一種無位置傳感器無刷直流電機控制器制造技術

一種無位置傳感器無刷直流電機控制器，所述的控制器包括輸入模塊，MCU和輸出驅動電路，所述輸入模塊包括電壓采集模塊、電流和反電動勢過零點采集模塊；所述的MCU使用C8051F330,帶有電壓保護、電流保護、溫度采集和保護、反電動勢過零點判斷、電機正反轉控制、起?？刂?、轉速反饋及調節，并含有看門狗程序；所述的驅動電路包括A、B、C相上下橋驅動電路，上橋使用P溝道MOS管AO4485，下橋使用N溝道MOS管AO4484。本實用新型專利技術工作可靠、準確、具有實時的溫度、電流和電壓保護功能，可滿足實際應用需要。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及無位置傳感器5770系列無刷直流電機控制器，屬于微特電機控制

技術介紹
有刷直流電動機具有運行效率高和調速性能好等優點，但是由于采用電刷-換向器結構，以機械方式進行換向，就不可避免地存在噪聲、火花、無線電干擾以及壽命短等致命弱點，再加上制造成本高、維修困難等缺點，大大限制了它的應用范圍。而無位置傳感器的無刷直流電動機，轉子為永磁體結構。該結構具有如下優點首先直流無刷電動機使用電子換向裝置代替了有刷直流電動機的機械換向裝置，在完全保留了普通直流電動機良好調速性能的基礎上，無電刷磨損，可靠性高，運行壽命大大延長，無 機械換向火花及由此產生的電磁噪聲與干擾，大大降低維護需求，而且不需電勵磁，效率相對較高，因此這類電動機較有刷直流電機具有無可比擬的優勢。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種無刷直流電機控制器，實現無位置傳感器無刷直流電機的換相控制、轉速調節，并且對控制系統進行實時的溫度、電流和電壓保護，滿足實際應用需要。為實現上述目的，本技術所述控制器包括輸入模塊，MCU和輸出驅動電路，所述輸入模塊包括電壓采集模塊、電流和反電動勢過零點采集模塊；所述的MCU使用C8051F330,帶有電壓保護、電流保護、溫度采集和保護、反電動勢過零點判斷、電機正反轉控制、起停控制、轉速反饋及調節和看門狗程序；所述的驅動電路包括A、B、C相上下橋驅動電路，上橋使用P溝道MOS管A04485，下橋使用N溝道MOS管A04484。本技術無刷直流電機控制器的優點是I.通過測量A、B、C三相反電動勢過零點,可以準確地控制三相的換相時機,進行精確的控制；2.可以實現過壓和欠壓保護，并且電壓測量時機避開了因續流導致的電壓尖峰，可實現保護的一致性；3.使用C8051F330內置的溫度傳感器，節省了外部電路空間，增強了集成性，同時減小了因為硬件電路所帶來的模數轉換誤差，實現了精確控制。4.采用三相驅動模塊的下橋驅動器件開啟時的內阻檢測電流大小，實現電流保護。5.中斷程序經過優化，控制在40US以內。中斷周期為40US，使得計數值增加，換相控制和反電動勢過零點的測量更加精確。6.通過P溝道MOS管A04485構建了電源極性反接保護電路，該電路在實現電源極性反接保護的前提下，較傳統的串聯二極管實現電源極性反接保護的方法壓降小，效率聞。7.根據需要可以反饋一個與電機轉速成正比的方波信號，控制器同時具備電位器調速和O 5V直流電壓調速。8.根據外部輸入的控制信號，可以控制電機正反轉和起停。附圖說明圖I為本技術所述無刷直流電機控制器與電機連接的結構框圖。圖2為本技術所述無刷直流電機控制器處理程序流程圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術無刷直流電機控制器作進一步說明。 如圖I所示，本技術所述無刷直流電機控制器包括輸入模塊、MCU和驅動電路，所述輸入模塊包括電壓采集模塊、電流和反電動勢采集模塊；所述的MCU使用C8051F330,內部執行電壓保護、電流保護、溫度采集和保護、反電動勢過零點判斷，并含有看門狗；所述的驅動電路包括A、B、C相上下橋驅動電路，上橋使用P溝道MOS管A04485，下橋使用N溝道MOS管A04484。本技術適用于5770系列無刷直流電機控制器根據反電動勢過零點進行換相控制。具體原理為A、B、C三相線圈的連接點設為中性點，當不導通相(設為C相)的反電動勢過零點時，中性點的電壓為電源電壓的1/2。所述5770系列電機的控制器處理程序，該程序按如下功能編制=MCU的初始化、打開定時器中斷、啟動前的耐壓保護、啟動狀態控制(開環拖動)，主循環清零看門狗。定時器中斷函數中完成計數加1，正常啟動后根據計數值換算成的電角度判斷執行的內容，主要包括換相和檢測反電動勢過零點，并且針對不同的電角度區間進行不同的保護(電壓保護、電流保護和溫度保護)。以A相反電動勢過零點檢測為例，具體實施方案為在電源和地之間接入兩個精密電阻得到電源分壓，在A相下橋MOS管A04484的漏極和地之間并聯兩個相同阻值的精密電阻得到同比例的A相下橋分壓。每進入一次中斷，都將A相下橋分壓與電源分壓后的一半作比較，如果A相下橋分壓所得電壓剛剛大于電源分壓后的一半，則認為該時刻就是A相反電動勢過零點，此時計算得出30°、60°、90°電角度所對應的計數值，并且將計數值清零。再過30°電角度，就是該相換相點；經過60°電角度，此時由于沒有任何相在換相，因此系統電壓不受續流尖峰的影響，因而進行系統電壓采集和電壓保護判斷；經過60°和90°電角度，分別進行相應的換相，如圖2所示。本技術控制器的保護功能分為四類，分別是電流保護、電壓保護、溫度保護、電源極性反接保護。以下為各保護功能實現過程。φ電流保護電流保護上限值設為6A，主要是在電機堵轉或者電路短路時能夠迅速判斷并做出動作，關斷控制信號輸出，保護控制器元器件和電機。具體實施方案為采用三相驅動模塊的下橋驅動器件開啟時的內阻檢測電流大小，實現電流保護。 電壓保護通過電源和地之間的精密電阻分壓，比例計算可得系統電壓，如果超出允許范圍，則關斷信號輸出，防止元器件受到損害；f)溫度保護使用C8051F330內置的溫度傳感器，進行內部的模數轉換，在過溫時關斷信號輸出，防止元器件受到損害。④電源極性反接保護通過P溝道MOS管A04485構建電源極性反接保護電路，該電路在有效實現電源極性反接保護功能的前提下，較傳統的串聯二極管實現電源極性反接保護的方法壓降小，效率高。為了節省中斷的時間，在不同的電角度時進行不同的保護內容。由于堵轉或者電機的某兩相短路時，另一相沒有電流流經但控制器和電機同樣會有燒毀的可能性，因此電流必須要做實時保護。因此除去換相點外，每一次進入中斷都要進行電流檢測與保護。電壓保護和溫度保護的敏感度不如電流高，電機每轉一周，進行一次保護，這樣可以大大地縮 短中斷的執行時間，使計數值增多，換相更加準確。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無位置傳感器無刷直流電機控制器，所述的控制器包括輸入模塊，MCU和輸出驅動電路，其特征在于：所述輸入模塊包括電壓采集模塊、電流和反電動勢過零點采集模塊；所述的MCU使用C8051F330,帶有電壓保護、電流保護、溫度采集和保護、反電動勢過零點判斷、電機正反轉控制、起?？刂?、轉速反饋及調節，并含有看門狗程序；所述的驅動電路包括A、B、C相上下橋驅動電路，上橋使用P溝道MOS管AO4485，下橋使用N溝道MOS管AO4484。

【技術特征摘要】
1.一種無位置傳感器無刷直流電機控制器，所述的控制器包括輸入模塊，MCU和輸出驅動電路，其特征在于所述輸入模塊包括電壓采集模塊、電流和反電動勢過零點采集模塊；所述的MCU使用C8051F330，帶有電壓保護、電流保護...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王大方，
申請(專利權)人：遵義天義利威機電有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：