技术领域
[0001] 本实用新型属于电机控制技术领域，尤其涉及一种直流有感无刷电机驱动器。
背景技术
[0002] 随着科技的发展，电机的应用范围越来越广，目前的电机按工作电源分类主要包括直流电机和交流电机。直流电机具有响应快速、较大的
起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但是因为直流电机要产生额定负载下行的转矩的性能，电枢
磁场与
转子磁场须恒维持90°，这就要藉由
碳刷及整流子，碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也收到限制。交流电机没有碳刷及整流子，免维护、坚固、应用广，单特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。
[0003] 现今，
半导体发展迅速，功率组件切换
频率加快了许多，微处理机速度亦越来越快，可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直
角坐标系中，适当控制交流电机在两轴
电流分量，无刷直流电机即是以
电子方式控制交流换相，以达到高性能驱动的。但是
现有技术的直流有感无刷直流电机驱动器存在控制效率低，功能结构复杂，安全性不足等缺点。实用新型内容
[0004] 本实用新型的
发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本实用新型提出了一种直流有感无刷电机驱动器。
[0005] 本实用新型的技术方案是：一种直流有感无刷电机驱动器，包括
微处理器、半桥驱动
电路、电流
采样电路、DC电源
接口及电机接口；
[0006] 所述微处理器通过485收发电路与通讯接口进行串口通讯，还通过与拨码
开关连接输入编码
信号，还依次通过第一滤波电路、第一过压
限幅与静电防护电路与限位信号接口连接输入限位信号，还依次通过第二滤波电路、第二过压限幅与静电防护电路与霍尔信号接口连接输入霍尔信号，还依次通过上拉/浮空/分压/滤波输入控制电路、第三过压限幅与静电防护电路与电位器/模拟/
数字信号接口连接输出IO
控制信号或输入
模拟信号及脉冲信号，还通过第一高频
干扰信号衰减电路与半桥驱动电路连接输出驱动控制信号；所述第一高频干扰信号衰减电路还通过
能耗制动电路与所述电流采样电路连接；
[0007] 所述半桥驱动电路通过功率放大电路与所述电流采样电路连接；
[0008] 所述电流采样电路依次通过信号放大电路、滤波与过压限幅电路、第二高频干扰信号衰减电路与所述微处理器连接输入检流信号，还与所述电机接口连接；
[0009] 所述DC电源接口依次通过滤波与浪涌
电压抑制电路和功率放大电路与所述电流采样电路连接；所述
浪涌电压抑制电路依次通过5V降压稳压模
块、高频干扰信号衰减与瞬态电压抑制电路及3.3V稳压电路向所述微处理器供电；所述5V降压稳压模块通过12V
升压电路分别向所述半桥驱动电路和信号放大电路供电，还通过12V升压电路和半桥上臂持续供电电路向所述半桥驱动电路供电，还通过
负压电路向信号放大电路供电；所述高频干扰信号衰减与瞬态电压抑制电路向485收发电路供电。
[0010] 进一步地，所述DC电源接口与滤波与浪涌电压抑制电路之间设置有保险丝。
[0011] 进一步地，所述电流采样电路与所述电机接口之间设置有保险丝。
[0012] 进一步地，所述微处理器还连接有EFPROM
存储器。
[0013] 进一步地，所述微处理器还连接有复位电路。
[0014] 进一步地，所述微处理器采用STM32F103RBT6
单片机。
[0015] 进一步地，所述半桥驱动电路采用IR2104半桥驱动芯片。
[0016] 进一步地，所述5V降压稳压模块采用LM5007
开关电源芯片。
[0017] 进一步地，所述3.3V稳压电路采用LM1117-3.3线性稳压芯片。
[0018] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的直流有感无刷电机驱动器采用微处理器、半桥驱动电路、电流采样电路、DC电源接口及电机接口对电机进行控制，并采用两个保险丝进行双重保护使得安全性大大提高，并且具有结构简单，控制效率、
精度高等优点，具有极大的应用前景。
附图说明
[0019] 图1是本实用新型的直流有感无刷电机驱动器结构示意图。
具体实施方式
[0020] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及
实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021] 如图1所示，为本实用新型的直流有感无刷电机驱动器结构示意图。一种直流有感无刷电机驱动器，包括微处理器、半桥驱动电路、电流采样电路、DC电源接口及电机接口。
[0022] 本实用新型的微处理器用于驱动器的信号进行控制，其功能可以采用MCU或单片机等控
制芯片实现，具体例如STM32F103RBT6等。本实用新型采用微处理器接受霍尔信号和进行输出逻辑转换，相较使用集成的无刷电机驱动IC，可实现更灵活、复杂的控制。
[0023] 微处理器通过485收发电路与通讯接口进行串口通讯，即用户可以通过通讯接口与驱动器进行串口通讯；微处理器还通过与拨码开关连接输入
编码信号，即用户可以通过拨码开关向驱动器输入编码信号。本实用新型采用485收发电路与通讯接口可实现使用通讯方式配置参数，以及通过
现场总线对多个驱动器控制。
[0024] 微处理器还依次通过第一滤波电路、第一过压限幅与静电防护电路与限位信号接口连接输入限位信号，即用户可以通过限位信号接口向驱动器输入限位信号；微处理器还依次通过第二滤波电路、第二过压限幅与静电防护电路与霍尔信号接口连接输入霍尔信号，即用户可以通过霍尔信号接口向驱动器输入霍尔信号。这里的第一滤波电路和第二滤波电路均采用电容实现。
[0025] 微处理器还依次通过上拉/浮空/分压/滤波输入控制电路、第三过压限幅与静电防护电路与电位器/模拟/数字信号接口连接输出IO控制信号或输入模拟信号及脉冲信号，即用户可以通过电位器/模拟/数字信号接口向驱动器输入模拟信号及脉冲信号或者从驱动器输出IO控制信号。这里的第一过压限幅与静电防护电路、第二过压限幅与静电防护电路和第三过压限幅与静电防护电路均采用ESD防护器件实现静电防护，具体例如PESD5V0U2BT等，采用稳压
二极管和
电阻实现过压限压；这里的上拉/浮空/分压/滤波输入控制电路采用单片机的一个IO接两个
串联的电阻实现上拉、分压和浮空，电容接单片机的一个IO和
输入信号间实现滤波控制。本实用新型采用上拉/浮空/分压/滤波输入控制电路可使本实用新型的驱动器同一输入端口接受多种信号，包括开关量、0～3.3V/0～10V模拟信号、0/3.3/5/24V数字信号等。
[0026] 微处理器还通过第一高频干扰信号衰减电路与半桥驱动电路连接输出驱动控制信号，向半桥驱动电路发送驱动控制信号；所述第一高频干扰信号衰减电路还通过能耗制动电路与所述电流采样电路连接。这里的能耗制动电路采用MOS管和大功率电阻实现。本实用新型采用能耗制动电路可使电机制动过程平稳。
[0027] 微处理器还连接有EFPROM存储器，这里的EFPROM存储器具体采用AT24C16等。
[0028] 微处理器还连接有复位电路，这里的复位电路采用电压监测复位IC实现，具体例如MAX809R等。
[0029] 本实用新型的半桥驱动电路通过功率放大电路与所述电流采样电路连接。
[0030] 本实用新型的电流采样电路依次通过信号放大电路、滤波与过压限幅电路、第二高频干扰信号衰减电路与所述微处理器连接输入检流信号，并且还与所述电机接口连接。为了防止驱动器输出电流过大对电机造成损坏，本实用新型在电流采样电路与所述电机接口之间设置有保险丝，从而实现对电机的有效保护，提高了驱动器使用的安全性。这里的信号放大电路采用精密运放器实现；这里的滤波与过压限幅电路采用π形滤波，管压二极管限幅；
[0031] 本实用新型的DC电源接口依次通过滤波与浪涌电压抑制电路和功率放大电路与所述电流采样电路连接；这里的功率放大电路采用N型大功率MOS管；这里的电流采样电路采用精密的几毫欧阻值的电阻实现。
[0032] 本实用新型的滤波与浪涌电压抑制电路依次通过5V降压稳压模块、高频干扰信号衰减与瞬态电压抑制电路及3.3V稳压电路向所述微处理器供电；这里的滤波与浪涌电压抑制电路采用电容进行滤波，采用TVS二极管进行浪涌抑制；这里的3.3V稳压电路采用线性稳压芯片，具体例如LM1117-3.3等。本实用新型的通过采用滤波与浪涌电压抑制电路可以有效防止驱动器与输入接口相连的器件被静电击坏，同时可防止电机产生的尖峰电压损坏驱动器。
[0033] 本实用新型的5V降压稳压模块通过12V升压电路分别向所述半桥驱动电路和信号放大电路供电，还通过12V升压电路和半桥上臂持续供电电路向所述半桥驱动电路供电，还通过负压电路向信号放大电路供电；这里的5V降压稳压模块采用开关电源芯片进行降压，具体例如LM5007等；这里的12V升压电路采用电荷
泵IC倍压进行升压，具体例如ICL7660等；这里的半桥驱动电路采用半桥驱动芯片，具体例如IR2104等；这里的半桥上臂持续供电电路采用
电荷泵IC升压得到高于DC电源接口电压的电压，使用电阻和稳压二极管对电压限幅，使用电容存储电荷；这里的负压电路采用电荷泵IC实现负压，具体例如ICL7660等。
[0034] 本实用新型的高频干扰信号衰减与瞬态电压抑制电路向485收发电路供电；这里的高频干扰信号衰减与瞬态电压抑制电路采用
磁珠进行高频干扰信号抑制，采用TVS进行瞬态电压抑制；这里的485收发电路采用485收发IC，具体例如MAX485等。
[0035] 为了防止DC电源接口输入的电流过大对驱动器造成损坏，本实用新型在DC电源接口与滤波与浪涌电压抑制电路之间设置有保险丝，从而实现对驱动器的有效保护，提高了驱动器使用的安全性。本实用新型的驱动器具有电流检测，可实现输出限流，而保护电机和驱动器功率管，也可间接实现对输出
力矩的限制。本实施例中微处理器与上述电路及上述各电路之间的连接为本领域技术人员的常用连接方式，本实用新型不做赘述。
[0036] 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体
变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
