一种飞轮数字控制电路

摘要

一种飞轮数字控制电路，包括控制器最小系统(1)、三路结构功能相同的霍尔信号处理电路(2)、转速脉冲信号处理电路(3)、电流采样电路(4)、PWM控制信号电路(5)、换相管控制信号电路(6)，霍尔信号处理电路(2)整形得到霍尔信号，转速脉冲信号处理电路(3)生成转速脉冲信号，电流采样电路(4)采集生成电机电流遥测信号，控制器最小系统(1)根据霍尔信号、转速脉冲信号、电机电流遥测信号生成第一PWM信号、换相管控制信号、换相逻辑信号，PWM控制信号电路(5)根据第一PWM信号得到第二PWM信号驱动外部驱动电路制动，换相管控制信号电路(6)根据换相管控制信号、换相逻辑信号完成外部驱动电路控制。

主权项

一种飞轮数字控制电路，其特征在于包括控制器最小系统(1)、第一霍尔信号处理电路(2)、第二霍尔信号处理电路(2)、第三霍尔信号处理电路(2)、转速脉冲信号处理电路(3)、电流采样电路(4)、PWM控制信号电路(5)、换相管控制信号电路(6)，其中第一霍尔信号处理电路(2)，从外部无刷直流电机获取电机霍尔信号后进行整形得到第一霍尔信号，将第一霍尔信号送至转速脉冲信号处理电路(3)、控制器最小系统(1)；所述的电机霍尔信号为无刷直流电机的转子位置信号；第二霍尔信号处理电路(2)，从外部无刷直流电机获取电机霍尔信号后进行整形得到第二霍尔信号，将第二霍尔信号送至转速脉冲信号处理电路(3)、控制器最小系统(1)；第三霍尔信号处理电路(2)，从外部无刷直流电机获取电机霍尔信号后进行整形得到第三霍尔信号，将第三霍尔信号送至转速脉冲信号处理电路(3)、控制器最小系统(1)；转速脉冲信号处理电路(3)，接收第一霍尔信号、第二霍尔信号、第三霍尔信号后进行两两异或得到转速脉冲信号，将转速脉冲信号送至控制器最小系统(1)；电流采样电路(4)，采集外部无刷电机电流产生电机电流遥测信号并送至控制器最小系统(1)；控制器最小系统(1)，接收电机电流遥测信号后，对电机电流遥测信号进行PID计算得到PID控制输出信号，当捕获得到转速脉冲信号处理电路(3)发送的转速脉冲信号时，接收第一霍尔信号、第二霍尔信号、第三霍尔信号并判断变化规律，进而得到外部无刷电机的转动方向、加速状态或者制动状态，产生并输出第一PWM信号至PWM控制信号电路(5)，产生并输出换相逻辑信号至换相管控制信号电路(6)，如果外部无刷电机为加速状态，则产生并输出高电平的换相管控制信号至PWM控制信号电路(5)，如果外部无刷电机为制动状态，则产生并输出处于高电平与低电平之间的换相管控制信号至换相管控制信号电路(6)，其中，换相逻辑信号为高电平或者低电平的信号；当变化规律为状态1’〉状态2’〉状态3’〉状态4’〉状态5’〉状态6’〉状态1’时，外部无刷电机正向转动，当变化规律为状态1’〉状态6’〉状态5’〉状态4’〉状态3’〉状态2’〉状态1’时，外部无刷电机反向转动，所述的状态1’为：第一霍尔信号为低电平、第二霍尔信号为高电平、第三霍尔信号为高电平；所述的状态2’为：第一霍尔信号为低电平、第二霍尔信号为高电平、第三霍尔信号为低电平；所述的状态3’为：第一霍尔信号为高电平、第二霍尔信号为高电平、第三霍尔信号为低电平；所述的状态4’为：第一霍尔信号为高电平、第二霍尔信号为低电平、第三霍尔信号为低电平；所述的状态5’为：第一霍尔信号为高电平、第二霍尔信号为低电平、第三霍尔信号为高电平；所述的状态6’为：第一霍尔信号为低电平、第二霍尔信号为低电平、第三霍尔信号为高电平；当PID控制输出信号为正且转动方向为正向转动时，外部无刷电机的为正向加速状态，当PID控制输出信号为正且转动方向为反向转动时，外部无刷电机的为反向制动状态，当PID控制输出信号为负且转动方向为正向转动时，外部无刷电机的为正向制动状态，当PID控制输出信号为负且转动方向为反向转动时，外部无刷电机的为反向加速状态；PWM控制信号电路(5)，接收第一PWM信号后进行放大，得到第二PWM信号，将第二PWM信号送至外部半桥驱动电路或全桥驱动电路；换相管控制信号电路(6)，接收换相管控制信号、换相逻辑信号，当换相逻辑信号为高电平时，产生电平跟换相管控制信号一致的换相管驱动信号，当换相逻辑信号为低电平时，产生低电平的换相管驱动信号，将换相管驱动信号送至外部半桥驱动电路或全桥驱动电路。