[发明专利]一种直流无刷电机的过零检测电路

说明书

本发明涉及电路设计领域，尤其涉及一种直流无刷电机的过零检测电路，包括：单片机、信号跳变检测电路、位置检测电路、A/D转换器、母线电压检测电路和直流无刷电机；在传统的过零检测电路的基础上增设母线电压检测电路和位置检测电路，其中位置检测电路包括数字电位器电路和过零比较电路，当直流无刷电机低速启动时，控制母线电压检测电路获取母线电压值，通过计算输出的PWM占空比和电机反电动势参数来估算反电动势中点电压，动态调节数字电位器的开度值，以适应低速时反电动势过零检测电路检测到U/V/W过零信号，实现速度闭环控制。

技术领域

本发明涉及电路设计领域，尤其涉及一种直流无刷电机的过零检测电路。

背景技术

目前比较流行的是使用反电动势进行无传感器的无刷直流电机(BrushlessDirect Current Motor，简称BLDC)控制，使用六步梯形波(120度换相法)为电机绕组通电，如图1-2是六步换相原理，每一步或每一区间，相当于60个电角度，六个区间组成了360个电角度或一次电气旋转。永磁电机转子转动时，定子绕组产生电压，即反电动势，其幅值与电机转速成正比。反电动势信号具有以下三个特征：

1、速度上升时，反电动势信号的电压幅值也增大；2、速度上升时，反电动势信号的斜率变大；3、反电动势信号以0V电压为中心对称(假设驱动电源为对称的正负电压)。

利用反电动势的特性，电机由Vdc电压驱动，反电动势以Vdc/2为中心对称。如果反电动势信号为一条直线，那么信号将在该区间的一半处(也就是该区间的30度电角度处)通过零线，该点称为过零点。在过零事件后再经过30度电角度进行下一次换相。

然而，目前无刷直流电机只能在较高转速下才能实现对反电动势过零的检测，还无法解决在无刷直流电机低速启动或者控制时反电动势较小时进行过零检测问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够在无刷直流电机低速启动或者控制时反电动势较小时进行过零检测的电路。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种直流无刷电机的过零检测电路，包括：单片机、信号跳变检测电路、位置检测电路、A/D转换器、母线电压检测电路和直流无刷电机；

所述单片机通过串联连接的信号跳变检测电路和位置检测电路与直流无刷电机电连接；所述单片机通过A/D转换器和母线电压检测电路电连接；所述位置检测电路包括数字电位器电路和过零比较电路；

所述单片机用于直流无刷电机低速启动时，控制母线电压检测电路获取母线电压值，根据母线电压值计算出直流无刷电机的反电动势中点电压，根据所述反电动势中点电压调节数字电位器电路的开度值，使得过零比较电路检测到直流无刷电机的过零信号。

本发明的有益效果在于：

相较传统的过零检测电路，本发明提供的一种直流无刷电机的过零检测电路区别在于：增设母线电压检测电路和位置检测电路，其中位置检测电路包括数字电位器电路和过零比较电路，当直流无刷电机低速启动时，控制母线电压检测电路获取母线电压值，通过计算输出的PWM占空比和电机反电动势参数来估算反电动势中点电压，动态调节数字电位器的开度值，以适应低速时反电动势过零检测电路检测到U/V/W过零信号，实现速度闭环控制。

附图说明

图1为本发明的背景技术中的六步换相原理示意图；

图2为本发明的背景技术中的六步换相原理对应的三相电压示意图；

图3为本发明的直流无刷电机的过零检测电路的模块示意图；

图4为本发明的母线电压检测电路的电路连接图；

图5为本发明的数字电位器电路的电路连接图；