[实用新型]一种相反电动势过零信号检测电路

说明书

一种相反电动势过零信号检测电路，包括：电阻分压网络单元，连接待测三相永磁电机，用于采用电阻分压的方式获取小幅值反电动势信号及虚拟中性点VN；比较单元，用于根据小幅值反电动势信号及虚拟中性点VN比较结果输出信号至隔离单元；隔离单元，用于进行信号输送方向的前后隔离；整形单元，用于对隔离单元输送的信号进行整形，输出与电机换相频率同频的边沿陡峭的方波，获得获得相反电动势过零信号。通过分压、比较、隔离，输出与电机换相频率同频的边沿陡峭的方波，并经整形后获得永磁电机的相反电动势过零信号，可以作为三相高频永磁电机方波运行换相信号。

技术领域

本实用新型涉及永磁电机检测及控制技术，尤其与一种相反电动势过零信号检测电路有关。

背景技术

三相永磁电机具有体积小、重量轻、高效节能、高功率因数等特点，已经应用到多个行业的装备技术中。其中，在助推器中应用三相永磁电机已经得到实现，但是随着助推器技术的发展，对其电机及电机控制方式的要求也越来越高，要对助推器的电机进行有效的控制，才达到助推器发展的新要求。由于助推器电机在高速高频旋转时其内部高温度不利于霍尔位置传感器检测转子磁场，且助推器内安装空间有限，无法安装其他光电磁等位置传感器，因此助推器电机采用无位置传感器方波控制方式。这需要对电机的多项参数进行检测，以反馈于控制。其中，三相相反电动势过零信号则是其中一个重要的检测指标，以及作为控制信号发出的重要参考。现有反电动势过零信号检测多为基于降压斩波电路(BUCK)的PAM调制方式进行，其拓扑结构为直-直-交变换。三相永磁电机驱动三相逆变桥只换相不调制，反电动势过零检测电路受端电压和不导通相续流影响较小。助推器对三相永磁电机及其专用驱动器体积、重量和续航时间要求严苛，现采用基于直-交拓扑结构进行，三相逆变桥同时进行换相和调制。同时为减小三相永磁电机体积重量，提高功率密度，采用多相永磁电机，如20极设计，且电机转速和转频均比较高。另外，助推器电机专用驱动器供电电压较高，如果将驱动器功率电源地和数字信号地进行隔离，可有效提高驱动器可靠性。助推器电机采用无位置传感器方波控制方式，若能够有效的对相反电动势过零信号进行检测获取，便能够有效的反馈于电机的控制，以方便控制器能够有效的进行电机的起动、加速、高速稳速旋转、降速和停机等控制。

实用新型内容

为解决上述相关现有技术不足，本实用新型提供一种相反电动势过零信号检测电路，通过分压、比较、隔离，输出与电机换相频率同频的边沿陡峭的方波，并经整形后获得永磁电机的相反电动势过零信号，可以作为三相高频永磁电机方波运行换相信号。

为了实现本实用新型的目的，拟采用以下方案：

一种相反电动势过零信号检测电路，包括依次连接的电阻分压网络单元、比较单元、隔离单元、整形单元；

电阻分压网络单元连接待测三相永磁电机，用于采用电阻分压的方式获取小幅值反电动势信号及虚拟中性点VN；

虚拟中性点VN与双轨电源悬浮地共地，可以有效提高比较单元输出信号信噪比。

比较单元，用于根据小幅值反电动势信号及虚拟中性点VN比较结果输出信号至隔离单元；

隔离单元，用于进行信号输送方向的前后隔离；

整形单元，用于对隔离单元输送的信号进行整形，输出与电机换相频率同频的边沿陡峭的方波，获得获得相反电动势过零信号。

进一步，电阻分压网络单元，采用三相星型电阻网络，分别连接三相永磁电机的三相UVM，用于采用电阻分压的方式获取W相小幅值反电动势信号Zero_W，V相小幅值反电动势信号Zero_V，U相小幅值反电动势信号Zero_U，以及虚拟中性点VN；

比较单元、隔离单元、整形单元，分别有3路；

3路比较单元中：1路比较单元连接虚拟中性点VN和W相小幅值反电动势信号Zero_W，1路比较单元连接虚拟中性点VN和U相小幅值反电动势信号Zero_U，1路比较单元连接虚拟中性点VN和V相小幅值反电动势信号Zero_V；