一種正弦波無刷直流電機驅動器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種正弦波無刷直流電機驅動器。
【背景技術】
[0002]目前各種小型家用電器一般采用無刷直流電機，因其無勵磁繞組、無換向器、無電刷、無滑環，結構比一般傳統的交、直流電動機簡單，運行可靠，維護簡單。與鼠籠型感應電動機相比，其結構的簡單程度和運行的可靠性大體相當，但由于沒有勵磁鐵耗和銅耗，功率在300W以下時，其效率比同規格的交流電機高10%?20%。
[0003]無刷直流電機一般采用方波驅動，采用霍爾傳感器采樣轉子位置，以此為基準信號控制繞組強制換相。這種方案控制方法簡單，成本低，在目前電動車方案中應用廣泛。但由于方波驅動換相時會出現電流突變，導致轉矩脈動較大，轉動不平穩，噪聲指標較差，難以在家電應用領域推廣。而正弦驅動可以避免換相時的電流突變，雖然最大轉矩會降低，但在噪聲指標上有明顯的優勢
[0004]現有技術中采用電壓正弦控制的，其電流矢量一般會滯后電壓矢量，因此存在超前角補償的問題；最常用的超前角補償方法是實驗法，通過一系列的測試，在不同負載，不同速度下進行測試，不斷的調節超前角，以使得效率最優；通過測的這些超前角建表，然后在程序中進行補償；該方法非常繁瑣，且存在測試誤差問題。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是:為克服上述問題，提供一種正弦波無刷直流電機驅動器。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]一種正弦波無刷直流電機驅動器，包括單片機，所述單片機連接有驅動芯片、運算電路和單霍爾傳感電路，所述驅動芯片連接有MOSFET功率電路，所述MOSFET功率電路與直流無刷電機連接，所述單霍爾傳感電路設置在所述直流無刷電機一側。
[0008]優選地，所述運算電路包括第一運算電路和第二運算電路。
[0009]優選地，所述第一運算電路包括運算放大器U1，所述運算放大器Ul的輸出端與所述單片機連接，所述運算放大器Ul的輸出端還連接電容Cl的一端，所述電容Cl的另一端接地，所述運算放大器Ul的同相輸入端通過依次連接的電阻R3和電阻4連接到所述MOSFET功率電路，所述運算放大器Ul的同相輸入端還通過電阻R2連接到外接電源VDD，所述運算放大器Ul的同相輸入端連接二極管Dl的陽極，所述二極管Dl的陰極連接到所述運算放大器的反相輸入端，所述運算放大器Ul的輸出端還通過電阻Rl連接到其反相輸入端，所述運算放大器Ul的反相輸入端還通過電阻R5連接到所述MOSFET功率電路。
[0010]優選地，所述第二運算電路包括運算放大器U2，所述運算放大器U2的輸出端與所述單片機連接，所述運算放大器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，所述運算放大器U2的輸出端通過電阻R6連接到其反相輸入端，所述運算放大器U2的反相輸入端還通過電阻R9接地，所述運算放大器U2的同相輸入端通過電阻R8與所述MOSFET功率電路，所述運算放大器U2的同相輸入端還通過電阻R7連接到外接電源VDD。
[0011]本發明的有益效果是:本發明采用SVPWM控制，也就是電壓正弦矢量控制；該控制算法比FOC磁場定向矢量控制運算量小，可以采用最具成本優勢的8位單片機來實現；同時，由于采用的是正弦波控制，比起傳統的方波控制，其噪聲得到顯著的改善，并通過檢測U相下橋的MOSFET的導通壓降來檢測U相電流；然后通過U相電流的相位角和U相電壓的相位角之差來補償超前角。該方法可以自動實現超前角的補償，以獲得最高的效率。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0013]圖1是本發明一個實施例的結構框圖；
[0014]圖2是本發明一個實施例(不包括MOSFET功率電路)的電路圖；
[0015]圖3是本發明所述MOSFET功率電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0017]如圖1所示的本發明所述一種正弦波無刷直流電機驅動器，包括單片機，所述單片機連接有驅動芯片、運算電路和單霍爾傳感電路，所述驅動芯片連接有MOSFET功率電路，如圖3所示，所述MOSFET功率電路包括6個所述M0SFET，所述MOSFET功率電路與直流無刷電機連接，所述單霍爾傳感電路設置在所述直流無刷電機一側，雖然單霍爾沒有三霍爾分辨率高，但對于風扇、水泵等動態要求不高的場合，已經足夠；另外單霍爾也沒有霍爾安裝偏差問題，且成本更低。
[0018]本發明采用SVPWM控制，也就是電壓正弦矢量控制；該控制算法比FOC磁場定向矢量控制運算量小，可以采用最具成本優勢的8位單片機來實現；同時，由于采用的是正弦波控制，比起傳統的方波控制，其噪聲得到顯著的改善，并通過檢測U相下橋的MOSFET的導通壓降來檢測U相電流；然后通過U相電流的相位角和U相電壓的相位角之差來補償超前角。該方法可以自動實現超前角的補償，以獲得最高的效率。
[0019]在優選的實施方案中，所述運算電路包括第一運算電路和第二運算電路。
[0020]在優選的實施方案中，如圖2所示，所述第一運算電路包括運算放大器U1，所述運算放大器Ul的輸出端與所述單片機連接，所述運算放大器Ul的輸出端還連接電容Cl的一端，所述電容Cl的另一端接地，所述運算放大器Ul的同相輸入端通過依次連接的電阻R3和電阻4連接到所述MOSFET功率電路，所述運算放大器Ul的同相輸入端還通過電阻R2連接到外接電源VDD，所述運算放大器Ul的同相輸入端連接二極管Dl的陽極，所述二極管Dl的陰極連接到所述運算放大器的反相輸入端，所述運算放大器Ul的輸出端還通過電阻Rl連接到其反相輸入端，所述運算放大器Ul的反相輸入端還通過電阻R5連接到所述MOSFET功率電路。
[0021]在優選的實施方案中，所述第二運算電路包括運算放大器U2，所述運算放大器U2的輸出端與所述單片機連接，所述運算放大器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，所述運算放大器U2的輸出端通過電阻R6連接到其反相輸入端，所述運算放大器U2的反相輸入端還通過電阻R9接地，所述運算放大器U2的同相輸入端通過電阻R8與所述MOSFET功率電路，所述運算放大器U2的同相輸入端還通過電阻R7連接到外接電源VDD0
[0022]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.一種正弦波無刷直流電機驅動器，包括單片機，其特征在于，所述單片機連接有驅動芯片、運算電路和單霍爾傳感電路，所述驅動芯片連接有MOSFET功率電路，所述MOSFET功率電路與直流無刷電機連接，所述單霍爾傳感電路設置在所述直流無刷電機一側。2.如權利要求1所述的正弦波無刷直流電機驅動器，其特征在于，所述運算電路包括第一運算電路和第二運算電路。3.如權利要求2所述的正弦波無刷直流電機驅動器，其特征在于，所述第一運算電路包括運算放大器U1，所述運算放大器Ul的輸出端與所述單片機連接，所述運算放大器Ul的輸出端還連接電容Cl的一端，所述電容Cl的另一端接地，所述運算放大器Ul的同相輸入端通過依次連接的電阻R3和電阻4連接到所述MOSFET功率電路，所述運算放大器Ul的同相輸入端還通過電阻R2連接到外接電源VDD，所述運算放大器Ul的同相輸入端連接二極管Dl的陽極，所述二極管Dl的陰極連接到所述運算放大器的反相輸入端，所述運算放大器Ul的輸出端還通過電阻Rl連接到其反相輸入端，所述運算放大器Ul的反相輸入端還通過電阻R5連接到所述MOSFET功率電路。4.如權利要求3所述的正弦波無刷直流電機驅動器，其特征在于，所述第二運算電路包括運算放大器U2，所述運算放大器U2的輸出端與所述單片機連接，所述運算放大器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，所述運算放大器U2的輸出端通過電阻R6連接到其反相輸入端，所述運算放大器U2的反相輸入端還通過電阻R9接地，所述運算放大器U2的同相輸入端通過電阻R8與所述MOSFET功率電路，所述運算放大器U2的同相輸入端還通過電阻R7連接到外接電源VDD。
【專利摘要】本發明涉及一種正弦波無刷直流電機驅動器，包括單片機，所述單片機連接有驅動芯片、運算電路和單霍爾傳感電路，所述驅動芯片連接有MOSFET功率電路，所述MOSFET功率電路與直流無刷電機連接，所述單霍爾傳感電路設置在所述直流無刷電機一側，本發明采用電壓正弦矢量控制；該控制算法比FOC磁場定向矢量控制運算量小，可以采用最具成本優勢的8位單片機來實現；同時，由于采用的是正弦波控制，比起傳統的方波控制，其噪聲得到顯著的改善，并通過檢測U相下橋的MOSFET的導通壓降來檢測U相電流；然后通過U相電流的相位角和U相電壓的相位角之差來補償超前角。該方法可以自動實現超前角的補償，以獲得最高的效率。
【IPC分類】H02P6/08
【公開號】CN104967370
【申請號】CN201510438931
【發明人】唐華標
【申請人】蘇州思奧半導體科技有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月23日