基于buck變換器的高速無刷直流電機控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種電機的控制裝置，具體涉及一種基于BUCK變換器的高速無刷直流 電機控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 無刷直流電機具有優(yōu)秀的機械特性、良好的調(diào)速轉(zhuǎn)矩、較高的效率等特點，應(yīng)用范 圍十分廣泛。目前無刷直流電機大多采用三相逆變橋PWM調(diào)制(脈沖寬度調(diào)制）的控制方法， 不過該方法應(yīng)用于高速電機時，由于高速電機電樞電感較小，PWM調(diào)制產(chǎn)生的高頻方波電 壓，在轉(zhuǎn)子中引起附加鐵耗，導(dǎo)致電機升周過程中發(fā)熱量過大，溫度上升過快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出，其目的是提供一種基于BUCK變換器的 高速無刷直流電機控制器。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于BUCK變換器的高速無刷直流電機控制器，包括直 流電源，直流電源的正端與Buck變換器的1腳連接，負端與Buck變換器的2腳連接，Buck變 換器的3腳與三相逆變橋的1腳連接，Buck變換器的4腳通過電流檢測電阻與三相逆變橋的2 腳連接，三相逆變橋的4腳、5腳、6腳按順序與無刷直流電機的A、B、C三相繞組對應(yīng)連接，電 流檢測電阻與電壓電流檢測電路相連，三相逆變橋、無刷直流電機均與硬件換相電路相連， Buck變換器與PWM驅(qū)動模塊相連，所述的電壓電流檢測電路、PWM驅(qū)動模塊均與DSP控制板相 連，所述的DSP控制板還與保護電路、觸摸屏相連。
[0005] 所述的Buck變換器由+50V直流電源、可控硅T1、二極管D1、二極管D2、濾波電感組 以及濾波電容組組成，可控硅T1的PWM驅(qū)動信號由外部輸入，電阻R1、電容C1、二極管D1組成 RCD吸收電路，用于吸收可控硅Ql 1兩端的高頻信號，以降低可控硅T1的開關(guān)損耗。
[0006] 所述的P麗驅(qū)動模塊中包括P麗信號驅(qū)動芯片、光耦，P麗信號驅(qū)動芯片的2腳通過 并聯(lián)的電阻R2、電容02與?麗信號端口連接，P麗信號驅(qū)動芯片的3腳、5腳與GND連接，P麗信 號驅(qū)動芯片的4腳與+15V連接，PWM信號驅(qū)動芯片的4腳、5腳間還連接有電容C3，PWM信號驅(qū) 動芯片的12腳依次與穩(wěn)壓二極管D3、二極管D4、二極管D5、+50V連接，PWM信號驅(qū)動芯片的15 腳依次與電阻R3、GPmi端口連接，信號驅(qū)動芯片的16腳依次與電阻R4、GPmi端口連接， PWM信號驅(qū)動芯片的17腳與EPWM端口連接，PWM信號驅(qū)動芯片的13腳與光耦的2腳連接，PWM 信號驅(qū)動芯片的18腳通過電阻R7與光耦的1腳連接，光耦的1腳、2腳之間還連接有電阻R8。 [0007 ]所述的電壓電流檢測電路包括電流檢測電路和電壓檢測電路。
[0008]所述的電流檢測電路中包括I號運算放大器，電阻R20連接反饋電流FKDL端口，另 一端與電阻R23、電容C15以及運算放大器24的2腳相接，電阻R23、電容C15的另一端則與I號 運算放大器的1腳連接，電阻R21連接GND端口，另一端與電阻R22、電容C14以及I號運算放大 器的3腳相接，電阻R22、電容C14的另一端與AGND連接，I號運算放大器的4腳、11腳分別與+ 15VA、-15VA連接，電阻R24與I號運算放大器1腳連接，電阻R24的另一端與電容C16、電容 C17、二極管D13的陰極、二極管D14的陽極連接，電容C16、電容C17的另一端以及二極管D13 的陽極與AGND連接，二極管D14的陰極則與3.3VA連接。
[0009] 所述的電壓檢測電路中包括Π 號運算放大器，電阻R26連接反饋電壓FKDY端口，另 一端與電阻R28以及Π 號運算放大器的3腳相接，電阻R28的另一端與AGND連接，電阻R25連 接GND端口，另一端與電阻R27以及Π 號運算放大器的2腳相接，電阻R27的另一端與電阻R29 以及Π 號運算放大器的1腳連接，電阻R29另一端與電阻R32以及Π 號運算放大器的5腳連 接，電阻R32另一端與AGND連接，Π 號運算放大器的4腳、11腳分別與+15VA、-15VA連接，Π 號 運算放大器的6腳與電阻R30、電阻R31連接，電阻R30的另一端與AGND連接，電阻R31的另一 端則與Π 號運算放大器的7腳、電容C18、電容C19、二極管D15的陰極、二極管D16的陽極連 接，電容C18、電容C19的另一端以及二極管D15的陽極與AGND連接，二極管D16的陰極與 3.3VA連接。
[0010] 所述的保護電路包括比較器、V號與門、m號反相器，反饋電壓FKDY端口與比較器 的6腳連接，反饋電流FKDL端口與比較器的2腳連接，+3.3VA與比較器的5腳、3腳連接，電阻 R33與比較器的7腳、V號與門的4腳連接，電阻R34與比較器的1腳、V號與門的5腳連接，電 阻R33、電阻R34的另一端與VCC連接，二極管D18的陰極和ΙΠ 號反相器的1腳、V號與門的6腳 連接，二極管D18的陽極與VCC連接，ΙΠ 號反相器的2腳與電阻R35連接，電阻R35的另一端與+ 3.3V連接。
[0011]本發(fā)明采用三相逆變橋前加 Buck變換器的控制方式，將直流電機的換相與調(diào)速功 能分開，并通過觸摸屏顯示、調(diào)節(jié)電機參數(shù)，實現(xiàn)了對電機實時控制;通過Buck變換器調(diào)節(jié)， 用平穩(wěn)的直流電壓代替原有的PWM脈沖電壓，有效消除了定子電流的非連續(xù)跳變，降低電機 鐵耗;采用硬件邏輯換相電路代替軟件換相程序，減少了 DSP程序的復(fù)雜性，使DSP專注于電 機的控制算法，從而提高了控制效率。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明無刷直流電機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本發(fā)明中Buck變換器電路圖； 圖3是本發(fā)明中PWM信號驅(qū)動模塊電路圖； 圖4是本發(fā)明中三相逆變橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖5是本發(fā)明中三相逆變橋IPM模塊的電路圖； 圖6是本發(fā)明中霍爾信號值與三相逆變橋開關(guān)管導(dǎo)通對應(yīng)圖； 圖7是本發(fā)明中硬件換相的電路圖； 圖8是本發(fā)明中電流檢測電路的電路圖； 圖9是本發(fā)明中電壓檢測電路的電路圖； 圖10是本發(fā)明中控制器保護電路的電路圖； 其中： 1 直流電源 2 Buck變換器 3 三相逆變橋 4 無刷直流電機 5 電壓電流檢測電路 6 DSP控制板 7 硬件換相電路 8 保護電路 9 觸摸屏 10 PWM驅(qū)動模塊 11電流檢測電阻 12濾波電感組 13濾波電容組 14 PWM信號驅(qū)動芯片 15光耦 16三相逆變橋IPM模塊 17輸出電壓端子 18 I號反相器 19 I號與門 20 Π 號反相器 21 Π 號與門 22 m號與門 23 IV號與門 24 I號運算放大器 25 Π 號運算放大器 26比較器 27 V號與門 28 ΙΠ 號反相器。
【具體實施方式】
[0013]以下，參照附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明： 如圖1所示，一種基于BUCK變換器的高速無刷直流電機控制器，包括直流電源1，直流電 源1的正端與Buck變換器2的1腳連接，負端與Buck變換器2的2腳連接，Buck變換器2的3腳 與三相逆變橋3的1腳連接，Buck變換器2的4腳通過電流檢測電阻11與三相逆變橋3的2腳連 接，三相逆變橋3的4腳、5腳、6腳按順序與無刷直流電機4的A、B、C三相繞組對應(yīng)連接，即三 相逆變橋3的4腳與無刷直流電機4的A相繞組連接，三相逆變橋3的5腳與無刷直流電機4的B 相繞組連接，三相逆變橋3的6腳與無刷直流電機4的C相繞組連接，電流檢測電阻11與電壓 電流檢測電路5相連，三相逆變橋3、無刷直流電機4均與硬件換相電路7相連，Buck變換器2 與PWM驅(qū)動模塊10相連，所述的電壓電流檢測電路5、PWM驅(qū)動模塊10均與DSP控制板6相連， 所述的DSP控