CN219513983U - 无感无刷三相电机的控制电路、电机驱动板及驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无感无刷三相电机的控制电路，包括控制模块、驱动模块和三个MOS管，所述控制模块经所述驱动模块分别电连接三个所述MOS管的栅极，用于控制三个所述MOS管的导通或截止，三个所述MOS管的一导通端对应电连接所述无感无刷三相电机的U、V、W端，三个所述MOS管的另一导通端接地；所述控制模块、所述驱动模块和三个所述MOS管集成于一个控制芯片中。本实用新型的无感无刷三相电机的控制电路，将控制模块、驱动模块和三个MOS管集成到一个控制芯片中，使得无感无刷三相电机的控制电路集成度高，电路结构简单，减少了元器件数量，节约了设计成本及PCB板的占用空间，使无感无刷三相电机可以做到小型化及轻量化。

Description

无感无刷三相电机的控制电路、电机驱动板及驱动装置

技术领域

本实用新型涉及电机电路领域，特别涉及一种无感无刷三相电机的控制电路、电机驱动板及驱动装置。

背景技术

在电机领域中，无感无刷三相电机发展快速且应用广泛，无感无刷三相电机广泛用于日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置和仪表。

在现有的无感无刷三相电机的控制电路中，控制芯片、驱动芯片和MOS管等器件都是独立的，分别布置在电路板的对应区域，集成度低，元器件较多，设计成本高，且MOS管外置在电路板上，对电路板尺寸要求增加，不利于电机小型化及轻量化的设计需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种无感无刷三相电机的控制电路，旨在解决目前无感无刷三相电机的控制电路集成度低、元器件较多和设计成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种无感无刷三相电机的控制电路，该无感无刷三相电机的控制电路包括控制模块、驱动模块和三个MOS管，所述控制模块经所述驱动模块分别电连接三个所述MOS管的栅极，用于控制三个所述MOS管的导通或截止，三个所述MOS管的一导通端对应电连接所述无感无刷三相电机的U、V、W端，三个所述MOS管的另一导通端接地；所述控制模块、所述驱动模块和三个所述MOS管集成于一个控制芯片中。

在一些实施例中，所述无感无刷三相电机的控制电路还包括稳压模块，所述稳压模块集成于所述控制芯片中，所述稳压模块电连接所述控制模块和电源输入端。

在一些实施例中，所述无感无刷三相电机的控制电路还包括顺逆风检测模块，所述顺逆风检测模块集成于所述控制芯片中，所述顺逆风检测模块电连接所述控制模块和所述无感无刷三相电机的三相信号端。

在一些实施例中，所述无感无刷三相电机的控制电路还包括过流保护模块，所述过流保护模块集成于所述控制芯片中，所述过流保护模块电连接所述控制模块。

在一些实施例中，所述无感无刷三相电机的控制电路还包括过热保护模块，所述过热保护模块集成于所述控制芯片中，所述过热保护模块电连接所述控制模块。

在一些实施例中，所述无感无刷三相电机的控制电路还包括转速检测模块，所述转速检测模块电连接所述控制模块和所述无感无刷三相电机的反馈信号端。

在一些实施例中，所述无感无刷三相电机的控制电路还包括调速模块，所述调速模块电连接所述控制模块和所述无感无刷三相电机的调速信号端。

本实用新型进一步提出一种电机驱动板，包括印制电路板，还包括如前述的无感无刷三相电机的控制电路，所述无感无刷三相电机的控制电路设于所述印制电路板上。

在一些实施例中，所述无感无刷三相电机的控制电路的所有元器件贴装于所述印制电路板的同一面上。

本实用新型进一步还提出一种驱动装置，包括无感无刷三相电机和如前述的电机驱动板。

本实用新型的无感无刷三相电机的控制电路，将控制模块、驱动模块和三个MOS管集成到一个控制芯片中，使得无感无刷三相电机的控制电路集成度高，电路结构简单，减少了元器件数量，节约了设计成本及PCB板的占用空间，使无感无刷三相电机可以做到小型化及轻量化。

附图说明

图1为本实用新型无感无刷三相电机的控制电路一实施例的模块连接图；

图2为本实用新型无感无刷三相电机的控制电路又一实施例的模块连接图；

图3为本实用新型无感无刷三相电机的控制电路的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种无感无刷三相电机的控制电路，如图1所示，该无感无刷三相电机的控制电路包括控制模块10、驱动模块20和三个MOS管，控制模块10经驱动模块20分别电连接三个MOS管的栅极，用于控制三个MOS管的导通或截止，三个MOS管的一导通端对应电连接无感无刷三相电机的U、V、W端，三个MOS管的另一导通端接地；控制模块10、驱动模块20和三个MOS管集成于一个控制芯片中。

本实施例中，控制模块10选用单片机，采用单片机、驱动模块20和三个MOS管集成到一个控制芯片中，可以有效减小PCB板的面积，减少元器件数量，控制芯片的输出端接电机，用于控制无感无刷三相电机的工作。整个控制电路中，FG、SDA、SCL、DIR、VDD和GND为无感无刷三相电机控制电路的接口部分，通过控制模块10、驱动模块20和三个MOS管等的作用，最终输出稳定的供电机使用的U、V、W相信号。本电机控制芯片采用高功率的芯片，电机控制芯片功率越高，电机转速越快，同时软件上的数学模型越理想，力矩越大，产生的效率越高。

其中，驱动模块20包括三个MOS管驱动单元，MOS管驱动单元与MOS管一一对应，MOS管驱动单元电连接控制模块10和对应的MOS管的栅极。MOS管驱动单元把单片机产生的PWM信号进行放大输入到MOS管的栅极，从而达到开通或关断MOS管的目的，外加PWM信号可以用于调压，电机调速等方面，利用三个MOS管驱动单元产生出U、V、W三相驱动波形，驱动电机运行。

本实用新型的无感无刷三相电机的控制电路，将控制模块10、驱动模块20和三个MOS管集成到一个控制芯片中，使得无感无刷三相电机的控制电路集成度高，电路结构简单，减少了元器件数量，节约了设计成本及PCB板的占用空间，使无感无刷三相电机可以做到小型化及轻量化。

在一些实施例中，如图2所示，无感无刷三相电机的控制电路还包括稳压模块30，稳压模块30集成于控制芯片中，稳压模块30电连接控制模块10和电源输入端。本实施例中，控制芯片内部集成了稳压模块30，保证了电机在运转时的稳定性。稳压模块30由电源输入端供电，三个MOS管驱动单元驱动三个MOS管，输出信号到电机，完成整个能量的传递和转换。

在一些实施例中，如图2所示，无感无刷三相电机的控制电路还包括顺逆风检测模块40，顺逆风检测模块40集成于控制芯片中，顺逆风检测模块40电连接控制模块10和无感无刷三相电机的三相信号端。本实施例中，电机工作起来后，会产生反电动势，通过顺逆风检测模块40检测反电动势的相位，可以判断出电机正转和反转。

在一些实施例中，如图2所示，无感无刷三相电机的控制电路还包括过流保护模块50，过流保护模块50集成于控制芯片中，过流保护模块50电连接控制模块10。本实施例中，控制芯片内部集成了过流保护电路，可对电机进行过流保护以防止烧坏电机。

在一些实施例中，如图2所示，无感无刷三相电机的控制电路还包括过热保护模块60，过热保护模块60集成于控制芯片中，过热保护模块60电连接控制模块10。本实施例中，控制芯片内部集成了过热保护电路，从而保护无感无刷三相电机的温度不会太高以导致烧毁。

在一些实施例中，如图2所示，无感无刷三相电机的控制电路还包括转速检测模块70，转速检测模块70电连接控制模块10和无感无刷三相电机的反馈信号端。本实施例中，根据转速检测模块70检测到的电流相位变化，软件上搭建数学模型，从而算出电机的转速。如图3所示，转速检测模块70包括NPN型三极管Q1、第一电阻R6、第二电阻R13和第三电阻R14，其中，NPN型三极管Q1的基极连接控制芯片，NPN型三极管Q1的基极串联第三电阻R14和第二电阻R13，第二电阻R13连接电源5V，NPN型三极管Q1的集电极串联第一电阻R6，第一电阻R6连接电源12V，NPN型三极管Q1的发射极接地，转速检测模块70实现电机转速的实时反馈。

在一些实施例中，如图2所示，无感无刷三相电机的控制电路还包括调速模块80，调速模块80电连接控制模块10和无感无刷三相电机的调速信号端。本实施例中，调速模块80用于调节电机的转速，如图3所示，调速模块80包括第四电阻R7、第五电阻R8、第六电阻R9、第七电阻R10、第八电阻R11、第一电容C8和二极管D3，其中，第五电阻R8和第七电阻R10分别连接控制芯片，第四电阻R7连接电源5V，第八电阻R11接地，第一电容C8接地，二极管D3的一端串联第六电阻R9，二极管D3的另一端接电机的调速信号端。可选地，控制芯片兼容多种信号输入方式，例如模拟量调速、PWM调速和IIC调速等。

本实用新型进一步提出一种电机驱动板，包括印制电路板，还包括如前述的无感无刷三相电机的控制电路，无感无刷三相电机的控制电路设于印制电路板上。该无感无刷三相电机的控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本电机驱动板采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

在一些实施例中，无感无刷三相电机的控制电路的所有元器件贴装于印制电路板的同一面上。本实施例中，采用了将无感无刷三相电机的控制电路的所有元器件单面贴片在印制电路板上，使得印制电路板的工艺简单化。

本实用新型进一步还提出一种驱动装置，包括无感无刷三相电机和如前述的电机驱动板。该电机驱动板的具体结构参照上述实施例，由于本驱动装置采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (10)

1.一种无感无刷三相电机的控制电路，其特征在于，包括控制模块、驱动模块和三个MOS管，所述控制模块经所述驱动模块分别电连接三个所述MOS管的栅极，用于控制三个所述MOS管的导通或截止，三个所述MOS管的一导通端对应电连接所述无感无刷三相电机的U、V、W端，三个所述MOS管的另一导通端接地；所述控制模块、所述驱动模块和三个所述MOS管集成于一个控制芯片中。

2.根据权利要求1所述的无感无刷三相电机的控制电路，其特征在于，还包括稳压模块，所述稳压模块集成于所述控制芯片中，所述稳压模块电连接所述控制模块和电源输入端。

3.根据权利要求1所述的无感无刷三相电机的控制电路，其特征在于，还包括顺逆风检测模块，所述顺逆风检测模块集成于所述控制芯片中，所述顺逆风检测模块电连接所述控制模块和所述无感无刷三相电机的三相信号端。

4.根据权利要求1所述的无感无刷三相电机的控制电路，其特征在于，还包括过流保护模块，所述过流保护模块集成于所述控制芯片中，所述过流保护模块电连接所述控制模块。

5.根据权利要求1所述的无感无刷三相电机的控制电路，其特征在于，还包括过热保护模块，所述过热保护模块集成于所述控制芯片中，所述过热保护模块电连接所述控制模块。

6.根据权利要求1所述的无感无刷三相电机的控制电路，其特征在于，还包括转速检测模块，所述转速检测模块电连接所述控制模块和所述无感无刷三相电机的反馈信号端。

7.根据权利要求1所述的无感无刷三相电机的控制电路，其特征在于，还包括调速模块，所述调速模块电连接所述控制模块和所述无感无刷三相电机的调速信号端。

8.一种电机驱动板，包括印制电路板，其特征在于，还包括权利要求1至7任一项所述无感无刷三相电机的控制电路，所述无感无刷三相电机的控制电路设于所述印制电路板上。

9.根据权利要求8所述的电机驱动板，其特征在于，所述无感无刷三相电机的控制电路的所有元器件贴装于所述印制电路板的同一面上。

10.一种驱动装置，其特征在于，包括无感无刷三相电机和权利要求8或9所述的电机驱动板。