一種直流無刷電機驅動系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電子電路的技術領域，特別是涉及一種直流無刷電機驅動系統。
【背景技術】
[0002] 電機是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置，或者將一種 形式的電能轉換成另一種形式的電能。
[0003] 傳統的電機多采用交流市電直接供電，其需要的功率逆變器的M0S開關和控制器 來進行控制。但是，現有的電機控制方法具有以下不足：
[0004] (1)成本高、體積大、可靠性低、效率低；
[0005] (2)電機無法實現對馬達驅動的精準控制，且不能通過控制器調整電機的轉速。
【發明內容】
[0006] 鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種直流無刷電機驅動系 統，能夠精準地實現對馬達的驅動，且可根據實際需求實現馬達轉速的調整。
[0007] 為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種直流無刷電機驅動系統，包括 EMI濾波單元、整流濾波單元、直流降壓轉換器、控制器、直流交流逆變器和霍爾信號檢測單 元;所述EMI濾波單元與交流電連接，用于消除交流電中的電磁干擾;所述整流濾波模塊親 接至所述EMI濾波單元的輸出端，用于將交流電轉換為高壓直流電;所述直流降壓轉換器耦 接至所述整流濾波單元的輸出端，用于將高壓直流電轉換為低壓直流電，以向所述控制器 和所述直流交流逆變器供電；所述直流交流逆變器耦接至所述直流降壓轉換器的輸出端， 用于將低壓直流電轉換成交流電，以驅動馬達轉動;所述霍爾信號檢測單元用于檢測馬達 的轉速，輸出霍爾開關信號至所述控制器;所述控制器耦接至霍爾信號檢測單元的輸出端， 用于根據所述霍爾開關信號輸出控制信號至所述直流交流逆變器，以使得所述直流交流逆 變器根據所述控制信號改變交流電的周期，以驅動馬達轉動。
[0008] 于本發明一實施例中，還包括速度控制電路;所述速度控制電路用于根據外部輸 入的調速控制信號輸出速度控制信號至所述控制器，以使得所述控制器根據所述速度控制 信號和所述霍爾開關信號輸出控制信號至所述直流交流逆變器，從而改變所述直流交流逆 變器輸出的交流電的周期以調整馬達的轉速。
[0009] 于本發明一實施例中，還包括保險絲，所述保險絲設置與所述EMI濾波單元與交流 電之間，用于當流過馬達的電流超過預設閾值時，切斷交流電供電。
[0010]同時，本發明還提供一種直流無刷電機驅動系統，包括EMI濾波單元、整流濾波單 元、直流降壓轉換電路、電機控制電路和直流交流逆變器；
[0011] 所述EMI濾波單元與交流電連接，用于消除交流電中的電磁干擾；
[0012] 所述整流濾波單元耦接至所述EMI濾波單元的輸出端，用于將交流電轉換為高壓 直流電；
[0013] 所述直流降壓轉換電路耦接至所述整流濾波單元的輸出端，用于將高壓直流電轉 換為低壓直流電，以向所述直流交流逆變器供電；
[0014] 所述電機控制電路用于輸出控制信號至所述直流交流逆變器，以使得所述直流交 流逆變器根據所述控制信號改變交流電的周期，以維持馬達的正常轉動；
[0015] 所述直流交流逆變器耦接至所述電機控制電路的輸出端，用于將低壓直流電轉換 成交流電，并根據電機控制電路輸出的控制信號改變交流電的周期，以驅動馬達轉動。
[0016] 于本發明一實施例中，所述電機控制電路包括控制器和霍爾信號檢測單元，所述 霍爾信號檢測單元用于通過檢測馬達的轉速產生霍爾開關信號并提供給所述控制器;所述 控制器用于根據霍爾開關信號輸出控制信號至所述直流交流逆變器。
[0017] 于本發明一實施例中，所述直流交流逆變器包括第一場效應晶體管、第二場效應 晶體管、第三場效應晶體管和第四場效應晶體管;所述第一場效應晶體管、所述第二場效應 晶體管、所述第三場效應晶體管和所述第四場效應晶體管的柵極分別與所述控制器電連 接;所述第一場效應晶體管的源極和所述第三場效應晶體管的源極與所述交流直流控制電 路的輸出端電連接;所述第二場效應晶體管的漏極與所述第一場效應晶體管的漏極電連 接;所述第四場效應晶體管的漏極與所述第三場效應晶體管的漏極電連接;所述第二場效 應晶體管的源極和所述第四場效應晶體管的源極接地;所述第一場效應晶體管的漏極和所 述第三場效應晶體管的漏極分別連接在馬達的兩端。
[0018] 于本發明一實施例中，當所述霍爾開關信號為高電平時，所述控制器發出控制信 號至所述第一場效應晶體管、所述第二場效應晶體管、所述第三場效應晶體管和所述第四 場效應晶體管，使所述第一場效應晶體管導通，第二場效應晶體管截止，第三場效應晶體管 截止，第四場效應晶體管導通；當霍爾開關信號翻轉時為低電平時，所述控制器發出控制信 號至所述第一場效應晶體管、所述第二場效應晶體管、所述第三場效應晶體管和所述第四 場效應晶體管，使所述第一場效應晶體管截止，所述第二場效應晶體管導通，所述第三場效 應晶體管導通，所述第四場效應晶體管截止。
[0019] 于本發明一實施例中，所述直流降壓轉換電路包括直流降壓轉換器、第一電阻、第 二電阻、第三電阻、第五場效應晶體管、第一米樣電阻、第一電容、第一電感、第一二極管和 第二二極管;所述第一電阻的一端耦接至所述整流濾波單元的輸出端，另一端與所述第一 電容的正極和所述直流降壓轉換器的輸入電壓引腳電連接;所述第一電容的負極接地;所 述第一二極管的負級與所述第一電阻的另一端電連接，正級與所述第二電阻的一端連接； 所述第二電阻的另一端與所述第三電阻的串聯后接地;所述第五場效應晶體管的漏極耦接 至所述整流濾波單元的輸出端，柵極與所述直流降壓轉換器的輸出控制引腳電連接，源極 與所述第一采樣電阻的一端和所述直流降壓轉換器的電流采樣引腳電連接;所述第一采樣 電阻的另一端與所述第二二極管的負極和所述直流降壓轉換器的接地引腳電連接，所述第 二二極管的正極接地;所述第一電感的一端與所述第二二極管的負極電連接，另一端與所 述第一二極管的正極電連接。
[0020] 于本發明一實施例中，所述直流降壓轉換電路的輸出電壓值為， Kj 其中R3是第三電阻的阻值，R2是第二電阻的阻值，通過改變第二電阻和第三電阻的阻值來 設定所述直流降壓轉換電路的輸出端電壓。
[0021] 于本發明一實施例中，所述直流降壓轉換電路通過所述第一采樣電阻對流過所述 第一電感的電流進行采樣并轉換成采樣電壓，將所述采樣電壓與所述直流降壓轉換器內置 的閾值電壓進行比較；當所述采樣電壓大于等于所述閾值電壓時，所述直流降壓轉換器發 出關斷信號至所述第五場效應晶體管使所述第五場效應晶體管截止，從而使所述直流降壓 轉換電路的輸出端電壓為設定輸出電壓值。
[0022] 于本發明一實施例中，所述電機控制電路還包括速度控制電路;所述速度控制電 路用于根據外部輸入的調速控制信號生成速度控制信號提供給所述控制器，以使得控制器 根據所述速度控制信號和所述霍爾開關信號輸出控制信號至所述直流交流逆變器，從而改 變所述直流交流逆變器輸出的交流電的周期以調整馬達的轉速。
[0023] 于本發明一實施例中，當所述調速控制信號為一直流信號時，通過比較所述直流 信號與所述速度控制電路內置的斜波信號的大小輸出一速度控制信號至所述控制器。
[0024] 于本發明一實施例中，當所述調速控制信號為一方波信號時，所述速度控制電路 根據獲取的方波信號的占空比來輸出速度控制信號至所述控制器。
[0025] 于本發明一實施例中，所述直流無刷電機驅動系統應用于單相/雙相/三相電機。 [0026]于本發明一實施例中，所述直流交流逆變器是多個由M0S晶體管組成的開關陣列， M0S晶體管采用PM0S晶體管和NM0S晶體管的一種或者其組合。
[0027] 于本發明一實施例中，所述直流降壓轉換器是非隔離直流降壓轉換器。
[0028] 如上所述，本發明的直流無刷電機驅動系統，具有以下有益效果：
[0029] (1)能夠實現對馬達的精準驅動；
[0030] (2)能夠根據實際需要實現馬達轉速的調整。
【附圖說明】
[0031] 圖1顯示為本發明的直流無刷電機驅動系統的第一實施例的結構示意圖；
[0032]圖2顯示為本發明的直流無刷電機驅動系統的第二實施例的結構示意圖；
[0033]圖3顯示為本發明的直流無刷電機驅動