[實用新型]雙BLDC電機四象限運行的PWM控制系統

有效

• 申請號: 201821952284.4
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN209267487U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 田豐;陳紅旭;王立軍;盧紫旺;任鑫;田光宇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02P7/29
• 分類號: H02P7/29
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本實用新型提供一種雙BLDC電機四象限運行的PWM控制系統，包括電源模塊、單片機控制模塊、驅動模塊、電流檢測電路模塊、光耦隔離放大電路模塊、霍爾切換模塊、三相輸出切換電路模塊、兩個BLDC電機，由所述所有模塊構成的一套驅動電路來控制所述兩個BLDC電機的四象限運行。該系統利用單驅動電路驅動雙BLDC控制系統，可以降低驅動電路成本，簡化電路和控制程序，減少對MCU資源的占用，提高可靠性。

技術領域

本實用新型屬于機電控制領域，具體涉及一種雙BLDC電機四象限運行的PWM控制系統。

背景技術

無刷直流電機(BLDC)具有調速性能好、功率密度大、過載能力強、啟動轉矩大、效率高、性能穩定、結構簡單等優點，克服了有刷直流電機的先天性缺陷，以電子換向器取代了機械換向器，在機電控制領域有廣泛的發展前景。目前，對于單個BLDC的控制比較成熟，可輕松實現轉速閉環和電流閉環控制，但是，對于兩個BLDC的控制，多采用兩套控制驅動電路，成本較高，單片機占用資源多，電路和控制相對復雜。

發明專利CN1700585A介紹了帶傳感器的無刷直流電機雙驅動單片機PWM控制裝置，雖然可以通過PWM分時控制實現對雙驅動無刷電機的換相、轉速及啟動電流的控制，但是每個BLDC都使用了一套驅動電路，PWM信號和霍爾信號都占用單片機(MCU)I/O口，占用系統資源較多，電路復雜，控制程序相對復雜。

實用新型內容

鑒于現有技術的不足，本實用新型提出一種雙BLDC電機四象限運行的PWM控制系統。

一種雙BLDC電機四象限運行的PWM控制系統，包括電源模塊、單片機控制模塊、驅動模塊、電流檢測電路模塊、光耦隔離放大電路模塊、霍爾切換模塊、三相輸出切換電路模塊、兩個BLDC電機，其特征在于：由所述所有模塊構成的一套驅動電路來控制所述兩個BLDC電機的四象限運行。

進一步，所述單片機控制模塊包括PWM控制模塊、AD采樣模塊、雙BLDC電機檢測與切換控制、霍爾序列檢測、計數器模塊、供電電源；所述驅動模塊包括PWM信號調理電路、功率管驅動電路和三相橋式逆變電路。

進一步，所述PWM控制模塊包括6路PWM輸出信號，所述AD采樣模塊為一路AD采樣，所述雙BLDC電機檢測與切換控制包括一路I/O控制口，所述霍爾序列檢測包括3個用于霍爾信號檢測的I/O口，單片機控制模塊通過控制一路I/O口的高低電平對雙BLDC進行片選，根據采集的所片選的BLDC的霍爾信號的相序輸出6路PWM控制信號，所述控制信號經信號調理后傳輸到所述功率管驅動電路，通過控制所述功率管驅動電路的6個開關管的導通和關斷來實現所述雙BLDC的四象限運行。

進一步，所述控制6個開關管的導通和關斷的方式包括上管調制、下管調制和雙管調制。

進一步，所述片選包括雙BLDC霍爾信號的片選和三相輸出的片選，且片選的霍爾信號和三相輸出對象必須為同一BLDC。

進一步，通過所述AD采樣模塊采樣所述BLDC電機的電流，可實現其電流的閉環控制；通過所述計數器模塊可實現BLDC電機的轉速閉環控制。

進一步，光耦隔離放大電路模塊通過所述一路I/O口控制光耦隔離電路和三極管放大電路實現繼電器的動作。

進一步，三相輸出切換電路模塊采用大功率繼電器實現兩個BLDC 的切換控制。

本實用新型的系統利用單驅動電路驅動雙BLDC控制系統，可以降低驅動電路成本，簡化電路和控制程序，減少對MCU資源的占用，提高可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型的雙BLDC電機四象限運行的PWM控制系統結構框圖；

圖2為本實用新型的雙BLDC電機四象限運行的PWM控制系統的三相橋式逆變電路簡圖；