[实用新型]无刷直流电机的驱动控制装置

说明书

技术领域

本实用新型一般地涉及一种用于无刷直流电机的驱动控制装置。更具体地，涉及一种用于无刷直流电机的具有空载转速限制的驱动控制装置。

背景技术

BD6209FS是ROHM公司专门针对驱动变频空调的风扇的无刷直流电机设计的一种低成本的正弦波驱动的专用控制器。该专用控制器是全硬件电路，内置正弦波发生器，具有常规MCU控制无法比拟的抗干扰能力。

由于无刷直流电机为感性负载，因此电机的相电流滞后于相电压，即电机相电流滞后于反电势。只有当电机相电流与反电势同步时，电机的效率才能达到最优。适当调整相电压和相电流之间的超前角，可使相电流与反电势同相位，提高电机的输出转矩，提高电机驱动的系统效率。

但是对于超前角的控制，BD6209AFS做的还不够完善。参见图1，图1是ROHM推荐的BD6209FS控制器线路连接的简化示例图。

在图1中，控制器U1选用芯片BD6209FS来实现，控制器U1输出6路PWM控制信号到功率驱动模块2，功率驱动模块2对无刷直流电机3进行驱动。

在图1所示的ROHM推荐的电路中，选用BD6209AFS的控制器U1的设定电机超前角的PC口的电压是通过U1自身的VREG口提供的5V电压经过分压电阻R1、R2分压后送给超前角PC口，所以超前角PC口的电压经过分压后基本是固定不变的。该分压值通常是根据电机额定负载时的情况调整电阻器R1、R2的分压比来设定的。

如图1所示的ROHM推荐的电路所示，设定超前角的PC电压可根据实际负载选取。通常，设定超前角的PC电压是根据额定负载选取的。在额定负载下为电机选择了合适的超前角之后，电机的超前角就不能够随负载的变化而变化，即无论电机处于空载状态时的超前角还是处于负载状态时的超前角都不能够随负载情况而变化。因此，在电机空载时，基于额定负载设定的PC电压会使得超前角太大，这样就会导致电机转速过高，电机转速可高达10000r/min以上。电机空载转速过高会存在诸如加速电机的轴承等元器件的磨损及老化的危险性，而且不便检测、对轴承的寿命有较大的负面影响。

具体地，针对空调的风扇负载，设定电机超前角的PC口的电压设定值通常在1V～2.2V。当超前角PC电压设置为2.2V时，电机在额定负载时能在很高的效率下工作，但是如果撤去额定负载(例如，空调风扇与电机因故而不连接时)，即空载时，则由于PC脚的电压是由基于5V分压得到的，所以还是为2.2V，此时电机的空载转速将会很高，甚至达到10000r/min左右，这对于空调风扇电机的寿命是有很大影响的。

此外，如果电机轴与负载连接不可靠，电机就工作在空载或轻负载下，电机的转速也会远远高于负载时的转速，如果长期空载或轻载运行会导致电机的轴承磨损加剧，噪音增大，使电机失效。

因此，有必要解决电机空载时的超前角过大导致空载转速过高的问题，提出一种在针对超前角的设定固定时，限制电机空载转速的控制方案。

实用新型内容

根据本实用新型的一方面，提供了一种用于无刷直流电机的驱动控制装置，包括：驱动专用控制器，输出PWM控制信号来控制无刷直流电机的驱动；电机转速控制器，根据从驱动专用控制器接收的与电机转速相关的信号，输出包括第一控制电压电平和第二控制电压电平的转速控制信号；晶体管，电机转速控制器输出的转速控制信号输入到晶体管的基极，根据所述转速控制信号，晶体管工作在放大或截止状态；其中，当电机转速控制器输出第一控制电压电平的转速控制信号时，晶体管工作在截止状态，驱动专用控制器的用于控制电机转矩的输入电压仅仅基于正常设计而产生的电压，晶体管对用于控制电机转矩的输入电压没有调整；当电机转速控制器输出第二控制电压电平的转速控制信号时，晶体管工作在放大状态时，驱动专用控制器的用于控制电机转矩的输入电压受到晶体管集电极输出的调整。

其中，驱动专用控制器选用ROHM公司的芯片BD6209FS来实现，电机转速控制器选用SANYO公司的芯片LB8503V来实现。

其中，与电机转速相关的信号是BD6209AFS的FGO口输出与转速成一定关系的方波信号。

其中，第一控制电压电平是0.8V；第二控制电压电平是6.2V。

其中，无刷直流电机为87SWS正弦波塑封无刷直流电机。

附图说明

通过以下仅作为示例的并且结合附图的所写描述，对于本领域一位技术人员来说，本实用新型的示例实施例将更好理解并且更明显，附图中：