專利名稱：直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)控制器，是一種電動自行車用利用微電腦控制的直流無刷電機(jī)無位置傳感器的控制器。
背景技術(shù)：
電動自行車一般采用有刷或無刷直流低速電動機(jī)。有刷直流電機(jī)采用碳刷結(jié)構(gòu)來控制電機(jī)的換相，而現(xiàn)有的無刷直流電機(jī)基本上是采用電機(jī)內(nèi)部安裝傳感器霍爾采集電機(jī)內(nèi)部信號來控制電機(jī)的換相。不管是有刷還是無刷直流電機(jī)，都在電機(jī)內(nèi)部增加一定的電器元件來采集電機(jī)內(nèi)部信號進(jìn)行換相來達(dá)到控制電機(jī)的目的。在電機(jī)內(nèi)部安裝位置傳感器存在許多問題一、傳感器的安裝使電機(jī)的制作工藝更加復(fù)雜，增加了電機(jī)的成本，不符合降低電機(jī)成本的原則；二、傳感器的安裝質(zhì)量直接影響電機(jī)的穩(wěn)定性和質(zhì)量；三、持續(xù)高溫下，傳感器霍爾的壽命短，靈敏度的偏移；四、高壓下靈敏度不高；五、電流大，霍爾容易擊穿，霍爾的損壞是電機(jī)的致命傷害，直接影響到電機(jī)的穩(wěn)定性和質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為提高電機(jī)的穩(wěn)定性和質(zhì)量，不需要傳感器霍爾，避免了存在傳感器時的電機(jī)缺陷，同時利用微電腦芯片的實(shí)時性和準(zhǔn)確性，利用其優(yōu)點(diǎn)來同步整流，去除換相時脈沖尖峰，減小電機(jī)的振動，達(dá)到減振和靜音效果的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器。
本實(shí)用新型直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器的技術(shù)方案是其特征在于由微電腦芯片控制模塊電路、采集相線中點(diǎn)信號電路、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、電源供電電路、調(diào)速開關(guān)電路、電流放大電路、限流電路、欠壓電路、外圍輸入信號電路所組成，所述的微電腦芯片控制模塊電路是復(fù)位電容和復(fù)位電阻接入集成塊芯片復(fù)位腳，濾波電容接入芯片的電源和地腳。
本實(shí)用新型的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，不用傳感器霍爾，避免了存在傳感器時的電機(jī)缺陷。而利用微電腦芯片的實(shí)時性和準(zhǔn)確性，利用其優(yōu)點(diǎn)來同步整流，去除換相時脈沖尖峰，減小電機(jī)的振動，達(dá)到減振和靜音效果。


圖1是本實(shí)用新型直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器電路示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型公開了一種直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，如圖1所示，其主要的技術(shù)特征在于由微電腦芯片控制模塊電路、采集相線中點(diǎn)信號電路、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、電源供電電路、調(diào)速開關(guān)電路、電流放大電路、限流電路、欠壓電路、外圍輸入信號電路所組成，所述的微電腦芯片控制模塊電路是復(fù)位電容3C2和復(fù)位電阻3R1接入集成塊芯片3IC復(fù)位腳，濾波電容3C1接入芯片的電源和地腳。其采集相線中點(diǎn)信號電路是a、b、c三點(diǎn)信號經(jīng)過模擬電阻9R1、9R2、9R3和分壓電阻9R4、9R5和濾波電容9C1輸入集成塊9IC的5、6、8、10管腳；同時a點(diǎn)信號經(jīng)過模擬電阻9R8、分壓電阻9R9和濾波電容9C3到集成塊9IC的第9管腳；b點(diǎn)信號經(jīng)過模擬電阻9R6、分壓電阻9R7和濾波電容9C2到集成塊9IC的第7管腳；c點(diǎn)信號經(jīng)過模擬電阻9R10、分壓電阻9R11和濾波電容9C4到集成塊9IC的第11管腳；二級穩(wěn)壓電源經(jīng)分壓電阻9R12、9R13到集成塊9IC的第4管腳；主電源經(jīng)濾波電阻9R18到集成塊9IC；集成塊9IC的第1、2、13、14管腳分別接上拉電阻9R15、9R14、9R16、9R17到微電腦芯片3IC的第5、4、20、18管腳。其驅(qū)動電路是由3個相同的電路組成，微電腦芯片3IC的第19管腳輸出信號經(jīng)隔離電阻2R1與調(diào)速開關(guān)電路的輸出信號并聯(lián)輸入集成塊2IC1；微電腦芯片3IC的第17管腳與延時電阻相連輸入集成塊2IC1，集成塊2IC1的第1腳經(jīng)自舉二極管與8腳相連、與濾波電容2C4對地濾波；濾波電容2C4接集成塊2IC1第6腳，集成塊2IC2、2IC3同理相連。其開關(guān)電路由三組相同電路組成，CMOS管1T1的柵極經(jīng)延時電阻1R1與集成塊2IC1相連，漏極接電源，源極經(jīng)抬舉電容1C1接入集成塊2IC1與CMOS管1T2的漏極相連，并接下拉電阻1R13；CMOS管1T2的柵極接延時電阻1R7接入集成塊2IC1、并接下拉電阻1R10，源極接電阻6R5接地，電容1C4對電源濾波。同理第二組COMS管1T3、1T4和第三組CMOS管1T5、1T6的接法相同，電容1C7、1C8對主電源濾波。電源供電電路和調(diào)速開關(guān)電路，所述的電源供電電路是主電源經(jīng)二極管8D1、降壓電阻8R1和濾波電容8C1到一級穩(wěn)壓集成塊8IC1，經(jīng)濾波電容8IC2濾波后分別接降壓電阻8R2、8R3到第二級穩(wěn)壓集成塊8IC2、8IC3，然后經(jīng)濾波電容8C3、8C4、8C5濾波后輸出；所述的調(diào)速開關(guān)電路是調(diào)速信號到集成塊4IC和經(jīng)過濾波電容與集成塊6IC相連，微電腦芯片3IC輸出信號經(jīng)抬高電壓二極管4D4、4D5和充放電電阻4R1和電容4C1到集成塊4IC，集成塊4IC再去接單向?qū)ǘO管4D1、4D2、4D3。其電流放大電路是采集電流的電阻6R5經(jīng)濾波電阻6R3和電容6C1、6C2輸入集成塊6IC，比例放大電阻6R1、6R2接入集成塊6IC，結(jié)果經(jīng)濾波電阻6R4輸入微電腦芯片3IC。其限流電路是采集電流的電阻6R5經(jīng)濾波電阻6R3和電容6C1、6C2輸入集成塊4IC，分壓電阻5R1、5R2接入集成塊4IC，結(jié)果經(jīng)隔離電阻5R3到調(diào)速信號。其欠壓電路是主電源經(jīng)分壓電阻7R1、7R2接入集成塊6IC，二級穩(wěn)壓后電源經(jīng)濾波電阻7R3和電容7C1到集成塊6IC，結(jié)果經(jīng)上拉電阻7R4、二極管7D1、穩(wěn)壓管7D2到調(diào)速信號。其外圍輸入信號電路是巡航信號經(jīng)二極管10D1、分壓電阻10R8與電剎信號經(jīng)二極管10D2并聯(lián)，再經(jīng)上拉電阻10R7輸入微電腦芯片3IC；顯示口經(jīng)二極管10D3，分壓電阻10R5、10R6到微電腦芯片3IC；調(diào)速信號經(jīng)隔離電阻10R1、10R2、10R3、濾波電容10C2和電阻10R8到集成塊4IC和微電腦芯片3IC；限速口經(jīng)分壓電阻10R4到調(diào)速信號；剎車信號經(jīng)單向?qū)ǘO管10D4接入調(diào)速信號。圖1中的L為巡航，M為電剎，N為顯示，X為調(diào)速，Y為限速，Z為剎車的端點(diǎn)。
本實(shí)用新型是一種應(yīng)用在電動車上的無刷直流電機(jī)無位置傳感器微電腦控制器，對相線本身信號進(jìn)行處理，利用微電腦芯片對電機(jī)進(jìn)行控制，這樣就不需要在電機(jī)內(nèi)部安裝位置傳感器霍爾來采集電機(jī)信號，為電機(jī)的制作省掉許多工藝，節(jié)省了電機(jī)的成本，而且還提高了電機(jī)的穩(wěn)定性和質(zhì)量，延長了電機(jī)的壽命。同時，控制器是利用微電腦進(jìn)行控制，因?yàn)槲㈦娔X芯片有實(shí)時性，準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)。每當(dāng)電機(jī)進(jìn)行一次換相，電機(jī)內(nèi)部線圈產(chǎn)生一次回流放電，形成一次脈沖尖峰，電機(jī)將抖動一次，持續(xù)的換相使電機(jī)振動很大，聲音很響。利用微電腦芯片優(yōu)點(diǎn)對電機(jī)進(jìn)行同步整流，排除電機(jī)換相時的脈沖尖峰，消去電機(jī)的振動，使電動車更加平穩(wěn)，達(dá)到靜音效果。
權(quán)利要求1.直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于由微電腦芯片控制模塊電路、采集相線中點(diǎn)信號電路、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、電源供電電路、調(diào)速開關(guān)電路、電流放大電路、限流電路、欠壓電路、外圍輸入信號電路所組成，所述的微電腦芯片控制模塊電路是復(fù)位電容(3C2)和復(fù)位電阻(3R1)接入集成塊芯片(3IC)復(fù)位腳，濾波電容(3C1)接入芯片的電源和地腳。
2.如權(quán)利要求1所述的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于采集相線中點(diǎn)信號電路是(a、b、c)三點(diǎn)信號經(jīng)過模擬電阻(9R1、9R2、9R3)和分壓電阻(9R4、9R5)和濾波電容(9C1)輸入集成塊(9IC)的(5、6、8、10)管腳；同時(a)點(diǎn)信號經(jīng)過模擬電阻(9R8)、分壓電阻(9R9)和濾波電容(9C3)到集成塊(9IC)的第(9)管腳；(b)點(diǎn)信號經(jīng)過模擬電阻(9R6)、分壓電阻(9R7)和濾波電容(9C2)到集成塊(9IC)的第7管腳；(c)點(diǎn)信號經(jīng)過模擬電阻(9R10)、分壓電阻(9R11)和濾波電容(9C4)到集成塊(9IC)的第(11)管腳；二級穩(wěn)壓電源經(jīng)分壓電阻(9R12、9R13)到集成塊(9IC)的第(4)管腳；主電源經(jīng)濾波電阻(9R18)到集成塊(9IC)；集成塊(9IC)的第(1、2、13、14)管腳分別接上拉電阻(9R15、9R14、9R16、9R17)到微電腦芯片(3IC)的第(5、4、20、18)管腳。
3.如權(quán)利要求1所述的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于驅(qū)動電路是由3個相同的電路組成，微電腦芯片(3IC)的第(19)管腳輸出信號經(jīng)隔離電阻(2R1)與調(diào)速開關(guān)電路的輸出信號并聯(lián)輸入集成塊(2IC1)；微電腦芯片(3IC)的第(17)管腳與延時電阻相連輸入集成塊(2IC1)，集成塊(2IC1)的第(1)腳經(jīng)自舉二極管與(8)腳相連、與濾波電容(2C4)對地濾波；濾波電容(2C4)接集成塊(2IC1)第(6)腳，集成塊(2IC2、2IC3)同理相連。
4.如權(quán)利要求1所述的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于開關(guān)電路由三組相同電路組成，CMOS管(1T1)的柵極經(jīng)延時電阻(1R1)與集成塊(2IC1)相連，漏極接電源，源極經(jīng)抬舉電容(1C1)接入集成塊(2IC1)與CMOS管(1T2)的漏極相連，并接下拉電阻(1R13)；CMOS管(1T2)的柵極接延時電阻(1R7)接入集成塊(2IC1)、并接下拉電阻(1R10)，源極接電阻(6R5)接地，電容(1C4)對電源濾波；同理第二組COMS管(1T3、1T4)和第三組CMOS管(1T5、1T6)的接法相同，電容(1C7、1C8)對主電源濾波。
5.如權(quán)利要求1所述的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于電源供電電路和調(diào)速開關(guān)電路，所述的電源供電電路是主電源經(jīng)二極管(8D1)、降壓電阻(8R1)和濾波電容(8C1)到一級穩(wěn)壓集成塊(8IC1)，經(jīng)濾波電容(8IC2)濾波后分別接降壓電阻(8R2、8R3)到第二級穩(wěn)壓集成塊(8IC2、8IC3)，然后經(jīng)濾波電容(8C3、8C4、8C5)濾波后輸出；所述的調(diào)速開關(guān)電路是調(diào)速信號到集成塊(4IC)和經(jīng)過濾波電容與集成塊(6IC)相連，微電腦芯片(3IC)輸出信號經(jīng)抬高電壓二極管(4D4、4D5)和充放電電阻(4R1)和電容(4C1)到集成塊(4IC)，集成塊(4IC)再去接單向?qū)ǘO管(4D1、4D2、4D3)。
6.如權(quán)利要求1所述的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于電流放大電路是采集電流的電阻(6R5)經(jīng)濾波電阻(6R3)和電容(6C1、6C2)輸入集成塊(6IC)，比例放大電阻(6R1、6R2)接入集成塊(6IC)，結(jié)果經(jīng)濾波電阻(6R4)輸入微電腦芯片(3IC)。
7.如權(quán)利要求1所述的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于限流電路是采集電流的電阻(6R5)經(jīng)濾波電阻(6R3)和電容(6C1、6C2)輸入集成塊(4IC)，分壓電阻(5R1、5R2)接入集成塊(4IC)，結(jié)果經(jīng)隔離電阻(5R3)到調(diào)速信號。
8.如權(quán)利要求1所述的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于欠壓電路是主電源經(jīng)分壓電阻(7R1、7R2)接入集成塊(6IC)，二級穩(wěn)壓后電源經(jīng)濾波電阻(7R3)和電容(7C1)到集成塊(6IC)，結(jié)果經(jīng)上拉電阻(7R4)、二極管(7D1)、穩(wěn)壓管(7D2)到調(diào)速信號。
9.如權(quán)利要求1所述的直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于外圍輸入信號電路是巡航信號經(jīng)二極管(10D1)、分壓電阻(10R8)與電剎信號經(jīng)二極管(10D2)并聯(lián)，再經(jīng)上拉電阻(10R7)輸入微電腦芯片(3IC)；顯示口經(jīng)二極管(10D3)，分壓電阻(10R5、10R6)到微電腦芯片(3IC)；調(diào)速信號經(jīng)隔離電阻(10R1、10R2、10R3)、濾波電容(10C2)和電阻(10R8)到集成塊(4IC)和微電腦芯片(3IC)；限速口經(jīng)分壓電阻(10R4)到調(diào)速信號；剎車信號經(jīng)單向?qū)ǘO管(10D4)接入調(diào)速信號。
專利摘要一種直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制器，其特征在于由微電腦芯片控制模塊電路、采集相線中點(diǎn)信號電路、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、電源供電電路、調(diào)速開關(guān)電路、電流放大電路、限流電路、欠壓電路、外圍輸入信號電路所組成，所述的微電腦芯片控制模塊電路是復(fù)位電容和復(fù)位電阻接入集成塊芯片復(fù)位腳，濾波電容接入芯片的電源和地腳。本技術(shù)方案不需要傳感器霍爾，避免了存在傳感器時的電機(jī)缺陷。而利用微電腦芯片的實(shí)時性和準(zhǔn)確性，利用其優(yōu)點(diǎn)來同步整流，去除換相時脈沖尖峰，減小電機(jī)的振動，達(dá)到減振和靜音效果。
文檔編號H02P6/18GK2919684SQ20052011726
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者鮑文光 申請人:鮑文光