一种新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电机控制技术领域，具体涉及一种新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路，本实用新型包括：第一输入电路和第二输入电路，所述第一输入电路和第二输入电路上分别连接有第一运算放大器和第二运算放大器；第一、第二运算放大器的输出端分别接入选择开关的第一接口和第二接口；选择开关根据控制信号对第一接口或第二接口进行选择导通，所述选择开关的输出端与比较器的同相输入端连接，所述比较器的反相输入端与主控制器连接，用于获取主控制器所发送的预定信号值，所述比较器的输出端对信号进行输出。本实用新型其电路结构简单，电路生产成本较低，而对反电动势的检测准确，利于在市场上的推广。
【专利说明】
一种新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电机控制技术领域，具体涉及一种新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路。
【背景技术】
[0002]现有的无刷直流电机按照绕组相数可以将其分为两大类:单相直流无刷电机和多相直流无刷电机;而单相直流无刷电机因其控制成本低、制造简单，使其广泛的应用于众多领域中。而单相直流无刷直流电机的无位置传感器控制方式更能体现其技术的优势，但在现有技术中，对于无刷直流电机的无位置传感器控制系统，其对反电动势过零点的检测，往往需要利用到较为复杂的电路，其电路的生产成本较高，且其对反电动势的检测也并不准确。
【发明内容】
[0003]为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0005]本实用新型是一种新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路，其与电机相连接，包括:第一输入电路和第二输入电路，所述第一、第二输入电路中均设有第一通道和第二通道，每个所述第一通道均与电机相线的第一端相接，且每个所述第二通道均与电机相线的第二端相接；
[0006]所述第一输入电路和第二输入电路上分别连接有第一运算放大器和第二运算放大器;所述第一运算放大器的同相输入端与第一输入电路的第一通道相连接，所述第一运算放大器的反相输入端与第一输入电路的第二通道相连接;所述第二运算放大器的同相输入端与第二输入电路的第二通道相连接，所述第二运算放大器的反相输入端与第二输入电路的第一通道相连接，且第一、第二运算放大器的输出端分别接入选择开关的第一接口和第二接口 ；
[0007]所述选择开关上设有控制信号接口，所述控制信号接口用于接收控制信号，且选择开关根据控制信号对第一接口或第二接口进行选择导通，所述选择开关的输出端与比较器的同相输入端连接，所述比较器的反相输入端与主控制器连接，用于获取主控制器所发送的预定信号值，所述比较器的输出端对信号进行输出。
[0008]进一步，所述第一、第二运算放大器和比较器的输出端上均接有分压电路。
[0009]进一步，所述第一、第二运算放大器均为减法器。
[0010]进一步，所述第一输入电路包括:第一电阻，第三电阻；所述第一电阻设置于第一通道中，且该第一电阻的第一端与所述电机相线的第一端相连接，该第一电阻的第二端接地且并联有第二电阻，所述第一运算放大器的同相输入端与第一电阻的第二端相连接；
[0011]所述第三电阻设置于第二通道中，且该第三电阻的第一端与所述电机相线的第二端相连接，该第三电阻的第二端串联有第四电阻，且第三电阻的第二端同时也接入第一运算放大器的反相输入端，所述第四电阻的另一端接入到第一运算放大器的输出端上。
[0012]进一步，所述第二输入电路包括:第五电阻，第七电阻；所述第五电阻设置于第二通道中，且该第五电阻的第一端与所述电机相线的第二端相连接，该第五电阻的第二端接地且并联有第六电阻，所述第二运算放大器的同相输入端与第五电阻的第二端相连接；
[0013]所述第七电阻设置于第一通道中，且该第七电阻的第一端与所述电机相线的第一端相连接，该第七电阻的第二端串联有第八电阻，且第七电阻的第二端同时也接入第二运算放大器的反相输入端，所述第八电阻的另一端接入到第二运算放大器的输出端上。
[0014]进一步，所述分压电路包括:与第一、第二运算放大器或比较器的输出端相接的第九电阻，所述第九电阻的输出端接地且并联有第十电阻和第一电容。
[0015]本实用新型其电路结构简单，电路生产成本较低，而对反电动势的检测准确，利于在市场上的推广。
【附图说明】
[0016]为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作详细描述。
[0017]图1为本实用新型的电路结构不意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019]请参阅图1，本实用新型是新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路，其与电机相连接，包括:第一输入电路和第二输入电路，所述第一输入电路中设有第一通道U-phase和第二通道V-phase，所述第二输入电路中也设有第一通道U-phase和第二通道V-phase，每个所述第一通道U-phase均与电机相线的第一端相接，其用于获取其电机相线第一端上的电机信号;且每个所述第二通道V-phase均与电机相线的第二端相接，其用于获取其电机相线第二端上的电机信号；
[0020]所述第一输入电路和第二输入电路上分别连接有第一运算放大器IC9A和第二运算放大器IC9B ;所述第一运算放大器IC9A的同相输入端与第一输入电路的第一通道U-phase相连接，所述第一运算放大器IC9A的反相输入端与第一输入电路的第二通道V-phase相连接;所述第一输入电路中的两路所述电机信号通过所述第一运算放大器IC9A后得到一个相位差值，所述第二运算放大器IC9B的同相输入端与第二输入电路的第二通道V-phase相连接，所述第二运算放大器IC9B的反相输入端与第二输入电路的第一通道U-phase相连接，所述第二输入电路中的两路所述电机信号通过所述第二运算放大器IC9B后得到另一个相位差值，且第一、第二运算放大器IC9A、IC9B的输出端分别接入选择开关IC8的第一接口NO和第二接口 NC;
[0021]所述选择开关IC8上设有控制信号接口，所述控制信号接口用于接收控制信号EN，且选择开关IC8根据控制信号对第一接口 NO或第二接口 NC进行选择导通，当EN=I时，NO与COM连接一起；当EN=O时，NC与COM连接一起。选择开关IC8的I脚接第一电容C38;选择开关IC8的2脚接GND;选择开关IC8的3脚接第一电容C49;选择开关IC8的4脚接对GND连接电容C37;选择开关IC8的5脚接电源VCCl以及对GND连接电容C14;选择开关IC8的6脚接主控制器MCU的一个端口 EN;
[0022]所述选择开关IC8的输出端COM与比较器IC12的同相输入端连接，即每次只有一个由第一运算放大器IC9A或第二运算放大器IC9B所输出的相位差值输入至比较器IC12中，与预定信号值进行比较，所述比较器IC12的反相输入端与主控制器连接，用于获取主控制器所发送的预定信号值，所述比较器IC12的输出端对信号进行输出；所述比较器IC12的输出端所输出的为反映反电动势过零信息的电平信号;通过检测所输出电平信号的高、低电平来确定反电动势过零的信号，且比较器IC12的输出端可以用于自检是否器件的损坏。比较器IC12的3脚接选择开关IC8的4脚;比较器IC12的4脚接对GND并联电容C9以及串联电阻R5，电阻R5的另一端接主控制器MCU的端口 DAC ；比较器IC12的I脚串联第九电阻R65，第九电阻R65的另一端对GND并联第十电阻R68和第一电容C41。较器IC12的5脚接电源VCCl以及对GND并联电容C20;比较器I Cl 2的2脚接GND。
[0023]进一步，所述第一、第二运算放大器IC9A、IC9B和比较器IC12的输出端上均接有分压电路。
[0024]进一步，所述第一、第二运算放大器IC9A、IC9B均为减法器。第一运算放大器IC9A的I脚串联电阻R64，电阻R64对GND并联电阻R66和电容C38;第一运算放大器IC9A的8脚接电源VCC以及对GND接电容C18;第一运算放大器IC9A的4脚接GND;
[0025]进一步，所述第一输入电路包括:第一电阻R26，第三电阻R67;所述第一电阻R26设置于第一通道U-phase中，且该第一电阻R26的第一端与所述电机相线的第一端相连接，该第一电阻R26的第二端接地且并联有第二电阻R73，所述第一运算放大器IC9A的同相输入端与第一电阻R26的第二端相连接；
[0026]所述第三电阻R67设置于第二通道V-phase中，且该第三电阻R67的第一端与所述电机相线的第二端相连接，该第三电阻R67的第二端串联有第四电阻R25，且第三电阻R67的第二端同时也接入第一运算放大器IC9A的反相输入端，所述第四电阻R25的另一端接入到第一运算放大器IC9A的输出端上。
[0027]进一步，所述第二输入电路包括:第五电阻R77，第七电阻R81;所述第五电阻R77设置于第二通道V-phase中，且该第五电阻R77的第一端与所述电机相线的第二端相连接，该第五电阻R77的第二端接地且并联有第六电阻R83，所述第二运算放大器IC9B的同相输入端与第五电阻R77的第二端相连接；
[0028]所述第七电阻R81设置于第一通道U-phase中，且该第七电阻R81的第一端与所述电机相线的第一端相连接，该第七电阻R81的第二端串联有第八电阻R74，且第七电阻R81的第二端同时也接入第二运算放大器IC9B的反相输入端，所述第八电阻R74的另一端接入到第二运算放大器IC9B的输出端上。
[0029]进一步，所述分压电路包括:与第一、第二运算放大器IC9A、IC9B或比较器IC12的输出端相接的第九电阻R64、R78、R65，所述第九电阻R64、R78、R65的输出端接地且并联有第十电阻1?66、1?80、1?68和第一电容038、049、041。
[0030]本实用新型其电路工作原理是:
[0031]随着电机的转动，其相线的第一、第二端均会产生不同的电机信号；1.当需要采集第一输入电路上的电机信号时，U-phase和V-phase同时与第一运算放大器IC9A连接。两个相线的反电动势信号通过第一运算放大器IC9A做一个减法器，由于两者的反电动势信号有相位超前或者相位滞后，这样两个反电动势信号相减就会有一个相位差，相位差的差值可能比较大，所以需要通过分压电路来分压，使得分压后的值在VCCl的范围以内。然后通过选择开关IC8来选择通道，将其把选择开关IC8的I脚和4脚连接，此时主控制器MCU将会DAC设定一个值，这个值会与相位差值相减之后，再作比较，比较后得出的波形为高、低电平信号。同时规定U-phas e为正向的方向。其中U-phas e和V_phas e是反电动势的波形。
[0032]当需要采集第二输入电路上的电机信号时，V_phase和U-phase同时与第二运算放大器IC9B连接。两个相线的反电动势信号通过运算放大器做一个减法器，由于两者的反电动势信号有相位超前或者相位滞后，这样两个反电动势信号相减就会有一个相位差，相位差的差值可能比较大，所以需要通过分压电路来分压，使得分压后的值在VCCl的范围以内。然后通过选择开关IC8来选择通道，将其把选择开关IC8的3脚和4脚连接，此时主控制器MCU将会DAC设定一个值，这个值会与两个反电动势过零信号相减之后，再比较，比较后得出的波形为高、低电平信号。此时规定V-phase为正向的方向。其中U-phase和V-phase是反电动势的波形。
[0033]经过上述两次采集处理后，比较器IC12将依次输出两组高、低电平信号，然后对两组高、低电平信号进行处理得到相应的反电动势过零检测信息。
[0034]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路，其与电机相连接，其特征在于，包括:第一输入电路和第二输入电路，所述第一、第二输入电路中均设有第一通道和第二通道，每个所述第一通道均与电机相线的第一端相接，且每个所述第二通道均与电机相线的第二端相接； 所述第一输入电路和第二输入电路上分别连接有第一运算放大器和第二运算放大器；所述第一运算放大器的同相输入端与第一输入电路的第一通道相连接，所述第一运算放大器的反相输入端与第一输入电路的第二通道相连接;所述第二运算放大器的同相输入端与第二输入电路的第二通道相连接，所述第二运算放大器的反相输入端与第二输入电路的第一通道相连接，且第一、第二运算放大器的输出端分别接入选择开关的第一接口和第二接P； 所述选择开关上设有控制信号接口，所述控制信号接口用于接收控制信号，且选择开关根据控制信号对第一接口或第二接口进行选择导通，所述选择开关的输出端与比较器的同相输入端连接，所述比较器的反相输入端与主控制器连接，用于获取主控制器所发送的预定信号值，所述比较器的输出端对信号进行输出。2.根据权利要求1所述的新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路，其特征在于，所述第一、第二运算放大器和比较器的输出端上均接有分压电路。3.根据权利要求2所述的新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路，其特征在于，所述第一、第二运算放大器均为减法器。4.根据权利要求3所述的新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路，其特征在于，所述第一输入电路包括:第一电阻，第三电阻;所述第一电阻设置于第一通道中，且该第一电阻的第一端与所述电机相线的第一端相连接，该第一电阻的第二端接地且并联有第二电阻，所述第一运算放大器的同相输入端与第一电阻的第二端相连接； 所述第三电阻设置于第二通道中，且该第三电阻的第一端与所述电机相线的第二端相连接，该第三电阻的第二端串联有第四电阻，且第三电阻的第二端同时也接入第一运算放大器的反相输入端，所述第四电阻的另一端接入到第一运算放大器的输出端上。5.根据权利要求4所述的新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路，其特征在于，所述第二输入电路包括:第五电阻，第七电阻;所述第五电阻设置于第二通道中，且该第五电阻的第一端与所述电机相线的第二端相连接，该第五电阻的第二端接地且并联有第六电阻，所述第二运算放大器的同相输入端与第五电阻的第二端相连接； 所述第七电阻设置于第一通道中，且该第七电阻的第一端与所述电机相线的第一端相连接，该第七电阻的第二端串联有第八电阻，且第七电阻的第二端同时也接入第二运算放大器的反相输入端，所述第八电阻的另一端接入到第二运算放大器的输出端上。6.根据权利要求5所述的新型单相直流无刷电机反电动势过零检测电路，其特征在于，所述分压电路包括:与第一、第二运算放大器或比较器的输出端相接的第九电阻，所述第九电阻的输出端接地且并联有第十电阻和第一电容。
【文档编号】H02P6/182GK205647311SQ201620301055
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】吴正华, 章朋, 龚宇, 刘磊
【申请人】深圳市高科润电子有限公司