[实用新型]电机及其控制器、调速电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其是涉及一种直流无刷电机以及这种电机的控制器、控制器的调速电路。

背景技术

无刷直流电机因其具备连续调速的优点，越来越受到人们的青睐，已经广泛应用在各种电器设备中。无刷直流电机具有定子以及可相对于定子旋转的转子，定子与转子构成了电机的电机本体。电机还设有一个用于控制电机本体工作的控制器以及位置检测电路，电机的结构框图如图1所示。

控制器10具有控制模块11，控制模块11包括调速电路13以及控制芯片12，控制芯片12通常是单片机、DSP、电机控制专用芯片等能够对外输出控制信号的器件，其接收调速电路13输入的信号，并根据接收的信号生成脉冲调制信号，即PWM信号，并将生成的PWM信号输出至功率驱动电路16。

调速电路13接收外部输入的控制信号，调速电路13的一种常用结构如图2所示。调速电路13具有滑动电阻R1、电阻R2以及电容C1，滑动电阻R1的一端与输入端子IN连接，接收外部控制器输入的用于控制电机转速的信号，中间抽头通过电阻R2与输出端子OUT连接，且滑动电阻R1的中间抽头还通过电容C1接地，电容C1用于对滑动电阻R1输出的信号进行滤波。

外部控制器输入的信号通常为连续可调的模拟电压信号，输入的信号经过滑动电阻R1及电阻R2后输出至控制芯片12的AD转换端口，由控制芯片12转换为相应的数字信号，并根据该数字信号生成相应的PWM信号，输出至功率驱动电路16。

调速电路13的另一种常用结构如图3所示。调速电路13具有电阻R3、电阻R4、电阻R5、开关器件Q1以及线性光电耦合器TLP。电阻R4的一端与输入端子VCC连接，通常是5V直流电压信号，电阻R4的另一端接线性光电耦合器TLP的发光二极管D1的一个输入端。线性光电耦合器TLP的发光二极管D1的另一个输入端与输入端子之间连接有三极管Q1，三极管Q1的基极接收外部控制器输入的用于控制电机转速的PWM信号。线性光电耦合器TLP的光电三极管Q2的一个输入端接直流电源VCC，通常是5V直流电压信号，光电三极管Q2的另一个输出端与输出端子相连。线性光电耦合器TLP输入的信号是数字PWM信号，输出是一个连续可变的模拟电压信号。

功率驱动电路16具有多个可控的场效应管，每一个场效应管可以在PWM信号的控制下通断，并向电机本体M输出驱动信号，驱动电机工作，并由转子带动转子轴旋转，向外输出动力。当然，功率驱动电路16还向控制芯片12输出反馈的信号，控制芯片12根据反馈的信号判断功率驱动电路16中各个场效应管的工作状态，包括场效应管是否过热等。

位置检测电路15通常具有霍尔传感器以及磁电编码器、光电编码器等，用于检测转子的位置，并形成相应的信号输出至转速反馈信号电路14，信号反馈电路14将转子的转速反馈信号输出至控制芯片12，控制芯片12根据转速反馈信号判断转子当前的位置，并根据转子当前的位置来调节向功率驱动电路16输出的信号。

但是，无刷直流电机的控制需要配合电机的负载进行调节，当采用图2的调速电路进行调速时，输入信号为模拟电压信号，需要经过AD转换器转换成相应的数字量，由于模拟信号精度较低，转换得到的数字量差别较大，无法实现对电机的精确控制。如果采用图3线性光电耦合器TLP的电路调速，输入是PWM信号，但经过线性光电耦合器TLP处理后得到的仍然是模拟的电压信号，并且由于线性光电耦合器TLP的性能限制，在某些区域，当输入PWM 信号变化时输出的模拟电压信号不能随之呈线性变化，输入和输出信号同步性较差，其输出的信号往往不能随输入信号的线性变化而变化，也影响对电机的控制。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种跟随输入信号线性变化较好的电机控制器的调速电路。

本实用新型的另一目的是提供一种对电机本体控制较好的电机控制器。

本实用新型的再一目的地提供一种易于控制的电机。

为实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供的电机控制器的调速电路包括输入端子及输出端子，还包括开关型光电耦合器，开关型光电耦合器的发光二极管的一个输入端与输入端子之间连接有开关器件，开关型光电耦合器的光电三极管的一个输出端与输出端子连接。

由上述方案可见，调速电路通过开关型光电耦合器将输入的PWM信号耦合到输出端子，输出端子输出的信号也是PWM信号，且输出信号与输入信号保持高度的同步性，即输出信号能够跟随输入信号线性地变化，有利于控制芯片对电机的控制。

一个优选的方案是，开关器件为三极管或场效应管，且三极管或场效应管的控制端与输入端子连接。