一种无刷电机霍尔信号检测电路和电机驱动器的制造方法
专利名称:一种无刷电机霍尔信号检测电路和电机驱动器的制造方法
【专利摘要】一种无刷电机霍尔信号检测电路和电机驱动器，所述电路包括：三个接入器件，分别与三个输出电机转子霍尔信号的GPIO连接，三个所述接入器件的输出端共接；第一分压电阻；开关管，所述开关管的控制端接三个所述接入器件的输出端，所述开关管的输出端接地，所述开关管的输入端通过所述第一分压电阻接电源，并作为所述电路的输出端；分压模块，一端接三个所述接入器件的输出端，另一端接地。以硬件电路实现霍尔信号逻辑运算，以三个普通GPIO和一个中断GPIO实现霍尔信号检测，节省了大量处理器接口资源，同时也大大降低了驱动系统的成本。
【专利说明】
一种无刷电机霍尔信号检测电路和电机驱动器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电机领域，特别是涉及一种无刷电机霍尔信号检测电路和电机驱 动器。
【背景技术】
[0002] 在无刷电机控制中，需要对霍尔信号进行检测判断转子位置，实现换向和速度识 别。
[0003] 通常有一下几种方法：（l)PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)捕获，需 占用3个Cap ture GP10 (捕获通用输入/输出接口）。（2)外部中断，需占用3个定时器中断。
[3] 普通GPI0口查询，即每间隔一段时间查询一次霍尔状态，但是，受查询间隔和信号频率 限制。信号频率越高，要求查询越快，每个周期的高低电平要求至少查询一次，否则会丢失 脉冲。
[0004] P丽捕获和外部中断均需占用大量MCU资源，查询方式则占用主程序时间，也存在 丢失脉冲可能性。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型目的在于提供一种成本低的、节省接口的资源无刷电机霍尔信号检测 电路。
[0006] 本实用新型提供了一种无刷电机霍尔信号检测电路，所述电路包括：
[0007] 三个接入器件，分别与三个输出电机转子霍尔信号的GPI0连接，三个所述接入器 件的输出端共接；
[0008] 第一分压电阻；
[0009] 开关管，所述开关管的控制端接三个所述接入器件的输出端，所述开关管的输出 端接地，所述开关管的输入端通过所述第一分压电阻接电源，并作为所述电路的输出端；
[0010] 分压模块，一端接三个所述接入器件的输出端，另一端接地。
[0011] 进一步地，所述接入器件为电阻器，三个所述接入器件的阻值相等。
[0012] 进一步地，所述开关管为NPN型三极管，所述开关管的控制端、输入端和输出端分 别为NPN型三极管的基极、集电极和发射极。
[0013] 进一步地，所述分压模块包括下拉电阻，所述下拉电阻的一端接三个所述接入器 件的输出端，另一端接地。
[0014] 进一步地，还包括一控制器，所述控制器接所述开关管的输入端，根据所述开关管 的输入端的电平得出所述电机的转子位置及当前电机转速。
[0015] 本实用新型还提供了一种电机驱动器，包括上述的无刷电机霍尔信号检测电路。
[0016] 上述的无刷电机霍尔信号检测电路以硬件电路实现霍尔信号逻辑运算，以三个普 通GPI0和一个中断GPI0实现霍尔信号检测，节省了大量处理器接口资源，同时也大大降低 了驱动系统的成本。
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型较佳实施例中无刷电机霍尔信号检测电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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，本实用新型较佳实施例中无刷电机霍尔信号检测电路可以用于电机 驱动器，所述电路包括:三个接入器件、第一分压电阻、开关管及分压模块。
[0020] 三个接入器件11分别与三个输出电机转子霍尔信号的GPI0(Ha、Hb、Hc)连接(霍尔 信号Ha、Hb、He可以前端芯片的输出），三个所述接入器件11的输出端共接;开关管Q1的控制 端接三个所述接入器件11的输出端，所述开关管Q1的输出端接地，所述开关管Q1的输入端 通过所述第一分压电阻R1接电源vec，并作为所述电路的输出端CAP_S;分压模块12-端接 三个所述接入器件11的输出端，另一端接地。
[0021] 本实施例中，接入器件11为电阻器，三个所述接入器件11的阻值相等。在其他实施 方式中，接入器件11可以是二极管，二极管的阳极作为输入端，阴极作为输出端。
[0022]开关管Q1为NPN型三极管，所述开关管Q1的控制端、输入端和输出端分别为NPN型 三极管的基极、集电极和发射极。在其他实施方式中，开关管Q1可以为IGBT。
[0023]分压模块12包括下拉电阻R2,所述下拉电阻R2的一端接三个所述接入器件11的输 出端，另一端接地。下拉电阻R2让NPN型三极管的栅极下拉维持系统工作稳定，不会有未知 电平。
[0024] 进一步地，无刷电机霍尔信号检测电路还包括一控制器13,所述控制器13的中断 接口接所述开关管Q1的输入端，根据所述开关管Q1的输入端电平得出所述电机的 转子位置及当前电机转速。控制器13可以为单片机或DSP(数字信号处理器）。
[0025] 示例:无刷电机三路霍尔信号组合后以十六进制进行排序，当电机顺时针运行时 霍尔输出信号顺序为:1、3、2、6、4、5。输出信号如下：
[0028] 电机顺时针运行时，每次出现霍尔跳变，CAP_SA电压即出现一次跳变。电机逆时 针运行亦是如此。只需将CAP_S点引入中断中，每次中断发生时进行计数并用三个普通GPI0 读取霍尔信号即可判断出转子位置，对中断计数判断频率即可计算当前电机转速。
[0029] 当电机逆时针运行时，霍尔输出信号顺序与顺时针相反，上述判断亦成立。
[0030] 本方案以硬件电路对霍尔信号进行处理，以1路外部中断和三个GPI0实现霍尔信 号的检测，节省了大量MCU资源，降低了系统成本，稳定可靠。
[0031] 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. 一种无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，所述电路包括： 三个接入器件，分别与三个输出电机转子霍尔信号的GPIO连接，三个所述接入器件的 输出端共接； 第一分压电阻； 开关管，所述开关管的控制端接三个所述接入器件的输出端，所述开关管的输出端接 地，所述开关管的输入端通过所述第一分压电阻接电源，并作为所述电路的输出端； 分压模块，一端接三个所述接入器件的输出端，另一端接地。2. 如权利要求1所述的无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，所述接入器件为电阻 器，三个所述接入器件的阻值相等。3. 如权利要求1所述的无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，所述开关管为NPN型 三极管，所述开关管的控制端、输入端和输出端分别为NPN型三极管的基极、集电极和发射 极。4. 如权利要求1所述的无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，所述分压模块包括下 拉电阻，所述下拉电阻的一端接三个所述接入器件的输出端，另一端接地。5. 如权利要求1所述的无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，还包括一控制器，所 述控制器接所述开关管的输入端，根据所述开关管的输入端的电平得出所述电机的转子位 置及当前电机转速。6. -种电机驱动器，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的无刷电机霍尔信号 检测电路。
【文档编号】H02P6/17GK205725539SQ201620390696
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】熊青山
【申请人】深圳市智创电机有限公司
【专利摘要】一种无刷电机霍尔信号检测电路和电机驱动器，所述电路包括：三个接入器件，分别与三个输出电机转子霍尔信号的GPIO连接，三个所述接入器件的输出端共接；第一分压电阻；开关管，所述开关管的控制端接三个所述接入器件的输出端，所述开关管的输出端接地，所述开关管的输入端通过所述第一分压电阻接电源，并作为所述电路的输出端；分压模块，一端接三个所述接入器件的输出端，另一端接地。以硬件电路实现霍尔信号逻辑运算，以三个普通GPIO和一个中断GPIO实现霍尔信号检测，节省了大量处理器接口资源，同时也大大降低了驱动系统的成本。
【专利说明】
一种无刷电机霍尔信号检测电路和电机驱动器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电机领域，特别是涉及一种无刷电机霍尔信号检测电路和电机驱 动器。
【背景技术】
[0002] 在无刷电机控制中，需要对霍尔信号进行检测判断转子位置，实现换向和速度识 别。
[0003] 通常有一下几种方法：（l)PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)捕获，需 占用3个Cap ture GP10 (捕获通用输入/输出接口）。（2)外部中断，需占用3个定时器中断。
[3] 普通GPI0口查询，即每间隔一段时间查询一次霍尔状态，但是，受查询间隔和信号频率 限制。信号频率越高，要求查询越快，每个周期的高低电平要求至少查询一次，否则会丢失 脉冲。
[0004] P丽捕获和外部中断均需占用大量MCU资源，查询方式则占用主程序时间，也存在 丢失脉冲可能性。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型目的在于提供一种成本低的、节省接口的资源无刷电机霍尔信号检测 电路。
[0006] 本实用新型提供了一种无刷电机霍尔信号检测电路，所述电路包括：
[0007] 三个接入器件，分别与三个输出电机转子霍尔信号的GPI0连接，三个所述接入器 件的输出端共接；
[0008] 第一分压电阻；
[0009] 开关管，所述开关管的控制端接三个所述接入器件的输出端，所述开关管的输出 端接地，所述开关管的输入端通过所述第一分压电阻接电源，并作为所述电路的输出端；
[0010] 分压模块，一端接三个所述接入器件的输出端，另一端接地。
[0011] 进一步地，所述接入器件为电阻器，三个所述接入器件的阻值相等。
[0012] 进一步地，所述开关管为NPN型三极管，所述开关管的控制端、输入端和输出端分 别为NPN型三极管的基极、集电极和发射极。
[0013] 进一步地，所述分压模块包括下拉电阻，所述下拉电阻的一端接三个所述接入器 件的输出端，另一端接地。
[0014] 进一步地，还包括一控制器，所述控制器接所述开关管的输入端，根据所述开关管 的输入端的电平得出所述电机的转子位置及当前电机转速。
[0015] 本实用新型还提供了一种电机驱动器，包括上述的无刷电机霍尔信号检测电路。
[0016] 上述的无刷电机霍尔信号检测电路以硬件电路实现霍尔信号逻辑运算，以三个普 通GPI0和一个中断GPI0实现霍尔信号检测，节省了大量处理器接口资源，同时也大大降低 了驱动系统的成本。
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型较佳实施例中无刷电机霍尔信号检测电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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，本实用新型较佳实施例中无刷电机霍尔信号检测电路可以用于电机 驱动器，所述电路包括:三个接入器件、第一分压电阻、开关管及分压模块。
[0020] 三个接入器件11分别与三个输出电机转子霍尔信号的GPI0(Ha、Hb、Hc)连接(霍尔 信号Ha、Hb、He可以前端芯片的输出），三个所述接入器件11的输出端共接;开关管Q1的控制 端接三个所述接入器件11的输出端，所述开关管Q1的输出端接地，所述开关管Q1的输入端 通过所述第一分压电阻R1接电源vec，并作为所述电路的输出端CAP_S;分压模块12-端接 三个所述接入器件11的输出端，另一端接地。
[0021] 本实施例中，接入器件11为电阻器，三个所述接入器件11的阻值相等。在其他实施 方式中，接入器件11可以是二极管，二极管的阳极作为输入端，阴极作为输出端。
[0022]开关管Q1为NPN型三极管，所述开关管Q1的控制端、输入端和输出端分别为NPN型 三极管的基极、集电极和发射极。在其他实施方式中，开关管Q1可以为IGBT。
[0023]分压模块12包括下拉电阻R2,所述下拉电阻R2的一端接三个所述接入器件11的输 出端，另一端接地。下拉电阻R2让NPN型三极管的栅极下拉维持系统工作稳定，不会有未知 电平。
[0024] 进一步地，无刷电机霍尔信号检测电路还包括一控制器13,所述控制器13的中断 接口接所述开关管Q1的输入端，根据所述开关管Q1的输入端电平得出所述电机的 转子位置及当前电机转速。控制器13可以为单片机或DSP(数字信号处理器）。
[0025] 示例:无刷电机三路霍尔信号组合后以十六进制进行排序，当电机顺时针运行时 霍尔输出信号顺序为:1、3、2、6、4、5。输出信号如下：
[0028] 电机顺时针运行时，每次出现霍尔跳变，CAP_SA电压即出现一次跳变。电机逆时 针运行亦是如此。只需将CAP_S点引入中断中，每次中断发生时进行计数并用三个普通GPI0 读取霍尔信号即可判断出转子位置，对中断计数判断频率即可计算当前电机转速。
[0029] 当电机逆时针运行时，霍尔输出信号顺序与顺时针相反，上述判断亦成立。
[0030] 本方案以硬件电路对霍尔信号进行处理，以1路外部中断和三个GPI0实现霍尔信 号的检测，节省了大量MCU资源，降低了系统成本，稳定可靠。
[0031] 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. 一种无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，所述电路包括： 三个接入器件，分别与三个输出电机转子霍尔信号的GPIO连接，三个所述接入器件的 输出端共接； 第一分压电阻； 开关管，所述开关管的控制端接三个所述接入器件的输出端，所述开关管的输出端接 地，所述开关管的输入端通过所述第一分压电阻接电源，并作为所述电路的输出端； 分压模块，一端接三个所述接入器件的输出端，另一端接地。2. 如权利要求1所述的无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，所述接入器件为电阻 器，三个所述接入器件的阻值相等。3. 如权利要求1所述的无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，所述开关管为NPN型 三极管，所述开关管的控制端、输入端和输出端分别为NPN型三极管的基极、集电极和发射 极。4. 如权利要求1所述的无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，所述分压模块包括下 拉电阻，所述下拉电阻的一端接三个所述接入器件的输出端，另一端接地。5. 如权利要求1所述的无刷电机霍尔信号检测电路，其特征在于，还包括一控制器，所 述控制器接所述开关管的输入端，根据所述开关管的输入端的电平得出所述电机的转子位 置及当前电机转速。6. -种电机驱动器，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的无刷电机霍尔信号 检测电路。
【文档编号】H02P6/17GK205725539SQ201620390696
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】熊青山
【申请人】深圳市智创电机有限公司
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