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無刷電機的譯碼電路的制作方法

文檔序號:7283383閱讀:240來源:國知局
專利名稱:無刷電機的譯碼電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型屬于一種譯碼電路,特別是一種無刷電機驅(qū)動控制器的譯碼裝置。適用于電動車的3相6態(tài)無刷電機。
背景技術(shù)
公開使用的電動車用無刷電機大多采用3相6態(tài)無刷電機。3相6態(tài)的無刷電機的結(jié)構(gòu)描述如下無刷電機里面有3個霍耳元件,用來感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)子和定子的相對位置,定子和轉(zhuǎn)子在不同的相對位置,3個霍耳元件會有6組不同的真值信號組合。3相指的是無刷電機相線數(shù)是3,6態(tài)指的是無刷電機的霍耳真值有6種組合。3相6態(tài)無刷電機必須用專用的驅(qū)動控制器才能驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)起來??刂破鞲鶕?jù)6種組合的霍耳真值可以分析出無刷電機轉(zhuǎn)子和定子的相對位置,定子和轉(zhuǎn)子在不同的位置,控制器給3個相線對應(yīng)的高低電壓,這樣無刷電機就能連續(xù)旋轉(zhuǎn)。無刷電機驅(qū)動控制器是用6個功率元件組成3相橋式電路來對無刷電機的3個相線進行有規(guī)則的通電。這6個橋式功率元件的規(guī)則通電是受霍耳真值譯碼電路來控制的。
目前,3相6態(tài)的無刷電機的譯碼電路有2種類型1、專用的無刷電機譯碼芯片。2、用單片機編程的方式,對6態(tài)霍耳真值進行譯碼。第一種譯碼方式的優(yōu)點專用芯片是硬件做的,可靠性高,抗干擾能力強,附加功能多;缺點價格高。第二種譯碼方式的優(yōu)點單片機除了可以譯碼外,還可以控制一些別的電動車參數(shù),控制靈活;缺點價格高,單片機的可靠性低于硬件電路。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是,提供一種由常見電壓比較器構(gòu)成的無刷電機的譯碼電路,這種譯碼電路價格極低、可靠性高。
本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種無刷電機的譯碼電路,它包括3路電平轉(zhuǎn)換電路和由6個電壓比較器組成的邏輯比較電路,第一路電平轉(zhuǎn)換電路由極性順接的二極管D4和D1串聯(lián)組成,二極管D4的負(fù)極為第一輸入端SA,二極管D1的正極與第一電壓比較器Au的同相輸入端連接,二極管D4和D1的公共端與第三電壓比較器Cu的異相輸入端連接;第二路電平轉(zhuǎn)換電路由極性順接的二極管D5和D2串聯(lián)組成,二極管D5的負(fù)極為第二輸入端SB,二極管D2的正極與第二電壓比較器Bu的同相輸入端連接,二極管D5和D2的公共端與第一電壓比較器Au的異相輸入端連接;第三路電平轉(zhuǎn)換電路由極性順接的二極管D6和D3串聯(lián)組成,二極管D6的負(fù)極為第三輸入端SC,二極管D3的正極與第三電壓比較器Cu的同相輸入端連接,二極管D6和D3的公共端與第二電壓比較器Bu的異相輸入端連接;第一電壓比較器Au、第二電壓比較器Bu和第三電壓比較器Cu的同相輸入端均經(jīng)電阻接電源,第一電壓比較器Au、第二電壓比較器Bu和第三電壓比較器Cu的異相輸入端均經(jīng)電阻接地;第四電壓比較器Ab的同相輸入端與第三電壓比較器Cu的異相輸入端連接,第四電壓比較器Ab的異相輸入端與第二電壓比較器Bu的同相輸入端連接;第五電壓比較器Bb的同相輸入端與第一電壓比較器Au的異相輸入端連接,第五電壓比較器Bb的異相輸入端與第三電壓比較器Cu的同相輸入端連接;第六電壓比較器Cb的同相輸入端與第二電壓比較器Bu的異相輸入端連接,第六電壓比較器Cb的異相輸入端與第一電壓比較器Au的同相輸入端連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有以下有益效果(一)采用常見的電壓比較器,對分壓后的霍耳信號進行處理,實現(xiàn)了對3相6態(tài)無刷電機霍耳信號的譯碼;(二)價格極低,可靠性高。


圖1是本實用新型的原理方框圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)說明。
如圖1所示,本實用新型的無刷電機的譯碼電路,它包括3路電平轉(zhuǎn)換電路和由6個電壓比較器組成的邏輯比較電路,邏輯比較電路有上3路邏輯輸出和下3路邏輯輸出。
如圖2所示,第一路電平轉(zhuǎn)換電路由二極管D4和D1串聯(lián)組成,二極管D4的負(fù)極為第一輸入端SA,二極管D1的正極SA1與第一電壓比較器Au的同相輸入端連接,二極管D4和D1的公共端SA2與第三電壓比較器Cu的異相輸入端連接。第二路電平轉(zhuǎn)換電路由二極管D5和D2串聯(lián)組成,二極管D5的負(fù)極為第二輸入端SB,二極管D2的正極SB1與第二電壓比較器Bu的同相輸入端連接,二極管D5和D2的公共端SB2與第一電壓比較器Au的異相輸入端連接。第三路電平轉(zhuǎn)換電路由二極管D6和D3串聯(lián)組成,二極管D6的負(fù)極為第三輸入端SC,二極管D3的正極SC1與第三電壓比較器Cu的同相輸入端連接,二極管D6和D3的公共端SC2與第二電壓比較器Bu的異相輸入端連接。
第一電壓比較器Au、第二電壓比較器Bu和第三電壓比較器Cu的同相輸入端分別經(jīng)電阻R1、R2和R3接+5伏電源,第一電壓比較器Au、第二電壓比較器Bu和第三電壓比較器Cu的異相輸入端分別經(jīng)電阻R5、R6和R4接地。第四電壓比較器Ab、第五電壓比較器Bb和第六電壓比較器Cb的同相輸入端分別接第三電壓比較器Cu、第一電壓比較器Au和第二電壓比較器Bu的異相輸入端。
第四電壓比較器Ab、第五電壓比較器Bb和第六電壓比較器Cb的異相輸入端分別接第二電壓比較器Bu、第三電壓比較器Cu和第一電壓比較器Au的同相輸入端。第一電壓比較器Au、第二電壓比較器Bu、第三電壓比較器Cu、第四電壓比較器Ab、第五電壓比較器Bb和第六電壓比較器Cb和輸出端分為Au、Bu、Cu、Ab、Bb和Cb。
以下對譯碼電路原理進行分析
1、碼電路真值表
表一
注SA、SB、SC是霍耳元件的輸出信號,1代表高電位,0代表低電位。
AU、BU、CU是上端功率元件的控制信號,1代表功率管截止,0代表功率管導(dǎo)通。
AB、BB、CB是下端功率元件的控制信號,1代表功率管導(dǎo)通,0代表功率管截止。
表一為現(xiàn)有技術(shù)中,專用的無刷電機譯碼芯片和用單片機編程的方式所能實現(xiàn)的邏輯功能。
2、以下120度電機霍耳真值為例對本實用新型的譯碼電路進行分析
霍耳元件供電電壓和VCC電壓一致,為了說明方便,R1和R4取值一致,R2和R5取值一致,R3和R6取值一致,VCC=5.5V,二極管正向?qū)妷航蛋凑?.5V計(單位V),第一電壓比較器Au、第二電壓比較器Bu、第三電壓比較器Cu、第四電壓比較器Ab、第五電壓比較器Bb和第六電壓比較器Cb的輸出端電壓值分別用AU、BU、CU、AB、BB、CB表示。結(jié)合圖1,分析如下;
當(dāng)SA=5.5V、SB=0V、SC=0V時,D4截止、D5導(dǎo)通、D6導(dǎo)通,SA2=2.5V、SB2=0.5V、SC2=0.5V,SA1=3.0V、SB1=1.0V、SC1=1.0V,第一電壓比較器Au和第四電壓比較器Ab翻轉(zhuǎn)輸出高電平,即上端功率控制信號AU為1、BU為0、CU為0,下端功率控制信號AB為1、BB為0、CB為0。
當(dāng)SA=5.5V、SB=5.5V、SC=0V時,D4截止、D5截止、D6導(dǎo)通,SA2=2.5V、SB2=2.5V、SC2=0.5V,SA1=3.0V、SB1=3.0V、SC1=1.0V,第一電壓比較器Au、第二電壓比較器Bu和第五電壓比較器Bb翻轉(zhuǎn)輸出高電平,即上端功率控制信號AU為1、BU為1、CU為0,下端功率控制信號AB為0、BB為1、CB為0。
當(dāng)SA=0V、SB=5.5V、SC=0V時,D4導(dǎo)通、D5截止、D6導(dǎo)通,SA2=0.5V、SB2=2.5V、SC2=0.5V,SA1=1.0V、SB1=3.0V、SC1=1.0V,第二電壓比較器Bu、第三電壓比較器Cu和第五電壓比較器Bb翻轉(zhuǎn)輸出高電平,即上端功率控制信號AU為0、BU為1、CU為1,下端功率控制信號AB為0、BB為1、CB為0。
當(dāng)SA=0V、SB=5.5V、SC=5.5V時,D4導(dǎo)通、D5截止、D6截止,SA2=0.5V、SB2=2.5V、SC2=2.5V,SA1=1.0V、SB1=3.0V、SC1=3.0V,第二電壓比較器Bu、第三電壓比較器Cu和第六電壓比較器Cb翻轉(zhuǎn)輸出高電平,即上端功率控制信號AU為0、BU為1、CU為1,下端功率控制信號AB為0、BB為0、CB為1。
當(dāng)SA=0V、SB=0V、SC=5.5V時,D4導(dǎo)通、D5導(dǎo)通、D6截止,SA2=0.5V、SB2=0.5V、SC2=2.5V,SA1=1.0V、SB1=1.0V、SC1=3.0V,第一電壓比較器Au、第三電壓比較器Cu和第六電壓比較器Cb翻轉(zhuǎn)輸出高電平,即上端功率控制信號AU為1、BU為0、CU為1,下端功率控制信號AB為0、BB為0、CB為1。
當(dāng)SA=5.5V、SB=0V、SC=5.5V時,D4截止、D5導(dǎo)通、D6截止,SA2=2.5V、SB2=0.5V、SC2=2.5V,SA1=3.0V、SB1=1.0V、SC1=3.0V,第一電壓比較器Au、第三電壓比較器Cu和第四電壓比較器Ab翻轉(zhuǎn)輸出高電平,即上端功率控制信號AU為1、BU為0、CU為1,下端功率控制信號AB為1、BB為0、CB為0。
以上本實用新型的譯碼電路進行分析數(shù)據(jù)匯總后得到表二。
表二
注表二中功率器件的控制信號1代表高電位,0代表低電位。
把比較器端口電壓一欄省掉,SA、SB、SC電壓用數(shù)字量1和0代寫,可整理成表三。
以上就是對120度無刷電機霍耳6態(tài)的譯碼分析,表一和表三在對120度無刷電機的6態(tài)譯碼是完全對應(yīng)的。這說明,本實用新型的由常見電壓比較器構(gòu)成的無刷電機的譯碼電路,完全能夠?qū)崿F(xiàn)專用的無刷電機譯碼芯片和用單片機編程的方式這兩種現(xiàn)有技術(shù)所能實現(xiàn)的邏輯功能。
對60度無刷電機的譯碼SB信號在進入譯碼電路之前,進行高低電位轉(zhuǎn)換,即把1轉(zhuǎn)換為0,把0轉(zhuǎn)換成1?;蛟赟B信號進入譯碼電路之前經(jīng)過非門電路轉(zhuǎn)換。這樣60度無刷電機的SA、SB、SC就能和120度無刷電機的SA、SB、SC一致了,原來120度無刷電機的譯碼電路就能對60度無刷電機進行正確的譯碼了,其譯碼過程分析參考120度無刷電機的譯碼分析。
表三
本實用新型采用常見的電壓比較器,對分壓后的霍耳信號進行處理,實現(xiàn)了對3相6態(tài)無刷電機霍耳信號的譯碼,價格極低,可靠性高。而現(xiàn)有技術(shù)中的無刷電機控制器專用芯片,目前主要供應(yīng)商是MOTOROLA,SANYO,IR等,其價格相當(dāng)高,比用單片機控制價格還要高。現(xiàn)有技術(shù)中專用芯片的附加功能如正反轉(zhuǎn)調(diào)整,制動控制等,在電動車控制器中幾乎是沒用的。
權(quán)利要求1、一種無刷電機的譯碼電路,其特征是,它包括3路電平轉(zhuǎn)換電路和由6個電壓比較器組成的邏輯比較電路,第一路電平轉(zhuǎn)換電路由極性順接的二極管D4和D1串聯(lián)組成,二極管D4的負(fù)極為第一輸入端SA,二極管D1的正極與第一電壓比較器Au的同相輸入端連接,二極管D4和D1的公共端與第三電壓比較器Cu的異相輸入端連接;第二路電平轉(zhuǎn)換電路由極性順接的二極管D5和D2串聯(lián)組成,二極管D5的負(fù)極為第二輸入端SB,二極管D2的正極與第二電壓比較器Bu的同相輸入端連接,二極管D5和D2的公共端與第一電壓比較器Au的異相輸入端連接;第三路電平轉(zhuǎn)換電路由極性順接的二極管D6和D3串聯(lián)組成,二極管D6的負(fù)極為第三輸入端SC,二極管D3的正極與第三電壓比較器Cu的同相輸入端連接,二極管D6和D3的公共端與第二電壓比較器Bu的異相輸入端連接;第一電壓比較器Au、第二電壓比較器Bu和第三電壓比較器Cu的同相輸入端均經(jīng)電阻接電源,第一電壓比較器Au、第二電壓比較器Bu和第三電壓比較器Cu的異相輸入端均經(jīng)電阻接地;第四電壓比較器Ab的同相輸入端與第三電壓比較器Cu的異相輸入端連接,第四電壓比較器Ab的異相輸入端與第二電壓比較器Bu的同相輸入端連接;第五電壓比較器Bb的同相輸入端與第一電壓比較器Au的異相輸入端連接,第五電壓比較器Bb的異相輸入端與第三電壓比較器Cu的同相輸入端連接;第六電壓比較器Cb的同相輸入端與第二電壓比較器Bu的異相輸入端連接,第六電壓比較器Cb的異相輸入端與第一電壓比較器Au的同相輸入端連接。
專利摘要本實用新型公開一種無刷電機的譯碼電路,它包括3路電平轉(zhuǎn)換電路和由6個電壓比較器組成的邏輯比較電路,每路電平轉(zhuǎn)換電路由極性順接的二極管串聯(lián)組成。第一、第二和第三路電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別接第一、第二和第三電壓比較器的同相輸入端。第一、第二和第三電壓比較器的同相輸入端均經(jīng)電阻接電源,第一、第二和第三電壓比較器的異相輸入端均經(jīng)電阻接地。第四、第五和第六電壓比較器的同相輸入端分別接第三、第一和第二電壓比較器的異相輸入端,第四、第五和第六電壓比較器的異相輸入端分別接第二、第三和第一電壓比較器的同相輸入端。本實用新型采用常見的電壓比較器,對分壓后的霍耳信號進行處理,實現(xiàn)了對3相6態(tài)無刷電機霍耳信號的譯碼,價格極低,可靠性高。
文檔編號H02P6/00GK2802840SQ20052002657
公開日2006年8月2日 申請日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
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