專利名稱：三相直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及直流無刷電機的反電動勢檢測技術，具體是指三相直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路。
背景技術：
無刷電機傳統(tǒng)的位置檢測方法是在電機內安裝霍爾傳感器直接檢測轉子位置信號，但存在著安裝困難、信號連線多、對溫度比較敏感等缺點，這些缺點在一定程度上限制了無刷直流電機的推廣和使用。針對這一點，人們提出了無位置傳感器的控制方式。目前， 無傳感器直流無刷電機控制最成熟也最常用的方法是反電動勢過零點檢測方法。通過檢測懸空相的反電動勢過零點，獲取到轉子的位置。在現(xiàn)有的實現(xiàn)方法中，由于電機采用PWM斬波調速，因此相電壓都是開關波形，包含大量的高次諧波，因此普遍采用加電阻和電容構成低通濾波器對相電壓進行濾波后，再檢測反電動勢的過零點。但是低通濾波相移、延時計算誤差、電樞反應等因素導致位置信號產生相位誤差，影響電機的運行性能，特別是在電機低速運行狀態(tài)下，位置信號誤差容易造成換相失敗，導致電機停轉或堵轉，啟動失敗。
發(fā)明內容為了解決現(xiàn)有的反電動勢過零檢測電路中存在的靈敏度低、附加相移和易受干擾的缺點，本實用新型提出了三相直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路，它不僅在電機低速狀態(tài)下能準確的檢測到反電動勢的過零點，而且抗干擾性能好，不會帶來附加相移。本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn)三相直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路，特點在于包括恒流二極管、電壓比較器，所述恒流二極管包括第一恒流二極管、第二恒流二極管、第三恒流二極管、第四恒流二極管、第五恒流二極管、第六恒流二極管、第一保護二極管、第二保護二極管；三相直流無刷電機相繞組第一端與第一恒流二極管的正極、第二恒流二極管的負極相連；三相直流無刷電機相繞組第二端與第三恒流二極管的正極、第四恒流二極管的負極相連；三相直流無刷電機相繞組第三端與第五恒流二極管的正極、第六恒流二極管的負極相連；第一恒流二極管的負極、第二恒流二極管的正極、第三恒流二極管的負極、第四恒流二極管的正極、第五恒流二極管的負極、第六恒流二極管的正極與電壓比較器的同相輸入端相連接；電壓比較器的反相輸入端接地電平GND ；第一保護二極管的正極接電壓比較器的同相輸入端，保護二極管的負極接電壓比較器的反相輸入端；第二保護二極管的正極接電壓比較器的反相輸入端，保護二極管的負極接電壓比較器的同相輸入端。所述電壓比較的同相和反相輸入端電壓為負0. 7V 正0. 7V之間。當恒流二極管兩端電壓超過恒流二極管的起始電壓時，恒流二極管進入恒流區(qū)， 內阻變大，使恒流二極管工作在恒流狀態(tài)；當恒流二極管兩端電壓小于起始電壓時，恒流二極管工作在線性電阻區(qū)，其動態(tài)阻抗值小且維持不變，這時恒流二極管交流阻抗小，三相直流無刷電機相繞組端三相繞組相電壓通過恒流二極管疊加在一起之后與地電平做比較，過零點就是懸空相的反電動勢過零點。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是采用這種方法檢測反電動勢的過零點，不需要對相電壓進行低通濾波，不會帶來相位滯后的問題，靈敏度高，拓展了反電動勢法的檢測范圍；本實用新型安全可靠，成本低，技術手段簡便易行，采用六個恒流二極管和一個電壓比較器就可以實現(xiàn)。

圖1是本實用新型三相直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路，是低速狀態(tài)下的反電動勢過零檢測電路原理圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明，但本實用新型的實施方式不限于此。如圖1所示，本實用新型三相直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路，包括恒流二極管、電壓比較器，所述恒流二極管包括第一恒流二極管1、第二恒流二極管10、第三恒流二極管2、第四恒流二極管11、第五恒流二極管3、第六恒流二極管12、第一保護二極管 4、第二保護二極管5 ；三相直流無刷電機相繞組第一端7與第一恒流二極管1的正極、第二恒流二極管 10的負極相連；三相直流無刷電機相繞組第二端8與第三恒流二極管2的正極、第四恒流二極管11的負極相連；三相直流無刷電機相繞組第三端9與第五恒流二極管3的正極、第六恒流二極管 12的負極相連；第一恒流二極管1的負極、第二恒流二極管10的正極、第三恒流二極管2的負極、 第四恒流二極管11的正極、第五恒流二極管3的負極、第六恒流二極管12的正極與電壓比較器6的同相輸入端相連接；電壓比較器6的反相輸入端接地電平GND ；第一保護二極管4的正極接電壓比較器6的同相輸入端，保護二極管4的負極接電壓比較器6的反相輸入端；第二保護二極管5的正極接電壓比較器6的反相輸入端，保護二極管5的負極接電壓比較器6的同相輸入端。針對現(xiàn)有的直流無刷電機PWM斬波調速方式，在電機低速運行狀態(tài)下，這個時候大部分時間下是導通兩相都是通過場效應管接地電平，此時共模噪聲比較小、干擾信號很難耦合進來，這個時候對懸空相的反電動勢過零點進行檢測是最有利的。同時，我們充分利
4用恒流二極管的工作特性，恒流二極管(CRD)屬于兩端結型場效應恒流器件，當恒流二極管兩端電壓超過恒流二極管的起始電壓時，恒流二極管進入恒流區(qū)，內阻變大，使恒流二極管工作在恒流狀態(tài)；當恒流二極管兩端電壓小于起始電壓時，恒流二極管工作在線性電阻區(qū)，其動態(tài)阻抗值小且維持不變，因此在懸空相反電動勢過零點附近，三相繞組的相電壓都非常小，恒流二級管工作于線性電阻區(qū)，這個時候恒流二極管交流阻抗小，因此三相直流無刷電機相繞組第一、第二、第三端7、8、9三相繞組相電壓通過恒流二極管疊加在一起之后與地電平做比較，過零點就是懸空相的反電動勢過零點。由于恒流二極管具有單向導通的特點，因此需要采用兩個反向并聯(lián)，才能保證可以實現(xiàn)雙向限流。采用恒流二極管代替功率電阻，具有噪聲小、體積小、限流特性好等優(yōu)點，因此給反電動勢過零點檢測帶來了很多好處，包括低噪聲、靈敏度高等。由于電壓比較器6是工作在開環(huán)狀態(tài)，易因差模電壓過大而導致電壓比較器6阻塞而無法正常工作，因此為了防止差模電壓過大，在電壓比較6的同相和反相輸入端加了第一保護二極管4和第二保護二極管5，確保差模電壓大小在負0. 7V 正0. 7V之間。本專利電路具有抗干擾能力強，檢測靈敏度高的優(yōu)點。 如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型，上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡依本實用新型內容所作的均等變化與修飾， 都為本實用新型權利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權利要求1.三相直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路，其特征在于包括恒流二極管、電壓比較器，所述恒流二極管包括第一恒流二極管、第二恒流二極管、第三恒流二極管、第四恒流二極管、第五恒流二極管、第六恒流二極管、第一保護二極管、第二保護二極管；三相直流無刷電機相繞組第一端與第一恒流二極管的正極、第二恒流二極管的負極相連；三相直流無刷電機相繞組第二端與第三恒流二極管的正極、第四恒流二極管的負極相連；三相直流無刷電機相繞組第三端與第五恒流二極管的正極、第六恒流二極管的負極相連；第一恒流二極管的負極、第二恒流二極管的正極、第三恒流二極管的負極、第四恒流二極管的正極、第五恒流二極管的負極、第六恒流二極管的正極與電壓比較器的同相輸入端相連接；第一保護二極管的正極接電壓比較器的同相輸入端，保護二極管的負極接電壓比較器的反相輸入端；第二保護二極管的正極接電壓比較器的反相輸入端，保護二極管的負極接電壓比較器的同相輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的三相直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路，其特征在于，所述電壓比較器的反相輸入端接地電平GND。
專利摘要本實用新型公開了三相直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路，包括恒流二極管、電壓比較器，所述恒流二極管包括第一恒流二極管、第二恒流二極管、第三恒流二極管、第四恒流二極管、第五恒流二極管、第六恒流二極管、第一保護二極管、第二保護二極管；三相直流無刷電機相繞組第一端與第一恒流二極管的正極、第二恒流二極管的負極相連；三相直流無刷電機相繞組第二端與第三恒流二極管的正極、第四恒流二極管的負極相連；電機相繞組第三端與第五恒流二極管的正極、第六恒流二極管的負極相連；本專利具有低噪聲、靈敏度高、抗干擾性能好的特點；本專利電路無需阻容低通濾波電路，在寬速度范圍內對反電動勢過零點信號具有無相移的精確檢測。
文檔編號H02P6/16GK202282757SQ20112041559
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權日2011年10月27日
發(fā)明者林東軒, 王劍, 田聯(lián)房 申請人:華南理工大學