[实用新型]一种多个四旋翼无人飞行器三相无刷电机调速集成电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种三相无刷电机转速控制电路。 

背景技术

随着四旋翼无人飞行器在国内逐渐发展，四旋翼无人飞行器的电机控制电路也在不断更新，出现基于I2C通信和PWM通信方式的无刷电机调速器，它们能够快速响应信号，并能够输出大电流，使无刷电机在工作时候更稳定。 

目前大多数用户采用的四旋翼无人飞行器的电机控制方式是购买商品电调或者是开源项目所提供的电调电路，但这些电路大多都是独立控制一个三相无刷电机，需要同时在飞行器上安装4个电调，这样占用了飞行器的空间，还影响了飞行器的重力分布。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种能够集成4个三相无刷电机调速电路于一体的电路，外部控制设备与各三相无刷电机调速子模块之间的通信方式都是I2C通信，并能够使用航模遥控器来控制三相无刷电机的转速。 

本实用新型的目的是这样实现的： 

本实用新型的无刷电机调速电路的构成包括四个以ATmega8单片机为控制核心的三相无刷电机调速子模块、即第一无刷电机调速子模块M0至第四无刷电机调速子模块M3，三相无刷电机调速电路主板M；每个三相无刷电机调速子模块中都包括ATmega8芯片C1、ISP调试接口C2、串行通信接口C3、子模块I2C通信地址选择接口C4、三相全桥逆变电路C5、PC机C6、无刷电机C7、电源模块S1、电源指示电路S2、I2C总线通信接口S3、外部控制设备S4、航模遥控器S5；在每个三相无刷电机调速子模块中ISP调试接口C2、串口通信接口C3、子模块I2C通信地址选择接口C4都分别与C1相连，ISP调试接口C2一端连接C1另一端连接PC机C6，串行通信接口C3一端连接C1另一端连接PC机C6或航模遥控器S5，三相全桥逆变电路C5一端连接C1另一端连接三相无刷电机C7，每个模块中的子模块I2C通信地址选择接口C4可以通过跳线帽连接到地来选择子模块在I2C总线中的地址。4个三相无刷电机调速子模块的I2C通信接口管脚均连接到I2C总线通信接口S3，而后与外部控制设备S4相连。 

本实用新型的结构特点是： 

1.利用无刷电机调速电路母板同时连接四个三相无刷电机调速子模块。 

2.四个三相无刷电机调速子模块通过I2C总线连接在一起，可以同时与外部控制设备通信。 

3.四个三相无刷电机调速子模块均设有子模块I2C通信地址选择接口，可以方便的更改每一个三相无刷电机调速子模块的I2C通信地址。 

4.每一个三相无刷电机调速子模块都配有线间反电动势检测电路，可以很好的对电机转子位置进行估算，使速度更准确。 

5.每一个三相无刷电机调速子模块都配有电压保护电路，可以很好的保护电路安全。 

本实用新型中实际解决的问题是实现了集成4个三相无刷电机调速子模块在一块电路板上，是飞行器的空间解放，并将重心集中，减少了飞行器的飞行质量。 

本实用新型的优点和效果： 

1.本实用新型将4个单独的三相无刷电机调速模块集合在一块电路中，可以统一提供电源，节约了电路成本。 

2.每个三相无刷电机调速子模块均为独立的模块，可以完成特定的功能。 

3.整个电路采用I2C总线通信方式将4个三相无刷电机调速子模块连接在一起，统一与外部控制设备相连，节省了接口。 

4.整个电路的还包括了一个串行通信接口，可以与航模遥控器连接，可以通过航模遥控器来控制电机转速，实现飞行器的遥控飞行。 

5.以性价比高的ATmega8单片机为主控芯片，它自身功能强大，具有串行通信模块（SCI）、数模转换器（ADC）和脉宽调制输出模块（PWM），并且支持I2C总线协议如，同时该芯片价格低廉，使整个电路的成本降低， 

附图说明

图1为本实用新型的系统原理结构图； 

图2为过电压保护电路原理图； 

图3为I2C通信地址选择接口电路原理图； 

图4为ISP调试电路原理图； 

图5为系统状态指示电路原理图； 

图6为串行通信接口电路原理图； 

图7为线间电动势检测电路原理图； 

图8a为三相全桥逆变A相电路原理图； 

图8b为三相全桥逆变B相电路原理图； 

图8c为三相全桥逆变C相电路原理图； 

图9为ATmega8单片机的电路原理图； 

图10为电路母板上电源模块原理图； 

图11为电路母板上电源指示电路原理图； 

图12为电路母板上的I2C通信接口电路原理图。