、U1B输出端汇接，R4C的一端、R3C的另一端、U1C输出 端汇接，R4A的另一端、R5A的一端、U1D的反相端、U1E的正相端汇接，R4B 的另一端、R5B的一端、U1E的反相端、U1F的正相端汇接，R4C的另一端、 R5C的一端、U1E的反相端、U1D的正相端汇接。

所述的PWM调制噪声消除电路包括运算放大器U2A、U2B、U2C、U2D， 双端输入模拟开关U3A、U3B、U3C，或门U4A、U4B、U4C，电阻R6A、R6B、 R6C、R7，U2A、U2B、U2C的正相输入端分别与线电压差检测电路的U1D、 U1E、U1F的输出端相连接，还分别与U3A、U3B、U3C的一个输入端连接， U2A、U2B、U2C的输出端分别与各自的反相端连接，还分别与U3A、U3B、 U3C的另一输入端连接；U3A、U3B、U3C输出端分别与三个电阻R6A、R6B、 R6C的一端连接，U3A、U3B、U3C的控制端分别与U4A、U4B、U4C的输出 端连接，U4A两个输入端分别与换相信号S1、S2连接，U4B两个输入端分别与 换相信号S3、S4连接、U4C两个输入端分别与换相信号S5、S6连接，三个电 阻R6A、R6B、R6C的另一端与U2D的正相输入端连接，U2D的反相输入端经 过电阻R7与输出端连接，U2D的输出端、二极管D1的下端、二极管D2上端 汇接，二极管D1的上端连接+15V电源，二极管D2下端连接-15V电源。

所述的过零点比较电路运算放大器U5正相端接地，运算放大器U5的反相 端与PWM调制噪声消除电路运算放大器U2D的输出端连接。