一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置的制作方法

本发明涉及直流无刷电机控制技术领域，具体涉及一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置。

背景技术：

无刷直流电动机(BLDC)是近年来随着微处理器技术、新型电力电子器件、新型控制理论的发展而兴起的一种新型直流电机。由于其克服了传统直流电机电刷换向时的一系列问题，并且具有体积小、重量轻、结构简单、维护方便、运行可靠、高效节能、易于控制等一系列优点，已广泛应用于办公自动化设备计算机外围设备仪器仪表和家用电器等领域。

现有技术的无刷直流电动机的控制方案主要采用方波有霍和正弦无霍两种控制方法。方波有霍控制方案会在电机转动时产生很大的噪音，而且将电能转化成动能的效率较低。另外需要在电机内部安装霍尔元件(位置传感器)，电机内部产生的高温会使霍尔(位置传感器)损坏，降低使用寿命较短。正弦无霍(FOC控制)法能够实现降低噪音和提高效率，但是在重负载零速度启动时会失败，主要是此算法在零速度启动时并不能很好的判断出转子准确位置。并且在起步时对矢量的控制还需将转子转到固定的位置才能正常启动。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置，不需要传感器，采用过零检测的方法驱动电机。

为了达到上述目的，本发明的提供一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置，所述直流无刷电机的三相电阻通过H桥电路与32位MCU相连接，所述H桥电路采用6个MOFET管Q1-Q6，其中Q1和Q2为A相上下桥臂的两个开关管、Q3和Q4为B相上下桥臂的两个开关管，Q5和Q6为C相上下桥臂的两个开关管；

其中，A相绕组W的一路连接MOFET管Q1的源极并与电阻R3的一端连接，所述MOFET管Q1的栅极与电阻R5串联之后与MCU的HS3接口相连接，所述电阻R3的另一端与电阻R5相连接，所述电阻R5并联有二极管D1，所述电阻R2和电容C1串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的源极相连接；所述A相绕组W的另一路连接MOFET管Q2的源极并与电阻R4的一端连接，所述MOFET管Q2的栅极与电阻R6串联之后与MCU的LS3接口相连接，所述电阻R4的另一端与电阻R5相连接，所述电阻R6并联有二极管D2，所述电阻R1和电容C2串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的漏极相连接；

B相绕组V的一路连接MOFET管Q3的源极并与电阻R17的一端连接，所述MOFET管Q3的栅极与电阻R25串联之后与MCU的HS2接口相连接，所述电阻R17的另一端与电阻R25相连接，所述电阻R25并联有二极管D7，所述电阻R14和电容C10串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q3的源极相连接；所述B相绕组V的另一路连接MOFET管Q4的源极并与电阻R18的一端连接，所述MOFET管Q4的栅极与电阻R26串联之后与MCU的LS2接口相连接，所述电阻R18的另一端与电阻R26相连接，所述电阻R26并联有二极管D8，所述电阻R13和电容C11串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q4的漏极相连接；

C相绕组U的一路连接MOFET管Q5的源极并与电阻R43的一端连接，所述MOFET管Q5的栅极与电阻R45串联之后与MCU的HS1接口相连接，所述电阻R43的另一端与电阻45相连接，所述电阻R45并联有二极管D10，所述电阻R42和电容C15串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q5的源极相连接；所述C相绕组U的另一路连接MOFET管Q6的源极并与电阻R44的一端连接，所述MOFET管Q6的栅极与电阻R46串联之后与MCU的LS1接口相连接，所述电阻R44的另一端与电阻R46相连接，所述电阻R46并联有二极管D11，所述电阻R41和电容C16串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q6的漏极相连接；

绕组W开关电路，绕组V和绕组U开关电路同时连接有电阻R19和电阻R15，所述电阻R19的另一端串联分别与MCU的IP接口以及电阻R27和MCU的VCC电源接口连接，电阻R15的另一端一路接地，一路与电阻R20连接，电阻R20分别与MCU的IM接口以及电阻R28和MCU的IO接口连接，电阻R15的另一路与电阻R16串联后与电阻R19并联。

进一步的，所述MCU的1号引脚PB6与TX输出连接，2号引脚PB7与RX输出连接，3号引脚PC0与PC0输出连接，4号引脚PC1与PC1输出连接，5号引脚PC2与测试输出TP2连接，6号引脚PC3测量绕组U的反电动势，7号引脚VPP接地，8号引脚PC4测量绕组V的反电动势，9号引脚PC6测量绕组W的反电动势，10号引脚PC6与测试输出TP3连接，11号引脚PC7未连接，12号引脚TMODE一路与TMODE输出连接，另一路与电阻R24连接后接地。

更进一步的，所述MCU的13号引脚NRST与NRST输出串联之后一路与电阻R37和电源VCC接口连接，另一路与电阻R38连接后与19号引脚VIN连接，14号引脚VDCC连接电容C13之后与15号引脚VSS一起接地，16号引脚VDDIO一路与电阻R30连接之后与17号引脚VSEL连接，一路与发光二极管D9连接后接地，一路和电源VCC接口连接，19号引脚VIN与电阻R39连接，20号引脚BUS一路与电容C17连接后，与电阻R39一起接地，一路连接电阻R40之后与LIN输出连接，22号引脚VBATS连接电阻R22和电阻R31之后与24号引脚S连接，23号引脚PGND2接地，24号引脚S另一路与电容C12连接后接地。

更进一步的，所述MCU的25号引脚D3连接二极管D6的负极，26号引脚CH3与HS3连接，27号引脚M3一路与电容C9连接后连接二极管D6的负极，另一路与电阻R21连接后与9号引脚PC6连接，电阻R21连接电阻R34后接地，28号引脚CL3与LS3连接，29号引脚D2连接二极管D5的负极，30号引脚CH2与HS2连接，31号引脚M2，一路与电容C8连接后连接二极管D5的负极，另一路与电阻R22连接后与8号引脚PC4连接，电阻R22连接电阻R35后接地，32号引脚与LS2连接，33号引脚D1连接二极管D4的负极，34号引脚CH1与HS1连接，35号引脚M1一路与电容C7连接后连接二极管D5的负极，另一路与电阻R23连接后与6号引脚PC3连接，电阻R23连接电阻R36后接地，36号引脚CL1与LS1连接。

更进一步的，所述MCU的37号引脚T连接电阻R12后接地，38号引脚PGND1接地，39号引脚一路连接测试输出TP1，一路连接电容C5后接地，另一路连接电阻R7，电阻R7一路连接电阻R10，电阻R10分别与二极管D4的阳极、二极管D5的阳极和二极管D6的阳极连接，电阻R7的另一路连接电阻R8，电阻R8连接发光二极管D3后接地，40号引脚VBAT连接电源供电电路VSUP，41号引脚VDDR连接电容C6后接地，42号引脚VCCP连接电容C4后接地，43号引脚VCC连接VCC电源，44号引脚IP与H桥电路IP接口连接，45号引脚IM与H桥电路IM接口连接，46号引脚IO与H桥电路IO接口连接，47号引脚GND接地，48号引脚P85与与H桥电路IO接口连接，49号接口EP接地。

更进一步的，还包括开关输入电路CON2、开关输入电路CON3、和开关输入电路CON6，所述开关输入电路CON2的1号跳线接口通过LIN接口与MCU的BUS引脚连接，CON2的2号跳线口接地，所述开关输入电路CON3的的1号跳线口通过TX接口与MCU的PB6引脚连接，2号跳线口通过RX接口与MCU的PB7引脚连接，3号跳线口接地，所述开关输入电路CON6的1号跳线口与VCC电源接口连接，2号跳线口与MCU的NRST引脚连接，3号跳线口与MCU的TMODE引脚连接，4号跳线口与MCU的PC0引脚连接，5号跳线口与MCU的PC1引脚连接，6号跳线口接地。

更进一步的，MCU单元实时调节PWM的脉冲宽度，并通过多个采样窗口对反动电势产生的续流电压进行采集，计算出三相电流相位的过零点，从而控制电机能够高效地转动。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1.本发明无需感应器，就能实现过零检测和电机的控制，大大降低了成本。

2.本发明测量精确程度高，集成化程度高。

3.本发明大大简化了设计的复杂性，采用专有芯片保证了电机的顺利启动和运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的MCU的电路布局图；

图2是本发明的H桥电路的电路布局图；

图3是本发明的系统原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全海部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的具体解决方案提供一种基于即时通讯平台的私密信息传输方法，其作用在于根据用户需要隐藏即时通讯客户端的联系人信息、聊天记录、聊天进程，防止了第三人在即时通讯客户端已登录的情况下获取用户的私密信息和聊天记录，保证了即时通讯客户端的隐私性和安全性。

如图3所示为本发明的系统原理图，MCU单元实时调节PWM的脉冲宽度启动三相电机，并通过对反动电势产生的续流电压进行采集，再送入SAR ADC单元进行转换，输入给MCU单元作为控制算法的依据，计算出三相电流相位的过零点，根据多个采样窗口进行平均补偿计算，从而控制电机能够高效地转动。

如图1和图2所示，本发明的提供一种正弦无霍直流无刷电机的控制装置，所述直流无刷电机的三相绕组通过H桥电路与32位MCU相连接，所述H桥电路采用6个MOFET管Q1-Q6，其中Q1和Q2为A相上下桥臂的两个开关管、Q3和Q4为B相上下桥臂的两个开关管，Q5和Q6为C相上下桥臂的两个开关管。

其中，A相绕组W的一路连接MOFET管Q1的源极并与电阻R3的一端连接，MOFET管Q1的栅极与电阻R5串联之后与MCU的HS3接口相连接，所电阻R3的另一端与电阻R5相连接。电阻R5并联有二极管D1，电阻R2和电容C1串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的源极相连接。A相绕组W的另一路连接MOFET管Q2的源极并与电阻R4的一端连接，MOFET管Q2的栅极与电阻R6串联之后与MCU的LS3接口相连接，电阻R4的另一端与电阻R5相连接。电阻R6并联有二极管D2，所述电阻R1和电容C2串联后与MOFET管并联同时与电阻W和MOFET管Q2的漏极相连接。

B相绕组V的一路连接MOFET管Q3的源极并与电阻R17的一端连接，MOFET管Q3的栅极与电阻R25串联之后与MCU的HS2接口相连接，电阻R17的另一端与电阻R25相连接，电阻R25并联有二极管D7。电阻R14和电容C10串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q3的源极相连接。B相绕组V的另一路连接MOFET管Q4的源极并与电阻R18的一端连接，MOFET管Q4的栅极与电阻R26串联之后与MCU的LS2接口相连接，电阻R18的另一端与电阻R26相连接，电阻R26并联有二极管D8，电阻R13和电容C11串联后与MOFET管并联同时与电阻V开关电路和MOFET管Q4的漏极相连接。

C相绕组U的一路连接MOFET管Q5的源极并与电阻R43的一端连接，MOFET管Q5的栅极与电阻R45串联之后与MCU的HS1接口相连接，电阻R43的另一端与电阻45相连接，电阻R45并联有二极管D10，电阻R42和电容C15串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q5的源极相连接。C相绕组U的另一路连接MOFET管Q6的源极并与电阻R44的一端连接，MOFET管Q6的栅极与电阻R46串联之后与MCU的LS1接口相连接。电阻R44的另一端与电阻R46相连接，电阻R46并联有二极管D11，电阻R41和电容C16串联后与MOFET管并联同时与电阻U和MOFET管Q6的漏极相连接。

优选的，绕组W开关电路，电阻V开关电路和绕组U开关电路同时连接有电阻R19和电阻R15，电阻R19的另一端串联分别与MCU的IP接口以及电阻R27和MCU的VCC电源接口连接，电阻R15的另一端一路接地，一路与电阻R20连接，电阻R20分别与MCU的IM接口以及电阻R28和MCU的IO接口连接，电阻R15的另一路与电阻R16串联后与电阻R19并联。

优选的，MCU的1号引脚PB6与TX输出连接。2号引脚PB7与RX输出连接。3号引脚PC0与PC0输出连接。4号引脚PC1与PC1输出连接。5号引脚PC2与测试输出TP2连接。6号引脚PC3测量绕组U的反电动势。7号引脚VPP接地。8号引脚PC4测量绕组V的反电动势。9号引脚PC6测量绕组W的反电动势。。10号引脚PC6与测试输出TP3连接。11号引脚PC7未连接，12号引脚TMODE一路与TMODE输出连接，另一路与电阻R24连接后接地。

优选的，MCU的13号引脚NRST与NRST输出串联之后一路与电阻R37和电源VCC接口连接，另一路与电阻R38连接后与19号引脚VIN连接。14号引脚VDCC连接电容C13之后与15号引脚VSS一起接地。16号引脚VDDIO一路与电阻R30连接之后与17号引脚VSEL连接，一路与发光二极管D9连接后接地，一路和电源VCC接口连接。19号引脚VIN与电阻R39连接，20号引脚BUS一路与电容C17连接后，与电阻R39一起接地，一路连接电阻R40之后与LIN输出连接。22号引脚VBATS连接电阻R22和电阻R31之后与24号引脚S连接，23号引脚PGND2接地，24号引脚S另一路与电容C12连接后接地。

优选的，MCU的25号引脚D3连接二极管D6的负极。26号引脚CH3与HS3连接。27号引脚M3一路与电容C9连接后连接二极管D6的负极，另一路与电阻R21连接后与9号引脚PC6连接，电阻R21连接电阻R34后接地。28号引脚CL3与LS3连接。29号引脚D2连接二极管D5的负极。30号引脚CH2与HS2连接。31号引脚M2，一路与电容C8连接后连接二极管D5的负极，另一路与电阻R22连接后与8号引脚PC4连接，电阻R22连接电阻R35后接地。32号引脚与LS2连接，33号引脚D1连接二极管D4的负极，34号引脚CH1与HS1连接，35号引脚M1一路与电容C7连接后连接二极管D5的负极，另一路与电阻R23连接后与6号引脚PC3连接，电阻R23连接电阻R36后接地，36号引脚CL1与LS1连接。

优选的，MCU的37号引脚T连接电阻R12后接地，38号引脚PGND1接地，39号引脚一路连接测试输出TP1，一路连接电容C5后接地，另一路连接电阻R7，电阻R7一路连接电阻R10，电阻R10分别与二极管D4的阳极、二极管D5的阳极和二极管D6的阳极连接，电阻R7的另一路连接电阻R8，电阻R8连接发光二极管D3后接地，40号引脚VBAT连接电源供电电路VSUP，41号引脚VDDR连接电容C6后接地，42号引脚VCCP连接电容C4后接地，43号引脚VCC连接VCC电源，44号引脚IP与H桥电路IP接口连接，45号引脚IM与H桥电路IM接口连接，46号引脚IO与H桥电路IO接口连接，47号引脚GND接地，48号引脚P85与与H桥电路IO接口连接，49号接口EP接地。

优选的，MCU还连接有开关输入电路CON2、开关输入电路CON3、和开关输入电路CON6。开关输入电路CON2的1号跳线接口通过LIN接口与MCU的BUS引脚连接，CON2的2号跳线口接地。

开关输入电路CON3的的1号跳线口通过TX接口与MCU的PB6引脚连接，2号跳线口通过RX接口与MCU的PB7引脚连接，3号跳线口接地。

开关输入电路CON6的1号跳线口与VCC电源接口连接，2号跳线口与MCU的NRST引脚连接，3号跳线口与MCU的TMODE引脚连接，4号跳线口与MCU的PC0引脚连接，5号跳线口与MCU的PC1引脚连接，6号跳线口接地。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。