[发明专利]一种面包机用温度自平衡过热保护直流无刷电机驱动器

说明书

技术领域： 

本发明涉及到一种面包机用温度自平衡电路，特别是涉及到 一种面包机用温度自平衡过热保护直流无刷电机驱动器。

技术背景： 

面包机用直流无刷电机由驱动器和电机本体两大部份组成，其中直流无刷电机驱动器是其核心部件。传统的面包机用交流电机效率较低，一般在30%～40%之间，电磁噪音大，随着全球气候的恶化，建设资源节约型、环境友好型的社会普遍被各个国家所认可，高效节能的产品成为各个国家鼓励开发和使用的新产品，而直流无刷电机是一种高效率、低噪音的节能环保型产品，是原有低效率的交流电机的理想替代产品。

发明内容： 

本发明的目的就是要设计出一种用于面包机的带有温度自平衡过热保护功能的直流无刷电机驱动器。

本发明的目的是这样实现的：一种面包机用温度自平衡过热保护直流无刷电机驱动器，包括：控制芯片、转速测量输出回路、转速控制输入回路、霍尔转子位置传感器检测回路、温度测量回路、IPM功率模块回路、过流检测回路，其特征在于：所述的控制芯片采用120度硬件驱动控制芯片，上臂PWM控制方式，振荡频率设置为20KHz,转速控制电压在1.7V～6.0v；所述的温度测量回路并联在转速控制输入回路上，其包含有正温度系数热敏电阻R23以及晶体三极管Q2；过流检测回路并联在IPM功率模块回路上。 

所述的硬件驱动控制器回路（1）的FGS脚的电平状态可输出4脉冲/转或12脉冲/转。 

所述的霍尔转子位置传感器检测回路中采用霍尔ELEMENT作为转子位置检测传感器。 

本发明具有过流、欠压、温度自平衡过热保护等功能。本发明采用正温度系数热敏电阻与复合型数字晶体管进行组合，并利用晶体管在一定的基极电压下工作于放大区的特性，从而达到自平衡热保护的效果，提高了产品的安 全性和适用性，该驱动器结构紧凑，电路简单符合内置电机驱动器的要求，便于大规模批量生产。 

附图说明： 

图1是本发明的电路图；

图2是图1中控制芯片电路图；

图3是图1中转速测量输出回路电路图；

图4是图1中转速控制输入回路电路图；

图5是图1中霍尔转子位置检测回路电路图；

图6是图1中温度测量回路电路图；

图7是图1中IPM功率模块回路电路图；

图8是图1中过流检测回路电路图。

图中1、控制芯片，2、转速测量输出回路，3、转速控制输入回路，4、霍尔转子位置检测回路，5、温度测量回路，6、IPM功率模块回路，7、过流检测回路。 

具体实施方式 

下面结合附图1对本发明作进一步说明：

一种面包机用温度自平衡过热保护直流无刷电机驱动器，包括：控制芯片1、转速测量输出回路2、转速控制输入回路3、霍尔转子位置传感器检测回路4、温度测量回路5、IPM功率模块回路6、过流检测回路7，因为面包机需要低转速大扭矩，所以控制芯片1我们选用了ROHM公司生产的采用上臂PWM控制方式的120度硬件驱动控制芯片，为了降低开关噪音，其振荡频率设定为20KHz,转速控制电压在1.7V～6.0V范围内变化，当转速控制电压为6.0V时，对应PWM占空比为MAX95%，转速控制电压MIN为1.7V～2.5V，低于1.7V时电机停止转动，当转速控制电压大于2.5V时，控制芯片1通过检测三个霍尔转子位置传感器检测回路4的电平状态，来确定换相时刻和对应的6路输出换相状态，通过IPM功率模块回路6的内置预驱动电路放大6路驱动信号来驱动6个MOSFET功率晶体管，由功率晶体管输出相位相差120度电角度的方波来驱动三相绕组，从而产生三相旋转磁场来驱动电机运转，当从Vsp端子输入的转速控制电压从1.7V（min）逐渐上升时，PWM占空比也从零逐渐上升，施加在三相绕组上的线电压也逐渐上升，电机转速也同步上升，反之亦然。控制芯片1内部在电机旋 转时还根据霍尔信号的变化状态生成二种转速信号通过转速测量输出电路（Q1、R12）输出给上位控制计算机，根据客户不同的需要，通过设置控制芯片（1）FGS脚的电平状态可输出4脉冲/转和12脉冲/转。(R29、R30、R32、C21)为电流检测输出电路，当Idc端电压达到0.5V时，控制芯片（1）关断6路输出信号，电机停止转动。(R22、R23、R3、Q2)为温度测量电路，R23为正温度系数热敏电阻，当电机超负荷运行或发生异常状态时，随着电机温度的上升，R23的电阻值也不断变化，Q2基极的偏置电压也不断上升，当上升到一定值时，Q2开始工作于放大区，而温度测量电路并联在由（R7、C6、R22）构成的转速控制电路上，必然会拉低Vsp1的转速控制电压，从而使PWM的占空比下降，电机转带下降，电机输出功率下降，电机温度逐渐下降，当温度下降后Q2截止，电机继续恢复正常转速，从而达到一种动态平衡状态，而不是象传统的温度保护简单的直接让电机停止动转，这种温度保护方式可以让直流无刷电机驱动器用在一些不能停止运转的特殊场合，拓展了其应用范围，该温度自平衡过热保护直流无刷电机驱动器应用在面包机直流无刷电机产品上，得到了日本客户的认可和好评。