本實(shí)用新型涉及電機(jī)制造領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)刷直流電機(jī)多功能控制器。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上的無(wú)刷直流電機(jī)控制電路采用的控制芯片大多不具備專業(yè)無(wú)刷直流電機(jī)控制模塊，在外圍電路的設(shè)計(jì)中需要搭建很多的邏輯門(mén)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制MOSFET電橋的邏輯驅(qū)動(dòng)控制，在MOSFET上下橋臂的互鎖功能和死區(qū)時(shí)間的設(shè)置等都靠模擬電路去實(shí)現(xiàn)，可靠性較差，功能較單一，維修也不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種無(wú)刷直流電機(jī)多功能控制器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能較多，可靠性高，也便于維修和維護(hù)。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：本實(shí)用新型包括電機(jī)控制單元、PWM調(diào)速單元、溫控單元和為整個(gè)控制器提供工作電壓的電源單元，PWM調(diào)速單元和電機(jī)控制單元相連，電機(jī)控制單元和無(wú)刷直流電機(jī)相連，溫控單元中的溫度傳感器設(shè)在無(wú)刷直流電機(jī)上，溫控單元的輸出端與所述的電機(jī)控制單元和無(wú)刷直流電機(jī)的連接回路相連。通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)無(wú)刷直流電機(jī)的工作溫度，溫控單元根據(jù)測(cè)得的溫度控制電機(jī)控制單元和無(wú)刷直流電機(jī)的連接回路的通斷，一旦溫度超過(guò)設(shè)定值，立即切斷電機(jī)控制單元和無(wú)刷直流電機(jī)的連接回路，使電機(jī)停止工作，起到過(guò)熱保護(hù)作用，提高可靠性。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能較多，可靠性高，也便于維修和維護(hù)。

作為優(yōu)選，所述的電機(jī)控制單元包括電機(jī)控制芯片U1，電機(jī)控制芯片U1采用BP6118電機(jī)控制芯片；電機(jī)控制芯片U1的HA+腳、HA-腳分別和霍爾傳感器HALL的兩個(gè)輸出腳相連，霍爾傳感器HALL的另外兩個(gè)管腳分別接電阻R15及接地，電阻R15的另一端接電壓VDD，電壓VDD經(jīng)電容C14接地，電機(jī)控制芯片U1的FG腳經(jīng)電阻R14接電壓VDD，電機(jī)控制芯片U1的nFault腳經(jīng)電阻R13接電壓VDD；電機(jī)控制芯片U1的VDD腳，一路接電壓VDD，另一路經(jīng)電阻R11和電阻R12接地，電阻R11和電阻R12的連接點(diǎn)和電機(jī)控制芯片U1的LA腳相連，電機(jī)控制芯片U1的LA腳經(jīng)電容C11接地，電機(jī)控制芯片U1的Filter腳經(jīng)電容C12接地，電機(jī)控制芯片U1的PWM腳和所述的PWM調(diào)速單元的輸出端相連；電機(jī)控制芯片U1的VIN腳、GND腳分別接電壓VIN及接地，電壓VIN經(jīng)電容C13接地，電機(jī)控制芯片U1的P1腳、N1腳分別和場(chǎng)效應(yīng)管Q2、場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極接電壓VIN，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極和電機(jī)控制芯片U1的CS+腳相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極及場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極均和無(wú)刷直流電機(jī)的一端相連；電機(jī)控制芯片U1的P2腳、N2腳分別和場(chǎng)效應(yīng)管Q4、場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極接電壓VIN，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極和電機(jī)控制芯片U1的CS+腳相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極及場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極均和無(wú)刷直流電機(jī)的另一端相連；電機(jī)控制芯片U1的CS+腳經(jīng)電阻R16和電機(jī)控制芯片U1的CS-腳相連，電機(jī)控制芯片U1的CS-腳接地。電機(jī)控制單元采用專用芯片實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)速度控制，直接驅(qū)動(dòng)MOSFET管，超前角設(shè)置，轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出，具有欠壓保護(hù)、逐周期保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等特點(diǎn)。本實(shí)用新型簡(jiǎn)化電路，便于維修，精度高，可靠性高。

作為優(yōu)選，所述的溫控單元包括所述的溫度傳感器、差動(dòng)放大單元和繼電器J，溫度傳感器的輸出端和差動(dòng)放大單元的輸入端相連，差動(dòng)放大單元的輸出端和繼電器J的驅(qū)動(dòng)端相連，繼電器J的常閉開(kāi)關(guān)K1串聯(lián)在所述的電機(jī)控制單元和無(wú)刷直流電機(jī)的連接回路中。溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)溫度，測(cè)得的溫度值經(jīng)差動(dòng)放大單元放大和處理，輸出一個(gè)控制信號(hào)給繼電器的驅(qū)動(dòng)端，控制繼電器的動(dòng)作。當(dāng)測(cè)得的溫度值超過(guò)某一設(shè)定值時(shí)，繼電器被驅(qū)動(dòng)，常閉開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，導(dǎo)致電機(jī)控制單元和無(wú)刷直流電機(jī)的連接回路為斷路狀態(tài)，電機(jī)立即停止工作，起到過(guò)熱保護(hù)作用。

作為優(yōu)選，所述的溫度傳感器為熱敏電阻RP1，熱敏電阻RP1采用PT100鉑電阻溫度傳感器；所述的差動(dòng)放大單元包括電阻R1～電阻R3、電阻R6～電阻R8、電阻Rf1、電阻Rf2、可變電阻W1～可變電阻W3和運(yùn)放UA、運(yùn)放UB；電阻R1的一端接+5V電壓，電阻R1的另一端經(jīng)可變電阻W1接地，熱敏電阻RP1和可變電阻W1并聯(lián)，電阻R2的一端接+5V電壓，電阻R2的另一端經(jīng)可變電阻W2接地，電阻R3的一端接+5V電壓，電阻R3的另一端經(jīng)可變電阻W3接地，電阻R2和可變電阻W2的連接點(diǎn)經(jīng)電阻R6和運(yùn)放UA的反相輸入端相連，運(yùn)放UA的反相輸入端經(jīng)電阻Rf1和運(yùn)放UA的輸出端相連，電阻R1和可變電阻W1的連接點(diǎn)經(jīng)電阻R7和運(yùn)放UA的同相輸入端相連，運(yùn)放UA的同相輸入端和運(yùn)放UB的同相輸入端相連，電阻R3和可變電阻W3的連接點(diǎn)經(jīng)電阻R8和運(yùn)放UB的反相輸入端相連，運(yùn)放UB的反相輸入端經(jīng)電阻Rf2和運(yùn)放UB的輸出端相連，運(yùn)放UB的輸出端接地，運(yùn)放UA的輸出端和所述的繼電器J的驅(qū)動(dòng)端相連。PT100鉑電阻溫度傳感器，在溫度為-50度到600度的范圍內(nèi)具有線性度好、穩(wěn)定性高、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，理論上能測(cè)到-200度到660度的溫度值。電阻R1～電阻R3、熱敏電阻RP1和可變電阻W1～可變電阻W3構(gòu)成測(cè)量電橋，當(dāng)熱敏電阻RP1的電阻值和可變電阻W2的電阻值不相等時(shí)，測(cè)量電橋輸出一個(gè)mV級(jí)的壓差信號(hào)，這個(gè)壓差信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)放UA放大后輸出一個(gè)期望大小的電壓信號(hào)，再由這個(gè)電壓信號(hào)控制是否驅(qū)動(dòng)繼電器。當(dāng)熱敏電阻RP1感測(cè)的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)置的溫度值時(shí)，運(yùn)放UA和運(yùn)放UB構(gòu)成的兩個(gè)電壓比較器輸出高電平，繼電器被驅(qū)動(dòng)，常閉開(kāi)關(guān)K1斷開(kāi)，導(dǎo)致電機(jī)失電而停止工作，起到過(guò)熱保護(hù)作用。

作為優(yōu)選，所述的溫控單元包括由發(fā)光二極管LED2和發(fā)光二極管LED3構(gòu)成的狀態(tài)指示燈單元，運(yùn)放UA的輸出端經(jīng)電阻R5和發(fā)光二極管LED3的正極相連，發(fā)光二極管LED3的負(fù)極接地，運(yùn)放UB的輸出端經(jīng)電阻R4和發(fā)光二極管LED2的正極相連，發(fā)光二極管LED2的負(fù)極接地。運(yùn)放UA的輸出端為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)繼電器，同時(shí)點(diǎn)亮發(fā)光二極管LED3，提醒人們電機(jī)已因過(guò)熱而停止工作。運(yùn)放UB的輸出端為高電平時(shí)，點(diǎn)亮發(fā)光二極管LED2。

作為優(yōu)選，所述的溫控單元包括三極管Q1和電阻RJ，所述的差動(dòng)放大單元的輸出端經(jīng)電阻RJ和三極管Q1的基極相連，三極管Q1的集電極接電壓+5V，三極管Q1的發(fā)射極和繼電器J的驅(qū)動(dòng)正極相連，繼電器J的驅(qū)動(dòng)負(fù)極接地，繼電器J的常閉開(kāi)關(guān)K1串聯(lián)在所述的電機(jī)控制單元和無(wú)刷直流電機(jī)的連接回路中，繼電器J的常開(kāi)觸點(diǎn)K2懸空。當(dāng)運(yùn)放UA的輸出端為高電平時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，繼電器J被驅(qū)動(dòng)，繼電器J的常閉開(kāi)關(guān)K1斷開(kāi)，繼電器J的公共端和常開(kāi)觸點(diǎn)K2吸合，導(dǎo)致電機(jī)失電而停止工作，起到過(guò)熱保護(hù)作用。

作為優(yōu)選，所述的PWM調(diào)速單元包括單片機(jī)及其外圍電路，單片機(jī)采用AT89C51單片機(jī)，單片機(jī)的PWM脈沖波輸出腳和所述的電機(jī)控制單元相連。AT89C51單片機(jī)自帶PWM模塊，能輸出PWM脈沖波，輸送給電機(jī)控制單元，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的PWM調(diào)速控制。當(dāng)然PWM調(diào)速單元也能采用其它能產(chǎn)生PWM信號(hào)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，或者自帶PWM模塊的DSP信號(hào)處理單元實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型的有益效果是：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)速度控制，直接驅(qū)動(dòng)MOSFET管，具有欠壓保護(hù)、逐周期保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)等特點(diǎn)，功能較多，可靠性高，便于維修和維護(hù)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型中溫控單元的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是本實(shí)用新型中電機(jī)控制單元的一種電路原理圖。

圖4是本實(shí)用新型中溫控單元的一種電路原理圖。

圖中1.電機(jī)控制單元，2.PWM調(diào)速單元，3.溫控單元，4.電源單元，5.無(wú)刷直流電機(jī)，6.溫度傳感器，7.差動(dòng)放大單元，8.狀態(tài)指示燈單元。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

實(shí)施例：本實(shí)施例的無(wú)刷直流電機(jī)多功能控制器，如圖1、圖2所示，包括電機(jī)控制單元1、PWM調(diào)速單元2、溫控單元3和為整個(gè)控制器提供工作電壓的電源單元4，PWM調(diào)速單元2和電機(jī)控制單元1相連，電機(jī)控制單元1和無(wú)刷直流電機(jī)5相連，溫控單元3包括溫度傳感器6、差動(dòng)放大單元7、繼電器J和狀態(tài)指示燈單元8，溫度傳感器6安裝在無(wú)刷直流電機(jī)5上，溫度傳感器6的輸出端和差動(dòng)放大單元7的輸入端相連，差動(dòng)放大單元7的輸出端分別和繼電器J的驅(qū)動(dòng)端、狀態(tài)指示燈單元8的控制端相連，繼電器J的常閉開(kāi)關(guān)K1串聯(lián)在電機(jī)控制單元1和無(wú)刷直流電機(jī)5的連接回路中。

本實(shí)施例中，PWM調(diào)速單元2包括單片機(jī)及其外圍電路，單片機(jī)采用AT89C51單片機(jī)；電機(jī)控制單元1包括電機(jī)控制芯片U1，電機(jī)控制芯片U1采用BP6118電機(jī)控制芯片。如圖3所示，電機(jī)控制芯片U1的HA+腳、HA-腳分別和霍爾傳感器HALL的兩個(gè)輸出腳相連，霍爾傳感器HALL的另外兩個(gè)管腳分別接電阻R15及接地，電阻R15的另一端接電壓VDD，電壓VDD經(jīng)電容C14接地，電機(jī)控制芯片U1的FG腳經(jīng)電阻R14接電壓VDD，電機(jī)控制芯片U1的nFault腳經(jīng)電阻R13接電壓VDD；電機(jī)控制芯片U1的VDD腳，一路接電壓VDD，另一路經(jīng)電阻R11和電阻R12接地，電阻R11和電阻R12的連接點(diǎn)和電機(jī)控制芯片U1的LA腳相連，電機(jī)控制芯片U1的LA腳經(jīng)電容C11接地，電機(jī)控制芯片U1的Fi1ter腳經(jīng)電容C12接地，電機(jī)控制芯片U1的PWM腳和AT89C51單片機(jī)的PWM脈沖波輸出腳相連；電機(jī)控制芯片U1的VIN腳、GND腳分別接電壓VIN及接地，電壓VIN經(jīng)電容C13接地，電機(jī)控制芯片U1的P1腳、N1腳分別和場(chǎng)效應(yīng)管Q2、場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極接電壓VIN，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極和電機(jī)控制芯片U1的CS+腳相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極及場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極均和繼電器J的常閉開(kāi)關(guān)K1的一端相連，常閉開(kāi)關(guān)K1的另一端和無(wú)刷直流電機(jī)5的一端相連；電機(jī)控制芯片U1的P2腳、N2腳分別和場(chǎng)效應(yīng)管Q4、場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極接電壓VIN，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極和電機(jī)控制芯片U1的CS+腳相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極及場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極均和無(wú)刷直流電機(jī)5的另一端相連；電機(jī)控制芯片U1的CS+腳經(jīng)電阻R16和電機(jī)控制芯片U1的CS-腳相連，電機(jī)控制芯片U1的CS-腳接地。

如圖4所示，溫控單元3中，溫度傳感器6為熱敏電阻RP1，熱敏電阻RP1采用PT100鉑電阻溫度傳感器；差動(dòng)放大單元7包括電阻R1～電阻R3、電阻R6～電阻R8、電阻Rf1、電阻Rf2、可變電阻W1～可變電阻W3和運(yùn)放UA、運(yùn)放UB；狀態(tài)指示燈單元8包括發(fā)光二極管LED2和發(fā)光二極管LED3。電阻R1的一端接+5V電壓，電阻R1的另一端經(jīng)可變電阻W1接地，熱敏電阻RP1和可變電阻W1并聯(lián)，電阻R2的一端接+5V電壓，電阻R2的另一端經(jīng)可變電阻W2接地，電阻R3的一端接+5V電壓，電阻R3的另一端經(jīng)可變電阻W3接地，電阻R2和可變電阻W2的連接點(diǎn)經(jīng)電阻R6和運(yùn)放UA的反相輸入端相連，運(yùn)放UA的反相輸入端經(jīng)電阻Rf1和運(yùn)放UA的輸出端相連，電阻R1和可變電阻W1的連接點(diǎn)經(jīng)電阻R7和運(yùn)放UA的同相輸入端相連，運(yùn)放UA的同相輸入端和運(yùn)放UB的同相輸入端相連，電阻R3和可變電阻W3的連接點(diǎn)經(jīng)電阻R8和運(yùn)放UB的反相輸入端相連，運(yùn)放UB的反相輸入端經(jīng)電阻Rf2和運(yùn)放UB的輸出端相連，運(yùn)放UB的輸出端經(jīng)電阻R4和發(fā)光二極管LED2的正極相連，發(fā)光二極管LED2的負(fù)極接地，運(yùn)放UA的輸出端經(jīng)電阻RJ和三極管Q1的基極相連，三極管Q1的集電極接電壓+5V，三極管Q1的發(fā)射極和繼電器J的驅(qū)動(dòng)正極相連，繼電器J的驅(qū)動(dòng)負(fù)極接地，繼電器J的常閉開(kāi)關(guān)K1串聯(lián)在電機(jī)控制單元1和無(wú)刷直流電機(jī)5的連接回路中，繼電器J的常開(kāi)觸點(diǎn)K2懸空，運(yùn)放UA的輸出端還經(jīng)電阻R5和發(fā)光二極管LED3的正極相連，發(fā)光二極管LED3的負(fù)極接地。

AT89C51單片機(jī)自帶PWM模塊，能輸出PWM脈沖波，輸送給電機(jī)控制芯片，經(jīng)電機(jī)控制芯片處理，輸出信號(hào)給四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，再由四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管控制無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。溫控單元中，電阻R1～電阻R3、熱敏電阻RP1和可變電阻W1～可變電阻W3構(gòu)成測(cè)量電橋，當(dāng)熱敏電阻RP1的電阻值和可變電阻W2的電阻值不相等時(shí)，測(cè)量電橋輸出一個(gè)mV級(jí)的壓差信號(hào)，這個(gè)壓差信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)放UA放大后輸出一個(gè)期望大小的電壓信號(hào)，再由這個(gè)電壓信號(hào)控制是否驅(qū)動(dòng)繼電器。當(dāng)熱敏電阻RP1感測(cè)的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)置的溫度值時(shí)，運(yùn)放UA和運(yùn)放UB構(gòu)成的兩個(gè)電壓比較器輸出高電平，繼電器被驅(qū)動(dòng)，發(fā)光二極管LED2和發(fā)光二極管LED3點(diǎn)亮，繼電器的常閉開(kāi)關(guān)K1斷開(kāi)，導(dǎo)致電機(jī)失電而停止工作，起到過(guò)熱過(guò)溫保護(hù)作用。

本實(shí)用新型的主要電路采用集電電路實(shí)現(xiàn)，故電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修和維護(hù)，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)閉環(huán)速度控制，直接驅(qū)動(dòng)MOSFET管，具有欠壓保護(hù)、逐周期保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)等特點(diǎn)，功能較多，可靠性高。