[發明專利]一種多個四旋翼無人飛行器三相無刷電機調速集成電路設計

無效

• 申請號: 201210525247.6
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103856120A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 王璐;廖粵峰;趙自超;康毅;閆小樂;許長魁;許可;李冰;馬濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱恒譽名翔科技有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種三相無刷電機轉速控制電路的設計。

背景技術

隨著四旋翼無人飛行器在國內逐漸發展，四旋翼無人飛行器的電機控制電路也在不斷更新，出現基于I2C通信和PWM通信方式的無刷電機調速器，它們能夠快速響應信號，并能夠輸出大電流，使無刷電機在工作時候更穩定。

目前大多數用戶采用的四旋翼無人飛行器的電機控制方式是購買商品電調或者是開源項目所提供的電調電路，但這些電路大多都是獨立控制一個三相無刷電機，需要同時在飛行器上安裝4個電調，這樣占用了飛行器的空間，還影響了飛行器的重力分布。

發明內容

本發明的目的在于設計一種能夠集成4個三相無刷電機調速電路于一體的電路，能通過I2C總線的方式，實現外部控制設備與4個三相無刷電機調速電路通信，并能夠使用航模遙控器來控制三相無刷電機的轉速。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的無刷電機調速電路的構成包括四個以ATmega8單片機為控制核心的三相無刷電機調速子模塊、即第一無刷電機調速子模塊M0至第四無刷電機調速子模塊M3，三相無刷電機調速電路主板M；每個三相無刷電機調速子模塊中都包括ATmega8芯片C1、ISP調試接口C2、串行通信接口C3、子模塊I2C通信地址選擇接口C4、三相全橋逆變電路C5、PC機C6、無刷電機C7、電源模塊S1、電源指示電路S2、I2C總線通信接口S3、外部控制設備S4、航模遙控器S5；在每個三相無刷電機調速子模塊中ISP調試接口C2、串口通信接口C3、子模塊I2C通信地址選擇接口C4都分別與C1相連，ISP調試接口C2一端連接C1另一端連接PC機C6，串行通信接口C3一端連接C1另一端連接PC機C6或航模遙控器S5，三相全橋逆變電路C5一端連接C1另一端連接三相無刷電機C7，每個模塊中的子模塊I2C通信地址選擇接口C4可以通過跳線帽連接到地來選擇子模塊在I2C總線中的地址。4個三相無刷電機調速子模塊的I2C通信接口管腳均連接到I2C總線通信接口S3，而后與外部控制設備S4相連。

本發明的結構特點是：

1.利用無刷電機調速電路母板同時連接四個三相無刷電機調速子模塊。

2.四個三相無刷電機調速子模塊通過I2C總線連接在一起，可以同時與外部控制設備通信。

3.四個三相無刷電機調速子模塊均設有子模塊I2C通信地址選擇接口，可以方便的更改每一個三相無刷電機調速子模塊的I2C通信地址。

4.每一個三相無刷電機調速子模塊都配有線間反電動勢檢測電路，可以很好的對電機轉子位置進行估算，使速度更準確。

5.每一個三相無刷電機調速子模塊都配有電壓保護電路，可以很好的保護電路安全。

本發明中實際解決的問題是實現了集成4個三相無刷電機調速子模塊在一塊電路板上，是飛行器的空間解放，并將重心集中，減少了飛行器的飛行質量。

本發明的優點和效果：

1.本發明將4個單獨的三相無刷電機調速模塊集合在一塊電路中，可以統一提供電源，節約了電路成本。

2.每個三相無刷電機調速子模塊均為獨立的模塊，可以完成特定的功能。

3.整個電路采用I2C總線通信方式將4個三相無刷電機調速子模塊連接在一起，統一與外部控制設備相連，節省了接口。

4.整個電路的還包括了一個串行通信接口，可以與航模遙控器連接，可以通過航模遙控器來控制電機轉速，實現飛行器的遙控飛行。

5.以性價比高的ATmega8單片機為主控芯片，它自身功能強大，具有串行通信模塊（SCI）、數模轉換器（ADC）和脈寬調制輸出模塊（PWM），并且支持I2C總線協議如，同時該芯片價格低廉，使整個電路的成本降低，

附圖說明

圖1?為本發明的系統原理結構圖；

圖2為過電壓保護電路原理圖；

圖3為I2C通信地址選擇接口電路原理圖；

圖4為ISP調試電路原理圖；

圖5為系統狀態指示電路原理圖；

圖6為串行通信接口電路原理圖；

圖7為線間電動勢檢測電路原理圖；

圖8a為三相全橋逆變A相電路原理圖；

圖8b為三相全橋逆變B相電路原理圖；

圖8c為三相全橋逆變C相電路原理圖；

圖9為ATmega8單片機的電路原理圖；

圖10為電路母板上電源模塊原理圖；

圖11為電路母板上電源指示電路原理圖；