[发明专利]无刷直流电机无位置传感器起动的反电势检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及无刷直流电机控制领域，具体是无刷直流电机无位置传感器起动的反电势检测电路。

背景技术

无刷直流电机的位置传感器的安装会带来的各种弊端，比如降低电机运行的可靠性，增加生产工艺难度等。无刷直流电动机在静止或低速时感应电动势为零或非常小，很难获得电机转子的位置信号，因此，必须通过一定的方法对电机转子进行定位和起动。

在电机转子位置检测中，研究较多的是反电势过零点检测法，是将检测到的不通电相的反电动势的零点作为转子位置的信号，通过提取反电势的过零点信号来完成。但是检测到的反电势信号与实际的转子位置信号之间存在相位角，并且相位角补偿困难。

传统的反电势过零点检测电路结构比较简单，在相位角补偿问题上有多种解决方法：可以在程序中计算出相位角后进行补偿，也可以通过软硬件相结合的方式，比如图1所示的带相位补偿的反电势检测电路。图1包括A、B、C三相反电势检测电路，三相电路结构对称。以A相反电势检测电路为例，包括：分压电阻R₁₀、R₁₁、R₁₃、R₁₄、R₁₅，上拉电阻R₉、R₁₂，滤波电容C₁、C₂、C₉，起延时作用的电容C₄，三极管VQ₂以及比较器LM358。其中，A相绕组串联分压电阻R₁₀，R₁₁后接地，电容C₁、C₄与分压电阻R₁₁并联；A相绕组串联R₁₀后还与上拉电阻R₁₂、分压电阻R₁₄相连，三极管VQ₂的集电极接上拉电阻R₁₂，发射极接地；MCU端口串联分压电阻R₁₃后接三极管VQ₂的基极；分压电阻R₁₄的另一端同时接滤波电容C₂和比较器LM358正极性端（引脚7），滤波电容C₂的另一端接地；比较器LM358正极性端（引脚7）串联电阻R₁₅后接至比较器LM358的负极性端（引脚6），比较器LM358的电源地端串联滤波电容C₉后接地，5V电源串联电阻R₉后接比较器LM358的电源正端，比较器LM339的输出端接Port引脚。分压电阻R₁₀，R₁₁和电容C₁，C₄组成分压滤波电路，同时分压电阻R₁₁、R₁₃、上拉电阻R₁₂和电容C₁，C₄以及三极管VQ₂又组成相位补偿电路。B、C相反电势检测电路与A相雷同，不再赘述。B、C相反电势检测电路中的三极管分别是三极管VQ₃、三极管VQ₄，三极管VQ₂、VQ₃、VQ₄分别串联对应的分压电阻R₁₃、R₂₀、R₃₃后连接MCU信号控制端口，采用同一个MCU信号控制A相电路中的三极管VQ₂、B相电路中的三极管VQ₃、C相电路中的三极管VQ₄。A、B、C相电路中的比较器LM358的负极性端相互连接，即三个引脚6、引脚8、引脚10相互连接。以A相为例，A相绕组反电势信号经滤波后输出至对应的比较器LM358，而其中相位补偿电路根据MCU信号对反电势延时输出实现相位的补偿。图1所示的反电势检测电路虽能实现反电势过零点检测及相位补偿，并基本实现电机的无位置传感器控制，但由于电机在带负载起动时会存在相位移的延迟时间不准确，或者由于MCU响应造成的相位移补偿不及时等状况，均会造成起动失败，因此，该电路存在检测精度不高，可靠性不强的缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种信号检测灵敏、工作良好且更加可靠的无刷直流电机无位置传感器起动的反电势检测电路，通过改进现有的反电动势检测电路，能够及时准确地提供转子位置的信息。