一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，該電路包括：霍爾感應(yīng)模塊、轉(zhuǎn)向選擇模塊、主IC控制模塊、線圈驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)速控制模塊以及電流采樣模塊；所述霍爾感應(yīng)模塊的輸出端、轉(zhuǎn)向選擇模塊的輸出端和電流采樣模塊的輸出端與主IC控制模塊電性連接；線圈驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端、轉(zhuǎn)速控制模塊的輸入端與主IC控制模塊電性連接并由主IC控制模塊控制轉(zhuǎn)速。根據(jù)電流采樣模塊、轉(zhuǎn)向選擇模塊和霍爾感應(yīng)模塊提供的電路信息，主IC控制模塊驅(qū)動(dòng)線圈實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制，使得電機(jī)的控制方便、調(diào)速穩(wěn)定。
【專利說明】一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)利用電刷進(jìn)行機(jī)械換向，由此帶來的噪聲、火花和電磁干擾等致命弱點(diǎn)大大限制了它的使用范圍。為了取代有刷直流電動(dòng)機(jī)的電刷一換向器結(jié)構(gòu)，人們做出了長(zhǎng)期的探索。早在1915年，美國(guó)人Langmill發(fā)明了帶控制柵極的水銀整流器，制成了由直流變交流的逆變裝置。1917年，Boliger提出了用整流管代替有刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械電刷，從而誕生了無刷直流電動(dòng)機(jī)的基本思想。十多年后，有人開始研制以電子換向代替電刷機(jī)械換向的直流電動(dòng)機(jī)，但是由于受到當(dāng)時(shí)元器件工藝的限制，沒有能夠發(fā)展起來。1955年，美國(guó)人D.Harrison等人首先申請(qǐng)了用晶體管換向線路取代有刷直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械電刷的專利，標(biāo)志著現(xiàn)代無刷直流電動(dòng)機(jī)的誕生。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，人們通過1876年美國(guó)人霍爾發(fā)現(xiàn)的霍爾效應(yīng)的啟示，并經(jīng)過艱苦的努力，終于在1962年試制成功了借助霍爾元件換向的無刷直流電動(dòng)機(jī)，從而開創(chuàng)了無刷直流電動(dòng)機(jī)的新紀(jì)元。1978年原聯(lián)邦德國(guó)Mannesmann公司的Indramat分部在漢諾威貿(mào)易展覽會(huì)上正式推出了 MAC經(jīng)典永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，標(biāo)志著無刷電動(dòng)機(jī)真正進(jìn)入了實(shí)用階段。
[0003]然而現(xiàn)有的無刷直流電機(jī)依然存在著控制比較復(fù)雜，調(diào)速不太穩(wěn)定的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種通過主IC控制模塊驅(qū)動(dòng)，霍爾感應(yīng)模塊感應(yīng)位置訊號(hào)，然后控制轉(zhuǎn)速大小，使得電機(jī)的控制方便、調(diào)速穩(wěn)定的直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括:霍爾感應(yīng)模塊、轉(zhuǎn)向選擇模塊、主IC控制模塊、線圈驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)速控制模塊和電流采樣模塊；所述霍爾感應(yīng)模塊的輸出端、轉(zhuǎn)向選擇模塊的輸出端以及電流采樣模塊的輸出端與主IC控制模塊電性連接；線圈驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端、轉(zhuǎn)速控制模塊的輸入端與主IC控制模塊電性連接并由主IC控制模塊控制轉(zhuǎn)速。
[0007]其中，霍爾感應(yīng)模塊包括電阻R1、電阻R3、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電容C3、電容C7、電容C10、霍爾傳感器U2、霍爾傳感器U3、霍爾傳感器U5 ;線圈驅(qū)動(dòng)模塊包括電感L1、電感L2、電感L3、電容C4、電容C5、電容C6 ;轉(zhuǎn)速控制模塊包括電容C9、電阻RlO ；電流采樣模塊包括電阻R4、電阻R5 ;轉(zhuǎn)向選擇模塊包括電阻R2 ;主IC控制模塊包括LB11988芯片U4和電容C8 ；電阻Rl的一端接+5V，另一端和電阻R9的一端、電阻R7的一端、電阻R3的一端相連，電阻R9的另一端和霍爾傳感器U2的引腳4相連，電阻R7的另一端和電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端和霍爾傳感器U3的引腳4相連；電阻R3的另一端和霍爾傳感器U5的引腳4相連；霍爾傳感器U2的引腳2、霍爾傳感器U3的引腳2、霍爾傳感器U5的引腳2均和電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端接地；霍爾傳感器U2的引腳I和芯片U4的引腳7相連，引腳3和芯片U4的引腳8相連；霍爾傳感器U3的引腳I和芯片U4的引腳9相連，引腳3和芯片U4的引腳10相連；霍爾傳感器U5的引腳I和芯片U4的引腳11相連，引腳3和芯片U4的引腳12相連；電阻R2的一端和芯片U4的引腳4相連，一端接+12V ;芯片U4的引腳6與電容C8的一端相連，電容C8的另一端接地；芯片U4的引腳5接地；電阻RlO的一端接+12V，另一端與芯片U4的引腳13、引腳14相連；電容C9的一端接地，另一端與芯片U4的引腳13、引腳14相連；電阻R4的一端接地，另一端與芯片U4的引腳15相連；電阻R5的一端接地，另一端與芯片U4的引腳15相連；電容C4、電容C5、電容C6的一端均接地,另一端分別于芯片U4的引腳18、引腳17、引腳I相連；電感L1、電感L2、電感L3的一端互連，另一端分別于芯片U4的引腳17、引腳18、引腳I相連。
[0008]其中，還包括電源輸入模塊，所述電源輸入模塊包括三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器U1、電容Cl、電容C2，所述電容Cl 一端接地，另一端和三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的引腳3相連，三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的引腳3接入+12V，引腳2接地，引腳I輸出+5V，電容C2 —端接地，另一端與三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的引腳I相連。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:根據(jù)電流采樣模塊、轉(zhuǎn)向選擇模塊和霍爾感應(yīng)模塊提供的電路信息，主IC控制模塊驅(qū)動(dòng)線圈實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制，使得電機(jī)的控制方便、調(diào)速穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖2是本發(fā)明一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖；
[0012]圖3是本發(fā)明一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸入電壓模塊的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0014]圖1是本發(fā)明一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0015]如圖1所示，該電路包括:霍爾感應(yīng)模塊120、轉(zhuǎn)向選擇模塊130、主IC控制模塊110、線圈驅(qū)動(dòng)模塊140、轉(zhuǎn)速控制模塊150和電流采樣模塊160 ;所述霍爾感應(yīng)模塊120的輸出端、轉(zhuǎn)向選擇模塊130的輸出端以及電流采樣模塊160的輸出端與主IC控制模塊110電性連接；線圈驅(qū)動(dòng)模塊140的輸入端、轉(zhuǎn)速控制模塊150的輸入端與主IC控制模塊110電性連接并由主IC控制模塊110控制轉(zhuǎn)速。
[0016]根據(jù)電流采樣模塊160、轉(zhuǎn)向選擇模塊130和霍爾感應(yīng)模塊120提供的電路信息，主IC控制模塊110驅(qū)動(dòng)線圈實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制，使得電機(jī)的控制方便、調(diào)速穩(wěn)定。
[0017]進(jìn)一步地，如圖2所示，霍爾感應(yīng)模塊包括電阻R1、電阻R3、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電容C3、電容C7、電容C10、霍爾傳感器U2、霍爾傳感器U3、霍爾傳感器U5 ;線圈驅(qū)動(dòng)模塊包括電感L1、電感L2、電感L3、電容C4、電容C5、電容C6 ;轉(zhuǎn)速控制模塊包括電容C9、電阻RlO ;電流采樣模塊包括電阻R4、電阻R5 ;轉(zhuǎn)向選擇模塊包括電阻R2 ;主1(:控制模塊包括LBl 1988芯片U4和電容C8 ;電阻Rl的一端接+5V，另一端和電阻R9的一端、電阻R7的一端、電阻R3的一端相連，電阻R9的另一端和霍爾傳感器U2的引腳4相連，電阻R7的另一端和電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端和霍爾傳感器U3的引腳4相連；電阻R3的另一端和霍爾傳感器U5的引腳4相連；霍爾傳感器U2的引腳2、霍爾傳感器U3的引腳2、霍爾傳感器U5的引腳2均和電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端接地；霍爾傳感器U2的引腳I和芯片U4的引腳7相連，引腳3和芯片U4的引腳8相連；霍爾傳感器U3的引腳I和芯片U4的引腳9相連，引腳3和芯片U4的引腳10相連；霍爾傳感器U5的引腳I和芯片U4的引腳11相連，引腳3和芯片U4的引腳12相連；電阻R2的一端和芯片U4的引腳
4相連，一端接+12V ;芯片U4的引腳6與電容C8的一端相連，電容C8的另一端接地；芯片U4的引腳5接地；電阻RlO的一端接+12V，另一端與芯片U4的引腳13、引腳14相連；電容C9的一端接地，另一端與芯片U4的引腳13、引腳14相連；電阻R4的一端接地，另一端與芯片U4的引腳15相連；電阻R5的一端接地，另一端與芯片U4的引腳15相連；電容C4、電容C5、電容C6的一端均接地，另一端分別于芯片U4的引腳18、引腳17、引腳I相連；電感L1、電感L2、電感L3的一端互連,另一端分別于芯片U4的引腳17、引腳18、引腳I相連。
[0018]—塊長(zhǎng)方形金屬薄片或半導(dǎo)體薄片，若在某方向上通入電流IH，在其垂直方向上加一磁場(chǎng)B,則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電位差Uh,這個(gè)現(xiàn)象稱為“霍爾效應(yīng)”。Uh稱為“霍爾電壓”?；魻柊l(fā)現(xiàn)這個(gè)電位差UH與電流強(qiáng)度Ih成正比，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正t匕，與薄片的厚度d成反比，SP
[0019]UH=RHIHB/d
[0020]式中Rh叫霍爾系數(shù)，它表示該材料產(chǎn)生霍爾效應(yīng)能力的大小。
[0021]應(yīng)用霍爾效應(yīng)不僅可以測(cè)量磁場(chǎng)和電流，還可以用來測(cè)量其它非電量。例如，保持流過霍爾元件的電流恒定，使霍爾元件在己知的梯度磁場(chǎng)中移動(dòng)，則霍爾電勢(shì)的大小就能反映磁場(chǎng)的變化，因而也就反映出位移的變化。在此情況下，利用霍爾效應(yīng)可以測(cè)量微小位移和機(jī)械振動(dòng)等等。其它任何非電量，只要能轉(zhuǎn)換成位移量的變化，根據(jù)上述原理均可應(yīng)用霍爾元件制成的變換器進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。
[0022]無刷直流電動(dòng)機(jī)和普通的直流電機(jī)一樣，其轉(zhuǎn)矩的獲得也是通過改變相應(yīng)的電樞繞組在不同極下的電流方向，從而使轉(zhuǎn)矩總是沿著一個(gè)預(yù)定的方向。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須有位置傳感器，傳感和確認(rèn)磁極和繞組之間的相對(duì)位置。無刷直流電動(dòng)機(jī)和普通永磁直流電動(dòng)機(jī)不同，其永久磁鐵磁極安放在轉(zhuǎn)子上，電樞繞組安放在定子上。繞組電流的導(dǎo)通與截止是通過與繞組相連接的功率晶體管的導(dǎo)通與截止實(shí)現(xiàn)的。而功率晶體管的導(dǎo)通與截止是由位置傳感器信號(hào)控制的。因此要求位置傳感器的位置和電樞繞組的位置之間具有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。以保證功率晶體管在正確的轉(zhuǎn)子位置時(shí)導(dǎo)通與截止。顯然，位置傳感器及其處理電路是驅(qū)動(dòng)控制電路的關(guān)鍵部件。這時(shí)，霍爾元件充當(dāng)了位置傳感器的角色。是實(shí)際的運(yùn)用中，由于霍爾元件輸出的僅僅是微弱的電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，該信號(hào)還不足以驅(qū)動(dòng)整個(gè)電路，必須由外加電路進(jìn)行放大處理。目前通常將霍爾元件有關(guān)的電子電路集成制作在同一芯片上，構(gòu)成霍爾集成電路，本方案中為了制作簡(jiǎn)便，也采用的霍爾集成電路，也就是霍爾傳感器U2、霍爾傳感器U3和霍爾傳感器U5,現(xiàn)有的比較合適用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的型號(hào)有:A1101/Al104/US5881/SS443F/SS441A/EW450B/S1104 等。
[0023]進(jìn)一步地，還包括如圖1中所示的電源輸入模塊170，如圖3所示，所述電源輸入模塊170包括三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器U1、電容Cl、電容C2，所述電容Cl 一端接地，另一端和三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的引腳3相連，三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的引腳3接入+12V，引腳2接地，引腳I輸出+5V，電容C2 —端接地，另一端與三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的引腳I相連。
[0024]圖中三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的型號(hào)為78L05，它輸入端加電容Cl是相當(dāng)于平滑電容，起到一個(gè)濾波的作用，提高主IC控制模塊110工作的穩(wěn)定性。輸出端加電容C2是為本地器件提供能量的儲(chǔ)能器件，它能使三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的輸出均勻化，降低負(fù)載需求。78L05是線性穩(wěn)壓，所以其輸出波形雜波比較嚴(yán)重，而且輸出會(huì)復(fù)制輸入的波形出來，所以前后都要濾波。
[0025]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括:霍爾感應(yīng)模塊、轉(zhuǎn)向選擇模塊、主IC控制模塊、線圈驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)速控制模塊以及電流采樣模塊；所述霍爾感應(yīng)模塊的輸出端、轉(zhuǎn)向選擇模塊的輸出端和電流采樣模塊的輸出端與主IC控制模塊電性連接；線圈驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端、轉(zhuǎn)速控制模塊的輸入端與主IC控制模塊電性連接并由主IC控制模塊控制轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，霍爾感應(yīng)模塊包括電阻R1、電阻R3、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電容C3、電容C7、電容CIO、霍爾傳感器U2、霍爾傳感器U3、霍爾傳感器U5 ;線圈驅(qū)動(dòng)模塊包括電感L1、電感L2、電感L3、電容C4、電容C5、電容C6 ;轉(zhuǎn)速控制模塊包括電容C9、電阻RlO ;電流采樣模塊包括電阻R4、電阻R5 ;轉(zhuǎn)向選擇模塊包括電阻R2 ;主IC控制模塊包括LB11988芯片U4和電容C8 ；電阻Rl的一端接+5V,另一端和電阻R9的一端、電阻R7的一端、電阻R3的一端相連，電阻R9的另一端和霍爾傳感器U2的引腳4相連，電阻R7的另一端和電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端和霍爾傳感器U3的引腳4相連；電阻R3的另一端和霍爾傳感器U5的引腳4相連；霍爾傳感器U2的引腳2、霍爾傳感器U3的引腳2、霍爾傳感器U5的引腳2均和電阻R6的一端相連，電阻R6的另一端接地；霍爾傳感器U2的引腳I和芯片U4的引腳7相連，引腳3和芯片U4的引腳8相連；霍爾傳感器U3的引腳I和芯片U4的引腳9相連，引腳3和芯片U4的引腳10相連；霍爾傳感器U5的引腳I和芯片U4的引腳11相連，引腳3和芯片U4的引腳12相連；電阻R2的一端和芯片U4的引腳4相連，一端接+12V ;芯片U4的引腳6與電容C8的一端相連，電容C8的另一端接地；芯片U4的引腳5接地；電阻RlO的一端接+12V，另一端與芯片U4的引腳13、引腳14相連；電容C9的一端接地，另一端與芯片U4的引腳13、引腳14相連；電阻R4的一端接地，另一端與芯片U4的引腳15相連；電阻R5的一端接地，另一端與芯片U4的引腳15相連；電容C4、電容C5、電容C6的一端均接地，另一端分別于芯片U4的引腳18、引腳17、引腳I相連；電感L1、電感L2、電感L3的一端互連，另一端分別于芯片U4的引腳17、引腳18、引腳I相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流無刷三相霍爾傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還包括電源輸入模塊，所述電源輸入模塊包括三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器U1、電容Cl、電容C2，所述電容Cl 一端接地，另一端和三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的引腳3相連，三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的引腳3接入+12V，引腳2接地，引腳I輸出+5V，電容C2 —端接地，另一端與三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器Ul的引腳I相連。
【文檔編號(hào)】H02P6/08GK103441714SQ201310384367
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】蔣寧 申請(qǐng)人:福爾斯通電子(昆山)有限公司