欧亚国际APP:无刷直流马达控制电路

来源：欧亚体育官网 作者：欧亚体育官网登录|发布时间：2024-09-08 09:28:34

　　无刷直流电机（BLDC）是一种高效、高可靠性、低噪声和低维护成本的电机，由于其优异的性能，在许多应用中得到了广泛的应用，例如家用电器、工业自动化、电动车等。控制BLDC电机需要一个专门的控制电路，以下是常用的几种BLDC电机控制电路：

　　三相桥式电机驱动器：这是一种常用的BLDC电机控制电路，它使用三相桥式电路来控制BLDC电机的相位和电流。三相桥式电路由六个功率晶体管组成，通过控制不同的晶体管通断，可以使电机转动并控制其速度和方向。

　　三相反电动势（EMF）：这种控制电路使用电机本身的三相EMF来控制电机转速和方向。它包括一个由三个电容器和三个绕组组成的桥式电路，通过改变电容器的充放电状态来控制电机的相位和电流。

　　磁传感器：这种控制电路使用磁传感器来检测电机的位置，并根据检测结果控制电机的相位和电流。磁传感器通常采用霍尔效应传感器或磁性编码器，可以准确地检测电机的转子位置和速度，并实现高精度的控制。

　　无传感器：这种控制电路不需要磁传感器来检测电机的位置，而是通过测量电机的EMF信号来确定转子位置和速度，并控制电机的相位和电流。无传感器具有简单、高效、低成本等优点，已经广泛应用于许多领域。

　　电子换向：这种使用半导体器件来控制电机的相位和电流，电机的换向过程通过控制不同的半导体开关来实现。电子换向通常具有高速、高效、低噪声等特点，适用于高速、高精度控制的应用。

　　磁致伸缩换向：这种利用磁致伸缩效应来实现电机的换向，通过改变磁场的方向来控制电机的相位和电流。磁致伸缩换向具有高速、高效、低成本等优点，适用于一些特殊应用场合。

　　无论采用何种控制电路，控制BLDC电机都需要一定的控制算法和软件支持。常用的控制算法包括三角函数PWM（Pulse Width Modulation）控制、反馈控制、PID（Proportional Integral Derivative）控制等。此外，还需要一些硬件设备支持，例如芯片、功率晶体管、磁传感器、编码器等。

　　总之，无刷直流电机控制电路可以根据不同的控制需求和技术要求选择不同的和算法，以实现高效、精确、可靠的电机控制。

　　以上是一些常用的BLDC电机控制电路，不同的电路具有不同的特点和适用范围，可以根据具体的应用需求和技术要求来选择和使用。

　　无刷直流电机驱动控制电路如图1 所示。该电路采用三相六臂全桥驱动方式，采用此方式可以减少电流波动和转矩脉动，使得电机输出较大的转矩。在电机驱动部分使用6个功率场效应管控制输出电压，四轴飞行器中的直流无刷电机驱动电路电源电压为12 V.驱动电路中，Q1~Q3采用IR公司的IRFR5305（P沟道），Q4~Q6为IRFR1205（N 沟道）。该场效应管内藏续流二极管，为场效应管关断时提供电流通路，以避免管子的反向击穿，其典型特性参数见表1.T1~T3 采用PDTC143ET 为场效应管提供驱动信号。

　　无刷直流电机驱动控制采用三相六状态控制策略，功率管具有六种触发状态，每次只有两个管子导通，每60°电角度换向一次，若某一时刻AB 相导通时，C 相截至，无电流输出。单片机根据检测到的电机转子位置，利用MOSFET的开关特性，实现电机的通电控制，例如，当Q1、Q5 打开时，AB 相导通，此时电流流向为电源正极→Q1→绕组A→绕组B→Q5→电源负极。类似的，当MOSFET 打开顺序分别为Q1Q5，Q1Q6，Q2Q6，Q2Q4，Q3Q4，Q3Q5时，只要在合适的时机进行准确换向，就可实现无刷直流电机的连续运转。

　　下图为无刷电机的三相全桥驱动电路，使用六个N沟道的MOSFET管（Q1～Q6）做功率输出元件，工作时输出电流可达数十安。为便于描述，该电路有以下默认约定：Q1/Q2/Q3称做驱动桥的“上臂”，Q4/Q5/Q6称做“下臂”。

　　图中R1/R2/R3为Q1/Q2/Q3的上拉电阻，连接到二极管和电容组成的倍压整流电路（原理请自行分析），为上臂驱动管提供两倍于电源电压（2×11V）的上拉电平，使上臂MOSFET在工作时有足够高的VGS压差，降低MOSFET大电流输出时的导通内阻，详细数据可参考MOS管DataSheet。

　　上臂MOS管的G极分别由Q7/Q8/Q9驱动，在工作时只起到导通换相的作用。下臂MOS由MCU的PWM输出口直接驱动，注意所选用的MCU管脚要有推挽输出特性。

　　图1示出采用8751单片机来控制直流无刷电动机的原理框图。8751的P1口同7406反相器联结控制直流无刷电动机的换相，P2口用于测量来自于位置传感器的信号H1、H2、H3，P0口外接一个数模转换器。

　　该装置应用电路工作原理如下图。它可以用于走廊、楼梯过道作为延时节能照明灯。上楼前在楼下按动一下 AN1－ANn中的任一个按钮，时基集成电路IC NE555的②脚受到低电平触发而置位，它的输出端③脚即即刻变为高电平，导致DM的④端也为高电平，故照明灯H此刻点亮。松开按钮，由于IC NE555工作于单稳态模式，其③脚要持续输出高电平一段时间。同时电源通过R2向C2充电，当C2两端的电压达到2/3电源电压时，NE555自动复位，其③脚又恢复为低电平，DM的④脚变为低电平于是导致内部电路关断，照明灯H自动熄灭。 这样，上楼时可以按下AN1－ANn中任意一只按钮，即可点亮照明灯；下楼时同理按动其中任意一只也

　　图原理 /

　　红灯数值控制电路 设计中使用74LS283全加器，它将A0A1A2A3和B0B1B2B3相加，和由S0S1S2S3输出，C1为进位输出。此电路实现东西方向绿灯与黄灯亮的时间总和等于南北方向红灯亮的时间的功能，。即东西方向绿灯亮9s后，转变为黄灯亮3s，同时南北方向的红灯亮12s，从而实现红灯显示数据与黄灯同步。 考虑到设计需要，本系统采用3片 74LS283 全加器， 74LS32 与 74LS08 芯片。该模块 电路也实现了二进制与BCD码的转换，使显示值大于9时十六进制转为BCD码。另外用加法器计算红灯显示值时，进行了1位16进制到2位BCD码的转换。其电路如图6所示。 图6 红灯数值控制电路原理图

　　在某些类别的电机驱动应用中，用户对不可预测、不均匀或不规则的电机行为几乎没有容忍度或根本没有容忍度。虽然这当然不能适用于所有电机驱动的产品——例如电动牙刷或电池供电的玩具，但它们始终密切关注材料清单 (BoM) 成本，并且几乎总是会接受少量不稳定的电机行为作为最小化电机成本的合理权衡——其他电机驱动应用需要更高水平的操作。 电动工具是一种产品类型的例子，其中可靠和可预测的电机性能是绝对必要的特征。考虑一下电动锯用户在启动时向后跳或产生向前“打嗝”运动的潜在伤害和/或不安 - 特别是如果他们刚刚在切割中间停止了工具。同样，市场将很快拒绝在每次使用期间以不同扭矩和/或加速度启动的电钻或类似电动工具。 这种对性能至关重要的电机系

　　电机控制的位置传感器选择 /

　　无刷直流 （BLDC） 电机的日益普及是由于使用了电子换向。这取代了由刷子在换向器上摩擦以激励直流电机电枢中的绕组的传统机制。而BLDC 电机可以采用不同的物理配置构建，根据定子绕组，这些可以配置为单相、两相或三相电机。 其中，单相感应马达和单相无刷直流(BLDC)马达已存在多年，广泛部署于家用电器(如冰箱)、工业空调系统及其他众多应用，提供了一个相对便宜驱动风扇的方法。虽然这类应用的物料成本很低，但这是错误的省钱方式，因为普遍存在于马达的低能效工作意味着相关功耗将维持在高水平，因此电费会更高。 此外，单相BLDC马达产生的相当大的噪声所引起的麻烦也要列入考虑。随着更强劲的国际环境立法及更多的消费者开始在意能效，都促进过时

　　电机解析：FT8215Q和FT8132Q /

　　引 言 芬兰等国家的自动气象站风传感器，多采用功率≤4W的加热装置，仅考虑温度指标，在气温≤4℃的天气条件下，由自动气象站自动启动加热装置，对风传感器进行加热，融化雨凇和雾凇对风传感器的冻结，但在我国的试点站运行中，效果并不十分理想，因此，解决风传感器雨雾凇冻害问题，仅考虑气温是不全面的。尹宪志等人对自动气象站风传感器雨雾凇冻害进行了研究，认为风传感器覆冰冻结是温度、湿度、风速等气象条件综合因素的结果，雨雾凇混合积冰出现频率高，对风传感器的冻结时间最长，危害最大，提出严重覆冰的基本条件及特征是温度为-5～0℃，平均风速≤5m/s,空气相对湿度 80%的冻雨或重雾雪天气。根据以上覆冰的临界条件，以气温、平均风速、相对湿度3

　　设计 /

　　1 引言 照明技术在过去的一百多年里， 经历了三个重要的发展阶段：白炽灯、荧光灯和HID 灯。LED 由于环保、寿命长、光电效率高等众多优点， 近年来在各行业应用得以快速发展。白光LED 的发光特性有这样的特点：白光LED 发光强度由驱动电流决定。当LED 两端电压发生波动时， 流过发光二极管中的电流变化较大， 而发光二极管的发光强度等比驱动电流， 因此驱动电流的好坏直接影响LED 的发光质量。 很多地方的照明LED 都是多路LED 来共同工作的，并且为了能够实现节能和配合调光消除阴影的目的，需要对多路LED 进行调光，文章给出了一种控制多路调光的方法。 2 整个系统的设计思路 图1 为整个系统的设计框架图， 计算机通过串口通信发

　　的设计与实现 /

　　超声电机是一种新型微特电机，其工作原理是通过压电材料的逆压电效应，使定子在超声频段微幅振动，依靠摩擦将振动转换成动子的旋转(直线)运动。超声电机具有体积小，重量轻、结构紧凑、响应快、无电磁干扰等优点，在航天宇航和军事装备等领域有着广泛的应用前景。 近些年来，我国在超声电机控制方面，提出了一些控制理论，并搭建了一些用于超声电机驱动的实际驱动与控制电路。2010年，薛雯玉硕士研究了基于DSP芯片的超声电机驱动，但驱动电路仍以传统的模拟电路为主，精度不高，不能实时的调频、调相。2011年，孙霖硕士研究了基于DSP/FPGA的超声电机驱动，利用DDS技术产生数字正弦波，虽然提高了精确度和实时性，但是浪费了很多芯片的逻辑资源

　　红外技术作为一种发现、探测和识别目标的重要手段在军民两用技术中有着广泛的应用，非制冷红外焦平面阵列技术的发展极大地提高了系统的性能。非制冷红外热像仪采用的是不需要制冷的热探测器焦平面阵列，利用红外辐射使焦平面上敏感像元的温度改变，从而使电阻随之改变，来探测目标的温度特性。所以，只有尽可能地保证焦平面阵列中各敏感像元自身基准温度稳定且一致，才能够提高热像仪的探测灵敏度，减小系统后期非均匀性校正的难度，最终从根本上提高热像仪的探测灵敏度，改善热像仪的成像性能。目。