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带霍尔 传感器直流无刷电动机宽工作 电压范围轻型控制器

阅读：283发布：2021-06-06

专利汇可以提供带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，包括控制电路板、上位机、分压电阻和直流无刷电机，所述控制电路板上集成有主控芯片、霍尔元件接口电路、串口电平转换电路、LIN协议接口电路、分压电阻调速接口、在线编程与仿真接口、电源变换电路、功率管导通控制电路、6路场效应功率管和电流检测与过流保护电路。本带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，工作电压范围为10V-40V，工作电压范围宽。，下面是带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器专利的具体信息内容。

权利要求

1.带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，包括控制电路板(1)、直流无刷电机(2)、上位机(3)和分压电阻(4)，其特征在于：所述控制电路板(1)上集成有主控芯片(15)、霍尔元件接口电路(7)、串口电平转换电路(8)、LIN协议接口电路(9)、分压电阻调速接口(10)、在线编程与仿真接口(11)、电源变换电路(12)、功率管导通控制电路(13)、6路场效应功率管(14)和电流检测与过流保护电路(16)；所述直流无刷电机(2)的霍尔传感器连接到霍尔元件接口电路(7)的端口，霍尔元件接口电路(7)的输出端接到主控芯片(15)的输入端；所述串口电平转换电路(8)与主控芯片(15)相连，串口电平转换电路(8)与上位机(3)的串口相连；所述LIN协议接口电路(9)与主控芯片(15)相连；所述分压电阻(4)连接到分压电阻调速接口(10)上，分压电阻调速接口(10)与主控芯片(15)相连；所述在线编程与仿真接口(11)与主控芯片(15)相连；所述功率管导通控制电路(13)的输入端与主控芯片(15)的输出端子相连，功率管导通控制电路(13)的输出端与6路场效应功率管(14)的输入端相连，6路场效应功率管(14)的输出端接到直流无刷电机(2)上；电流检测与过流保护电路(16)的输入端接到6路场效应功率管(14)的输出端，电流检测与过流保护电路(16)的输出端接到主控芯片(15)上；所述电源变换电路(12)的输出端与功率管导通控制电路(13)、主控芯片(15)相连，电源变换电路(12)由开关电源芯片电路、∏型滤波电路和线性电源芯片电路组成。
2.根据权利要求1所述的带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，其特征在于：所述开关电源芯片电路包括芯片U6，芯片U6的脚1连接到电阻R25的输出端，电阻R25的输入端接到VBUS_D电源输入端子，电阻R25的输入端串联到电容C18后接地，电阻R25的输出端连接到电容C19的输入端以及电容C20的输入端，电容C19和电容C20的输出端均接地；所述芯片U6的脚3连接到电阻R26的输入端，并连接到VCC5V电源输出端，电阻R26的输出端串接LED-Green后接地。
3.根据权利要求1所述的带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，其特征在于：所述∏型滤波电路包括芯片U9，芯片U9的脚7连接到二极管D5的输出端，二极管D5的输入端接到Vmotor电源输入端子，二极管D5的输出端接到电容C33的输入端，电容C33的输出端接地；所述芯片U9的脚8连接到电感L2的输入端，电感L2的输出端接到2675OUT电源输出端；所述芯片U9的脚6连接到二极管D7、电容C37以及电容C36的输入端，二极管D7的输出端接到电感L2的输入端，电容C37的输出端接到电感L2后接到芯片U9的脚4，电容C36的输出端接到电感L2的输出端。
4.根据权利要求1所述的带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，其特征在于：所述线性电源芯片电路包括电容C34、电感L1、电容C38、二极管D8、电阻R38和二极管D9，电感L1的输入端连接电容C34的输入端，并接到VIN电源输入端子上，电容C34输出端接地；所述电感L1的输出端连接电容C38、二极管D8的输入端，电容C38的输出端接地，二极管D8的输出端连接到电阻R33的输入端，并接到VBUS_D电源输入端子上；所述电阻R33的输出端接到二极管D9的输出端，并接到VIR2101电源输出端子上，二极管D9的输入端接地。

说明书全文

带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作 电压范围轻型控制器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电动机技术领域，具体为带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器。

背景技术

[0002] 市场上销售的带霍尔传感器直流无刷电动机控制器种类繁多，但是其工作电压范围具有局限性，无法适应在不同电压下使用，基于此，提出带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，具有工作电压范围宽的优点，解决了现有技术中工作电压范围窄，使用具有一定局限性的问题。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，包括控制电路板、直流无刷电机、上位机和分压电阻，所述控制电路板上集成有主控芯片、霍尔元件接口电路、串口电平转换电路、LIN协议接口电路、分压电阻调速接口、在线编程与仿真接口、电源变换电路、功率管导通控制电路、6路场效应功率管和电流检测与过流保护电路；所述直流无刷电机的霍尔传感器连接到霍尔元件接口电路的端口，霍尔元件接口电路的输出端接到主控芯片的输入端；所述串口电平转换电路与主控芯片相连，串口电平转换电路与上位机的串口相连；所述LIN协议接口电路与主控芯片相连；所述分压电阻连接到分压电阻调速接口上，分压电阻调速接口与主控芯片相连；所述在线编程与仿真接口与主控芯片相连；所述功率管导通控制电路的输入端与主控芯片的输出端子相连，功率管导通控制电路的输出端与6路场效应功率管的输入端相连，6路场效应功率管的输出端接到直流无刷电机上；电流检测与过流保护电路的输入端接到6路场效应功率管的输出端，电流检测与过流保护电路的输出端接到主控芯片上；所述电源变换电路的输出端与功率管导通控制电路、主控芯片相连，电源变换电路由开关电源芯片电路、∏型滤波电路和线性电源芯片电路组成。

[0005] 优选的，所述开关电源芯片电路包括芯片U6，芯片U6的脚1连接到电阻R25的输出端，电阻R25的输入端接到VBUS_D电源输入端子，电阻R25的输入端串联到电容C18后接地，电阻R25的输出端连接到电容C19的输入端以及电容C20的输入端，电容C19和电容C20的输出端均接地；所述芯片U6的脚3连接到电阻R26的输入端，并连接到VCC 5V电源输出端，电阻R26的输出端串接LED-Green后接地。

[0006] 优选的，所述∏型滤波电路包括芯片U9，芯片U9的脚7连接到二极管D5的输出端，二极管D5的输入端接到Vmotor电源输入端子，二极管D5的输出端接到电容C33的输入端，电容C33的输出端接地；所述芯片U9的脚8连接到电感L2的输入端，电感L2的输出端接到2675OUT电源输出端；所述芯片U9的脚6连接到二极管D7、电容C37以及电容C36的输入端，二极管D7的输出端接到电感L2的输入端，电容C37的输出端接到电感L2后接到芯片U9的脚4，电容C36的输出端接到电感L2的输出端。

[0007] 优选的，所述线性电源芯片电路包括电容C34、电感L1、电容C38、二极管D8、电阻R38和二极管D9，电感L1的输入端连接电容C34的输入端，并接到VIN电源输入端子上，电容C34输出端接地；所述电感L1的输出端连接电容C38、二极管D8的输入端，电容C38的输出端接地，二极管D8的输出端连接到电阻R33的输入端，并接到VBUS_D电源输入端子上；所述电阻R33的输出端接到二极管D9的输出端，并接到VIR2101电源输出端子上，二极管D9的输入端接地。

[0008] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

[0009] 本带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，当输入电压为10V-15V时，通过∏型滤波电路的2675OUT电源输出端以及线性电源芯片电路的VIR2101电源输出端子接到功率管导通控制电路均可为其供电；当电源电源接到线性电源芯片电路的VIN电源输入端子上，由线性电源芯片电路将电压转换成5V电压输出为为主控芯片、直流无刷电机以及霍尔元件接口电路工作供电；当输入电压为15V-40V时，通过开关电源芯片电路的VCC 5V和∏型滤波电路得到12V电源给功率管导通控制电路供电，此12V电源还供应给线性电源芯片电路，线性电源芯片电路将12V电源处理后得到5V电源为主控芯片、直流无刷电机以及霍尔元件接口电路；整体工作电压范围为10V-40V，工作电压范围宽。
附图说明

[0010] 图1为本实用新型的整体结构框图；

[0011] 图2为本实用新型的开关电源芯片电路图；

[0012] 图3为本实用新型的∏型滤波电路图

[0013] 图4为本实用新型的线性电源芯片电路图。

[0014] 图中：1、控制电路板；2、直流无刷电机；3、上位机；4、分压电阻；7、霍尔元件接口电路；8、串口电平转换电路；9、LIN协议接口电路；10、分压电阻调速接口；11、在线编程与仿真接口；12、电源变换电路；13、功率管导通控制电路；14、6路场效应功率管；15、主控芯片；16、电流检测与过流保护电路。

具体实施方式

[0015] 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技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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做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。

[0016] 请参阅图1-4，带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，包括控制电路板1、直流无刷电机2、上位机3和分压电阻4，控制电路板1上集成有主控芯片15、霍尔元件接口电路7、串口电平转换电路8、LIN协议接口电路9、分压电阻调速接口10、在线编程与仿真接口11、电源变换电路12、功率管导通控制电路13、6路场效应功率管14和电流检测与过流保护电路16；直流无刷电机2的霍尔传感器连接到霍尔元件接口电路7的端口，提供直流无刷电机2运转时的转子位置信息，霍尔元件接口电路7的输出端接到主控芯片15的输入端；串口电平转换电路8与主控芯片15相连，串口电平转换电路8与上位机3的串口相连；LIN协议接口电路9与主控芯片15相连，串口电平转换电路8和LIN协议接口电路9两种接口用来实现数字化控制方式，在调试和正时运行时都可以发出指令，得到直流无刷电机2运行状态信息；分压电阻4连接到分压电阻调速接口10上，分压电阻调速接口10与主控芯片15相连，在分压电阻调速方式下，可通过调整电阻分压来实现转速调整；在线编程与仿真接口11与主控芯片15相连实现程序下载和硬件仿真功能；功率管导通控制电路13的输入端与主控芯片15的输出端子相连，功率管导通控制电路13的输出端与6路场效应功率管14的输入端相连，6路场效应功率管14的输出端接到直流无刷电机2上；电流检测与过流保护电路16的输入端接到6路场效应功率管14的输出端，电流检测与过流保护电路16的输出端接到主控芯片15上；电源变换电路12的输出端与功率管导通控制电路13、主控芯片15相连，电源变换电路12由开关电源芯片电路、∏型滤波电路和线性电源芯片电路组成，电源变换电路12用于提供工作所需的电能。

[0017] 其中：开关电源芯片电路包括芯片U6，芯片U6的脚1连接到电阻R25的输出端，电阻R25的输入端接到VBUS_D电源输入端子，电阻R25的输入端串联到电容C18后接地，电阻R25的输出端连接到电容C19的输入端以及电容C20的输入端，电容C19和电容C20的输出端均接地；芯片U6的脚3连接到电阻R26的输入端，并连接到VCC 5V电源输出端，电阻R26的输出端串接LED-Green后接地。

[0018] 其中：∏型滤波电路包括芯片U9，芯片U9的脚7连接到二极管D5的输出端，二极管D5的输入端接到Vmotor电源输入端子，二极管D5的输出端接到电容C33的输入端，电容C33的输出端接地；芯片U9的脚8连接到电感L2的输入端，电感L2的输出端接到2675OUT电源输出端；芯片U9的脚6连接到二极管D7、电容C37以及电容C36的输入端，二极管D7的输出端接到电感L2的输入端，电容C37的输出端接到电感L2后接到芯片U9的脚4，电容C36的输出端接到电感L2的输出端。

[0019] 其中：线性电源芯片电路包括电容C34、电感L1、电容C38、二极管D8、电阻R38和二极管D9，电感L1的输入端连接电容C34的输入端，并接到VIN电源输入端子上，电容C34输出端接地；电感L1的输出端连接电容C38、二极管D8的输入端，电容C38的输出端接地，二极管D8的输出端连接到电阻R33的输入端，并接到VBUS_D电源输入端子上；电阻R33的输出端接到二极管D9的输出端，并接到VIR2101电源输出端子上，二极管D9的输入端接地。

[0020] 该带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，在接通各模块的电源后，当输入电压为10V-15V时，输入电压的正极连接到∏型滤波电路的Vmotor电源输入端子和线性电源芯片电路的VIN电源输入端子上，输入电压负极接地，通过∏型滤波电路的2675OUT电源输出端以及线性电源芯片电路的VIR2101电源输出端子接到功率管导通控制电路13均可为其供电；当电源电源接到线性电源芯片电路的VIN电源输入端子上，由线性电源芯片电路将电压转换成5V电压输出为为主控芯片15、直流无刷电机2以及霍尔元件接口电路7供电；当输入电压为15V-40V时，输入电压正极连接到∏型滤波电路的Vmotor电源输入端子，输入电压负极接地，线性电源芯片电路的VIN电源输入端子连接到∏型滤波电路的
2675OUT电源输出端，通过开关电源芯片电路的VCC 5V和∏型滤波电路得到12V电源给功率管导通控制电路13供电，此12V电压还供应给线性电源芯片电路，线性电源芯片电路将12V电压处理后得到的5V电压为主控芯片15、直流无刷电机2以及霍尔元件接口电路7供电；整体工作电压范围为10V-40V，工作电压范围宽。

[0021] 综上所述：本带霍尔传感器直流无刷电动机宽工作电压范围轻型控制器，当输入电压为10V-15V时，通过∏型滤波电路的2675OUT电源输出端以及线性电源芯片电路的VIR2101电源输出端子接到功率管导通控制电路13均可为其供电；当电源接到线性电源芯片电路的VIN电源输入端子上，由线性电源芯片电路将电压转换成5V电压输出为主控芯片15、直流无刷电机2以及霍尔元件接口电路7供电；当输入电压为15V-40V时，通过开关电源芯片电路的VCC 5V和∏型滤波电路得到12V电压给功率管导通控制电路13供电，此12V电压还供应给线性电源芯片电路，线性电源芯片电路将12V电压处理后得到的12V电压为主控芯片15、直流无刷电机2以及霍尔元件接口电路7供电；整体工作电压范围为10V-40V，工作电压范围宽。

[0022] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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