[發(fā)明專利]一種正弦波無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510438931.4
• 申請(qǐng)日: 2015-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN104967370A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐華標(biāo)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州思奧半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): H02P6/08
• 分類號(hào): H02P6/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種正弦波無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

目前各種小型家用電器一般采用無(wú)刷直流電機(jī)，因其無(wú)勵(lì)磁繞組、無(wú)換向器、無(wú)電刷、無(wú)滑環(huán)，結(jié)構(gòu)比一般傳統(tǒng)的交、直流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單。與鼠籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單程度和運(yùn)行的可靠性大體相當(dāng)，但由于沒(méi)有勵(lì)磁鐵耗和銅耗，功率在300W以下時(shí)，其效率比同規(guī)格的交流電機(jī)高10％～20％。

無(wú)刷直流電機(jī)一般采用方波驅(qū)動(dòng)，采用霍爾傳感器采樣轉(zhuǎn)子位置，以此為基準(zhǔn)信號(hào)控制繞組強(qiáng)制換相。這種方案控制方法簡(jiǎn)單，成本低，在目前電動(dòng)車方案中應(yīng)用廣泛。但由于方波驅(qū)動(dòng)換相時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流突變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)，噪聲指標(biāo)較差，難以在家電應(yīng)用領(lǐng)域推廣。而正弦驅(qū)動(dòng)可以避免換相時(shí)的電流突變，雖然最大轉(zhuǎn)矩會(huì)降低，但在噪聲指標(biāo)上有明顯的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)有技術(shù)中采用電壓正弦控制的，其電流矢量一般會(huì)滯后電壓矢量，因此存在超前角補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題；最常用的超前角補(bǔ)償方法是實(shí)驗(yàn)法，通過(guò)一系列的測(cè)試，在不同負(fù)載，不同速度下進(jìn)行測(cè)試，不斷的調(diào)節(jié)超前角，以使得效率最優(yōu)；通過(guò)測(cè)的這些超前角建表，然后在程序中進(jìn)行補(bǔ)償；該方法非常繁瑣，且存在測(cè)試誤差問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為克服上述問(wèn)題，提供一種正弦波無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種正弦波無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有驅(qū)動(dòng)芯片、運(yùn)算電路和單霍爾傳感電路，所述驅(qū)動(dòng)芯片連接有MOSFET功率電路，所述MOSFET功率電路與直流無(wú)刷電機(jī)連接，所述單霍爾傳感電路設(shè)置在所述直流無(wú)刷電機(jī)一側(cè)。

優(yōu)選地，所述運(yùn)算電路包括第一運(yùn)算電路和第二運(yùn)算電路。

優(yōu)選地，所述第一運(yùn)算電路包括運(yùn)算放大器U1，所述運(yùn)算放大器U1的輸出端與所述單片機(jī)連接，所述運(yùn)算放大器U1的輸出端還連接電容C1的一端，所述電容C1的另一端接地，所述運(yùn)算放大器U1的同相輸入端通過(guò)依次連接的電阻R3和電阻4連接到所述MOSFET功率電路，所述運(yùn)算放大器U1的同相輸入端還通過(guò)電阻R2連接到外接電源VDD，所述運(yùn)算放大器U1的同相輸入端連接二極管D1的陽(yáng)極，所述二極管D1的陰極連接到所述運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述運(yùn)算放大器U1的輸出端還通過(guò)電阻R1連接到其反相輸入端，所述運(yùn)算放大器U1的反相輸入端還通過(guò)電阻R5連接到所述MOSFET功率電路。

優(yōu)選地，所述第二運(yùn)算電路包括運(yùn)算放大器U2，所述運(yùn)算放大器U2的輸出端與所述單片機(jī)連接，所述運(yùn)算放大器U2的輸出端還連接電容C2的一端，所述電容C2的另一端接地，所述運(yùn)算放大器U2的輸出端通過(guò)電阻R6連接到其反相輸入端，所述運(yùn)算放大器U2的反相輸入端還通過(guò)電阻R9接地，所述運(yùn)算放大器U2的同相輸入端通過(guò)電阻R8與所述MOSFET功率電路，所述運(yùn)算放大器U2的同相輸入端還通過(guò)電阻R7連接到外接電源VDD。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用SVPWM控制，也就是電壓正弦矢量控制；該控制算法比FOC磁場(chǎng)定向矢量控制運(yùn)算量小，可以采用最具成本優(yōu)勢(shì)的8位單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，由于采用的是正弦波控制，比起傳統(tǒng)的方波控制，其噪聲得到顯著的改善，并通過(guò)檢測(cè)U相下橋的MOSFET的導(dǎo)通壓降來(lái)檢測(cè)U相電流；然后通過(guò)U相電流的相位角和U相電壓的相位角之差來(lái)補(bǔ)償超前角。該方法可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)超前角的補(bǔ)償，以獲得最高的效率。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例(不包括MOSFET功率電路)的電路圖；

圖3是本發(fā)明所述MOSFET功率電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示的本發(fā)明所述一種正弦波無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有驅(qū)動(dòng)芯片、運(yùn)算電路和單霍爾傳感電路，所述驅(qū)動(dòng)芯片連接有MOSFET功率電路，如圖3所示，所述MOSFET功率電路包括6個(gè)所述MOSFET，所述MOSFET功率電路與直流無(wú)刷電機(jī)連接，所述單霍爾傳感電路設(shè)置在所述直流無(wú)刷電機(jī)一側(cè)，雖然單霍爾沒(méi)有三霍爾分辨率高，但對(duì)于風(fēng)扇、水泵等動(dòng)態(tài)要求不高的場(chǎng)合，已經(jīng)足夠；另外單霍爾也沒(méi)有霍爾安裝偏差問(wèn)題，且成本更低。