專利名稱：一種單相直流無(wú)刷電機(jī)智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域，它是針對(duì)寬范圍電壓(30-60V)、 較大電流(3A)的單相直流無(wú)刷電機(jī)的智能性控制電路，突破了通常電機(jī)控制電路的壽命 短，發(fā)熱量大、電磁輻射大等技術(shù)難點(diǎn)，從而達(dá)到了安全、有效、綠色的控制技術(shù)能力。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，直流無(wú)刷電機(jī)以其效率高、噪音小、啟動(dòng)力矩大、免維護(hù)(相對(duì)于有刷電 機(jī))，在微特電機(jī)領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前用于無(wú)刷電機(jī)控制的專用集成電路種 類有很多，這些專用芯片對(duì)使用電壓、工作電流及電機(jī)類型都有一定要求。實(shí)踐證明使用專 用芯片設(shè)計(jì)控制器在芯片的選擇、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)及試驗(yàn)等環(huán)節(jié)并非省時(shí)省力，而且在使用 過(guò)程中經(jīng)常是發(fā)熱、容易損壞、電磁輻射大。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種單相直流無(wú)刷電機(jī)智能控制裝置，以克服現(xiàn)有專用芯 片設(shè)計(jì)控制器在芯片在使用過(guò)程中經(jīng)常是發(fā)熱、容易損壞、電磁輻射大的弊端。 具體地說(shuō)， 一種單相直流無(wú)刷電機(jī)智能控制裝置，具有作為控制器的單片機(jī)，在單 片機(jī)上連接有復(fù)位電路、調(diào)速電路、過(guò)流檢測(cè)電路、串口編程電路、速度反饋/輸出電路和 MOS橋驅(qū)動(dòng)電路以及電源系統(tǒng)，復(fù)位電路通過(guò)單片機(jī)中A/D轉(zhuǎn)換器接入，單片機(jī)中P麗脈寬 調(diào)制輸出口與M0S橋驅(qū)動(dòng)電路連接，M0S橋驅(qū)動(dòng)電路接入M0S橋功率輸出電路及單片機(jī)端 口 C并和電機(jī)連接，調(diào)速電路、過(guò)流檢測(cè)電路、串口編程電路一起接入單片機(jī)端口 B，速度反 饋/輸出電路接入單片機(jī)端口 C。 本實(shí)用新型單相直流無(wú)刷電機(jī)的智能性控制電路，突破了通常電機(jī)控制電路的壽 命短，發(fā)熱量大、電磁輻射大等技術(shù)難點(diǎn)，從而達(dá)到了安全、有效、綠色的控制技術(shù)能力。

圖1為本實(shí)用新型原理框圖。 圖2為本實(shí)用新型中M0S橋功率輸出電路。 圖3為本實(shí)用新型中過(guò)流檢測(cè)電路。 圖4為本實(shí)用新型中電源電路。 圖5為本實(shí)用新型中P麗輸出波形。
具體實(shí)施方式如圖1本實(shí)用新型原理框圖所示，一種單相直流無(wú)刷電機(jī)智能控制裝置，其具有
作為控制器的單片機(jī)，在單片機(jī)上連接有復(fù)位電路、調(diào)速電路、過(guò)流檢測(cè)電路、串口編程電
路、速度反饋/輸出電路和M0S橋驅(qū)動(dòng)電路以及電源系統(tǒng)，復(fù)位電路通過(guò)單片機(jī)中A/D轉(zhuǎn)換 器接入，單片機(jī)中P麗脈寬調(diào)制輸出口與M0S橋驅(qū)動(dòng)電路連接，M0S橋驅(qū)動(dòng)電路接入M0S橋功率輸出電路及單片機(jī)端口 C并和電機(jī)連接，調(diào)速電路、過(guò)流檢測(cè)電路、串口編程電路一起 接入單片機(jī)端口 B，速度反饋/輸出電路接入單片機(jī)端口 C。控制器采用PIC16F876單片 機(jī)，使用的功能和接口有四路輸入10位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨率達(dá)十位的P麗脈寬調(diào)制輸出口 CCP1，端口 B、C。 M0S驅(qū)動(dòng)電路用于低壓控制器的驅(qū)動(dòng)芯片IR210 8是美國(guó)國(guó)際整流器公司 (International Rectifier Company)的產(chǎn)品，可驅(qū)動(dòng)M0SFET或IGBT。該芯片的應(yīng)用簡(jiǎn)化 了驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。IR2108內(nèi)部采用自舉技術(shù)設(shè)計(jì)出懸浮電源，實(shí)現(xiàn)一相兩個(gè)N溝道逆變 橋輸出電路的控制。 M0S橋功率輸出如圖2，采用標(biāo)準(zhǔn)H橋輸出，M0S管由IR2108芯片驅(qū)動(dòng)，為了保證 長(zhǎng)期穩(wěn)定工作選用大功率耐溫較高的M0S管，并且每個(gè)M0S管配備泄流二極管，從而保證大 電流功率器件長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。 過(guò)流檢測(cè)電路如圖3所示，電壓比較器的反相輸入端接入采樣電阻端，輸出接到 單片機(jī)的終端輸入口 ，當(dāng)電流太大，產(chǎn)生中斷信號(hào)，單片機(jī)做相應(yīng)處理。從而保證了電機(jī)在 過(guò)載及堵轉(zhuǎn)等電流較大情況下電機(jī)及控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不受到傷害。 電源電路如圖4，為了保證調(diào)整管的長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，克服傳統(tǒng)電路中調(diào)整管溫度 過(guò)高(經(jīng)過(guò)測(cè)量在70度以上)的缺陷，避免調(diào)整管的損壞，電路中采用了兩個(gè)調(diào)整管分壓 的方式；另外選用了耐溫較高的大功率管。 經(jīng)過(guò)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2000小時(shí)，調(diào)整管的溫度僅為30度，輸出12V和5V電壓信號(hào)穩(wěn)定， 從而保證了電源系統(tǒng)的長(zhǎng)壽命。 軟件設(shè)計(jì)如圖5，根據(jù)霍爾信號(hào)的高低電平，來(lái)確定P麗四路輸出方式。 (1)初始化設(shè)置 設(shè)置相關(guān)端口 (端口 A、B、C)，通過(guò)寫入專用寄存器實(shí)現(xiàn)。 設(shè)置P麗的相關(guān)寄存器及變量。 設(shè)置AD轉(zhuǎn)換的相關(guān)寄存器及變量。 設(shè)置中斷相關(guān)寄存器。
(2)主程序內(nèi)容 單片機(jī)內(nèi)部功能模塊包括A/D轉(zhuǎn)換器、開放中斷，P麗功能的輸出，將速度輸入輸 出表數(shù)據(jù)寫入指定存儲(chǔ)器單元。檢測(cè)過(guò)流狀態(tài)，根據(jù)不同過(guò)流的不同情況確定減速、停機(jī)或重啟。
(3)中斷服務(wù)程序 判斷中斷類型，如AD中斷、外部中斷、定時(shí)器中斷，然后根據(jù)不同類型做出相應(yīng)處理。
(4)子程序 子程序包括延時(shí)程序、P麗輸出程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、數(shù)據(jù)處理程序、換向處理程序等。 參考和分析了多種專用集成電路工作原理后，設(shè)計(jì)出用單片機(jī)控制有位置傳感器 的單相無(wú)刷電機(jī)控制、驅(qū)動(dòng)、外圍電路，有以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)單片機(jī)在改變功能和價(jià)格上優(yōu)于專用芯片； (2)軟件程序便于加密，有利于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)；[0032] (3)軟件編程靈活，可根據(jù)用戶需求增加和完善功能。
(4)電路安全可靠、發(fā)熱低、壽命長(zhǎng)。
權(quán)利要求一種單相直流無(wú)刷電機(jī)智能控制裝置，其特征是具有作為控制器的單片機(jī)，在單片機(jī)上連接有復(fù)位電路、調(diào)速電路、過(guò)流檢測(cè)電路、串口編程電路、速度反饋/輸出電路和MOS橋驅(qū)動(dòng)電路以及電源系統(tǒng)，復(fù)位電路通過(guò)單片機(jī)中A/D轉(zhuǎn)換器接入，單片機(jī)中PWM脈寬調(diào)制輸出口與MOS橋驅(qū)動(dòng)電路連接，MOS橋驅(qū)動(dòng)電路接入MOS橋功率輸出電路及單片機(jī)端口C并和電機(jī)連接，調(diào)速電路、過(guò)流檢測(cè)電路、串口編程電路一起接入單片機(jī)端口B，速度反饋/輸出電路接入單片機(jī)端口C。
專利摘要本實(shí)用新型目的是提供一種單相直流無(wú)刷電機(jī)智能控制裝置，具有作為控制器的單片機(jī)，在單片機(jī)上連接有復(fù)位電路、調(diào)速電路、過(guò)流檢測(cè)電路、串口編程電路、速度反饋/輸出電路和MOS橋驅(qū)動(dòng)電路以及電源系統(tǒng)，復(fù)位電路通過(guò)單片機(jī)中A/D轉(zhuǎn)換器接入，單片機(jī)中PWM脈寬調(diào)制輸出口與MOS橋驅(qū)動(dòng)電路連接，MOS橋驅(qū)動(dòng)電路接入MOS橋功率輸出電路及單片機(jī)端口C并和電機(jī)連接，調(diào)速電路、過(guò)流檢測(cè)電路、串口編程電路一起接入單片機(jī)端口B，速度反饋/輸出電路接入單片機(jī)端口C。本實(shí)用新型單相直流無(wú)刷電機(jī)的智能性控制電路，突破了通常電機(jī)控制電路的壽命短，發(fā)熱量大、電磁輻射大等技術(shù)難點(diǎn)，從而達(dá)到了安全、有效、綠色的控制技術(shù)能力。
文檔編號(hào)H02P6/08GK201528304SQ200920035089
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者孫文釗, 張巍然 申請(qǐng)人:寶雞航天華科機(jī)電工業(yè)有限公司