无刷直流电机的驱动电路

摘要

本发明涉及一种能有效降低开关管的开关损耗且使用寿命较长的无刷直流电机的驱动电路，其包括：单片机和三组用于分别与无刷直流电机中的三组电机线圈的两端相连的电源电路；单片机根据各电源电路中的直流取样和分压取样回路测得的直流取样信号和电压分压取样信号控制各电源电路中的所述PWM信号产生电路输出的PWM信号的占空比，以调整各电源电路中的变压器次级回路中的电流和电压；同时，单片机根据来自所述各霍尔传感器的霍尔信号分别控制所述三个与门控制输出端输出相应的电平，以分别控制各电源电路中的所述LC谐振回路的振荡状态，从而使三组电源电路生成适于驱动三相直流无刷电机的三相电源。

主权项

一种无刷直流电机的驱动电路，其特征在于包括：单片机（IC4）和三组用于分别与无刷直流电机中的三组电机线圈的两端相连的电源电路；各电源电路包括：由直流电源（1），开关管（VMOS）和变压器（T）构成的脉冲变压电路（2），由变压器（T）的初级线圈及与其并联的谐振电容（C3）构成的LC谐振回路，用于在LC谐振回路的谐振时控制所述开关管（VMOS）同频率开闭的同步控制电路（5），设于所述变压器（T）次级的整流电路、直流取样和分压取样回路（3），以及设于所述变压器（T）次级的波形整流滤波电路（4）；所述整流电路的输出端即为电源电路的用于连接电机线圈的输出端；同步控制电路（5）包括：PWM信号产生电路和与门电路（IC5）；所述单片机（IC4）具有：用于三个分别与无刷直流电机中的三个霍尔传感器相连的霍尔信号输入端、三个分别与三组电源电路中的所述直流取样和分压取样回路（3）的取样电压输出端相连的取样电压检测端（A/D0、A/D1和A/D2）、以及三个分别与所述三组电源电路中的PWM信号产生电路的PWM脉宽控制输入端相连的PWM脉宽控制输出端（D/A0、D/A1和D/A2）； PWM信号产生电路的PWM信号输出端与所述与门电路（IC5）的第一输入端相连，单片机（IC4）还具有分别与三组电源电路中的所述与门电路（IC5）的第二输入端相连的三个与门控制输出端（P1.0、P1.1和P1.2），与门电路（IC5）的输出端与开关管（VMOS）的栅极相连；PWM信号产生电路与所述LC谐振回路并联，以产生与LC谐振回路的振荡频率相同的PWM信号；该PWM信号控制开关管（VMOS）反复在所述LC谐振回路的振荡波形中的正弦波的正半波上升沿的零电压时刻开启，并在该正半波下降沿的零电压时刻关闭；单片机（IC4）根据各电源电路中的所述直流取样和分压取样回路（3）测得的直流取样信号和电压分压取样信号控制各电源电路中的所述PWM信号产生电路输出的PWM信号的占空比，以调整各电源电路中的变压器（T1、T2和T3）次级回路中的电流和电压；同时，单片机（IC4）根据来自所述各霍尔传感器的霍尔信号分别控制所述三个与门控制输出端（P1.0、P1.1和P1.2）按序输出相应的电平，以分别控制各电源电路中的所述LC谐振回路的振荡状态，从而使三组电源电路生成适于驱动三相直流无刷电机的三相电源；所述PWM信号产生电路包括：由第二电容（C2）、第二二极管（D2）、第九电阻（R9）和第一比较器（IC1）构成的锯齿波发生电路、以及输出端与所述与门电路（IC5）的第一输入端相连的第二比较器（IC2）；第一比较器（IC1）的两个输入端分别通过第一分压电路和第二分压电路并联于谐振电容（C3）两端，第二二极管（D2）的阴极与直流电源（VCC）相连，第二二极管（D2）的阳极接第二比较器（IC2）的反向输入端，第一比较器（IC1）的输出端串接第二电容（C2）后接第二比较器（IC2）的反向输入端，第九电阻（R9）与第二二极管（D2）并联，第二比较器（IC2）的同向输入端与所述单片机（IC4）的PWM脉宽控制端（D/A）相连；第二比较器（IC2）的输出端即为PWM信号产生电路的PWM信号输出端；各电源电路还包括与所述单片机（IC4）的一个与门控制输出端（P1.0）相连的第十四电阻（R14），第十四电阻（R14）的另一端接第三二极管（D3）的阴极，第三二极管（D3）的阳极与所述与门电路（IC5）的第二输入端相连，且与门电路（IC5）的第二输入端与所述直流电源（VCC）相连；第三二极管（D3）的阴极经第六电容（C6）与第一比较器（IC1）的反向输入端相连。