[发明专利]智能型小功率电机控制器的控制电路和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是一种智能型小功率电机控制器的控制电路和控制方法。

背景技术

直流有刷电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，但普通的直流有刷电动机由于需要机械换相和电刷，可靠性差，需要经常维护；换相时产生电磁干扰，噪声大，影响了直流有刷电动机在控制系统中的进一步应用。为了克服机械换相带来的缺点，以电子换相取代机械换相的直流无刷电动机应运而生。30多年以来，随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术特别是大功率开关器件的发展，直流无刷电动机得到了广泛应用。

根据IMSResearch(电子行业研究机构)一项最新研究报告，2012到2017年间，应用于汽车行业的永磁直流无刷电机出货量将超过直流有刷电机和步进电机，永磁直流无刷电机出货量将上升52％，销售将超过4.62亿台。永磁直流无刷电机广泛应用于汽车中传动系统和底盘应用，如动力转向、传动驱动和发动机冷却系统，直流有刷电机主要应用于门锁、电动车窗等。

虽然直流无刷电机具有结构简单、体积小和成本低等优点，但是加上位置传感器后，体积变大，成本增加，安装精度要求高。为了降低控制系统的成本、体积和装配复杂度，基于反电势检测的无位置传感器技术营运而生，在各种无位置传感器控制方法中，反电动势法是目前技术最成熟、应用最广泛的转子位置检测方法。反电动势法优点是计算量小，易于实现。缺点就是启动困难，需要根据电机特性，精心设计启动频率、转子定位激磁时间和前导角。此外，传统车辆内，直流有刷电机或直流无刷电机分开控制，控制过程麻烦，且由于传统车辆的冷凝风扇采用继电器进行控制，不能根据需要调节转速，造成不必要的能源浪费，且具有较大的噪音。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能型小功率电机控制器的控制电路和控制方法，它将直流无刷电机和直流有刷电机同时采用一个控制模块进行控制，控制过程更为简单，用直流无刷电机和直流有刷电机分别根据水温自动调节电动水泵和冷凝风扇的电机转速，有效地节约了能源。

对于本发明的一种智能型小功率电机控制器的控制电路，其技术方案为：

包括直流无刷电机驱动电路，用于驱动电动水泵；

直流有刷电机驱动电路，用于驱动冷凝风扇；

与直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路连接的MCU单片机，用于控制直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路；

与MCU单片机连接的检测电路，用于检测冷凝风扇和电动水泵的水温并反馈给MCU单片机。

电源电路，用于为MCU单片机、直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路提供电能；

进一步的，所述的直流无刷电机驱动电路包括无刷电机驱动IC和与之连接的三相全桥驱动电路。

进一步的，所述的直流有刷电机驱动电路包括有刷电机预驱动电路和与之连接的功率驱动电路。

进一步的，所述的无刷电机驱动IC上连接有启动频率选择电路，用于控制直流无刷电机的启动频率。

对于本发明的一种智能型小功率电机控制器的控制方法，其技术方案为：所述的直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路通过与之连接的MCU单片机集中控制，所述的MCU单片机根据检测电路反馈的温度信号调节输入到直流无刷电机驱动电路和直流有刷电机驱动电路的脉冲调制信号，从而控制直流无刷电机和直流有刷电机的转速。

进一步的，所述的MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的控制方式为：

输出第一脉冲调制信号PWM1给直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC，用于控制直流无刷电机的转速。

输出转向控制信号给直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC，用于控制直流无刷电机的转向。

输出前导角控制信号给直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC，用于控制直流无刷电机的前导角。

进一步的，所述MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC输出的转向信号为高电平时，直流无刷电机正转；

MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC输出的转向信号为低电平时，直流无刷电机反转。

进一步的，所述MCU单片机对直流无刷电机驱动电路的无刷电机驱动IC输出的前导角控制信号为高电平、中电平、低电平时，直流无刷电机输出不同的前导角度。

进一步的，所述的MCU单片机输入第二脉冲调制信号PWM2给直流有刷电机驱动电路的有刷电机预驱动电路，控制直流有刷电机的转速。