[实用新型]一种正弦波无刷直流电机驱动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种正弦波无刷直流电机驱动器。

背景技术

目前各种小型家用电器一般采用无刷直流电机，因其无励磁绕组、无换向器、无电刷、无滑环，结构比一般传统的交、直流电动机简单，运行可靠，维护简单。与鼠笼型感应电动机相比，其结构的简单程度和运行的可靠性大体相当，但由于没有励磁铁耗和铜耗，功率在300W以下时，其效率比同规格的交流电机高10％～20％。

无刷直流电机一般采用方波驱动，采用霍尔传感器采样转子位置，以此为基准信号控制绕组强制换相。这种方案控制方法简单，成本低，在目前电动车方案中应用广泛。但由于方波驱动换相时会出现电流突变，导致转矩脉动较大，转动不平稳，噪声指标较差，难以在家电应用领域推广。而正弦驱动可以避免换相时的电流突变，虽然最大转矩会降低，但在噪声指标上有明显的优势

现有技术中采用电压正弦控制的，其电流矢量一般会滞后电压矢量，因此存在超前角补偿的问题；最常用的超前角补偿方法是实验法，通过一系列的测试，在不同负载，不同速度下进行测试，不断的调节超前角，以使得效率最优；通过测的这些超前角建表，然后在程序中进行补偿；该方法非常繁琐，且存在测试误差问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种正弦波无刷直流电机驱动器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种正弦波无刷直流电机驱动器，包括单片机，所述单片机连接有驱动芯片、运算电路和单霍尔传感电路，所述驱动芯片连接有MOSFET功率电路，所述MOSFET功率电路与直流无刷电机连接，所述单霍尔传感电路设置在所述直流无刷电机一侧。

优选地，所述运算电路包括第一运算电路和第二运算电路。

优选地，所述第一运算电路包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的输出端与所述单片机连接，所述运算放大器U1的输出端还连接电容C1的一端，所述电容C1的另一端接地，所述运算放大器U1的同相输入端通过依次连接的电阻R3和电阻4连接到所述MOSFET功率电路，所述运算放大器U1的同相输入端还通过电阻R2连接到外接电源VDD，所述运算放大器U1的同相输入端连接二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极连接到所述运算放大器的反相输入端，所述运算放大器U1的输出端还通过电阻R1连接到其反相输入端，所述运算放大器U1的反相输入端还通过电阻R5连接到所述MOSFET功率电路。

优选地，所述第二运算电路包括运算放大器U2，所述运算放大器U2的输出端与所述单片机连接，所述运算放大器U2的输出端还连接电容C2的一端，所述电容C2的另一端接地，所述运算放大器U2的输出端通过电阻R6连接到其反相输入端，所述运算放大器U2的反相输入端还通过电阻R9接地，所述运算放大器U2的同相输入端通过电阻R8与所述MOSFET功率电路，所述运算放大器U2的同相输入端还通过电阻R7连接到外接电源VDD。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用SVPWM控制，也就是电压正弦矢量控制；该控制算法比FOC磁场定向矢量控制运算量小，可以采用最具成本优势的8位单片机来实现；同时，由于采用的是正弦波控制，比起传统的方波控制，其噪声得到显著的改善，并通过检测U相下桥的MOSFET的导通压降来检测U相电流；然后通过U相电流的相位角和U相电压的相位角之差来补偿超前角。该方法可以自动实现超前角的补偿，以获得最高的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的结构框图；

图2是本实用新型一个实施例(不包括MOSFET功率电路)的电路图；

图3是本实用新型所述MOSFET功率电路的电路图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示的本实用新型所述一种正弦波无刷直流电机驱动器，包括单片机，所述单片机连接有驱动芯片、运算电路和单霍尔传感电路，所述驱动芯片连接有MOSFET功率电路，如图3所示，所述MOSFET功率电路包括6个所述MOSFET，所述MOSFET功率电路与直流无刷电机连接，所述单霍尔传感电路设置在所述直流无刷电机一侧，虽然单霍尔没有三霍尔分辨率高，但对于风扇、水泵等动态要求不高的场合，已经足够；另外单霍尔也没有霍尔安装偏差问题，且成本更低。