專利名稱：一種安全可靠的直流無刷電機控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制裝置，具體涉及一種安全可靠的直流無刷電機 控制裝置。
技術背景
直流無刷電機是一種效率高、噪聲低、體積小、可靠性好、使用壽命長 的電機，現廣泛用于各種家用電器，其中燃氣熱水器使用最多，因燃氣熱水 器的氣體燃燒產生大量有害氣體，影響人們的身體健康，甚至危及人的生命， 需要由排氣扇通過管道外排，以往的排氣扇電機大都采用交流電機，噪聲大， 能耗高，使用直流無刷電機就能大大改善產品性能，既節能又環保。但由于 直流無刷電機控制裝置由電子元器件組成，加上設計的缺陷，在燃氣熱水器
生產和使用過程中，容易產生誤動作燒壞控制板的功率驅動IC，造成燃氣熱
水器產品的維修返工，既增加了產品成本，也給用戶帶來了不便。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是解決上述現有技術存在的問題，而 提供一種實時檢測直流無刷電機工作電壓和電流、過壓過流保護、同時防止 功率驅動芯片損壞、安全可靠的直流無刷電機控制裝置。
本實用新型采用的技術方案是這種直流無刷電機控制裝置，包括霍爾 位置檢測電路、主控芯片、功率驅動芯片，主控芯片和功率驅動芯片通過連 接器與外控制單元相連接，霍爾位置檢測電路安裝在直流無刷電機一端靠近 轉子的控制板上，產生信號，連接主控芯片輸入端，主控芯片輸出端連接功率驅動芯片輸入端，功率驅動芯片輸出端連接直流無刷電機，本實用新型的 特征是在霍爾位置檢測電路的電源端接入電源延時開通電路，或者在霍爾 位置檢測電路的接地端接入接地延時開通電路，在主控芯片的控制電機運轉 使能端，接入電機工作電壓電流實時檢測電路。
上述技術方案中，在霍爾位置檢測電路電源端接入的電源延時開通電路 為復合式三極管開關電路，其中連接霍爾位置檢測電路電源的開關三極管基 極連接延時導通三極管集電極，延時導通三極管的基極接入阻容延時電路。
上述技術方案中，在霍爾位置檢測電路接地端接入的接地延時開通電路 為延時開關三極管電路，三極管的基極接阻容延時電路，三極管的集電極和 發射極分別接霍爾元件下置電阻和地。
上述技術方案中，電機工作電壓電流實時鑒測電路由二個比較器構成， 二個比較器的輸入"+ "端分別連接各自電阻分壓電路構成的標準電壓端和 標準電流端，二個比較器的輸入"一"端分別連接電機工作電壓取樣端和電 機工作電流取樣端，電流監測比較器輸出端通過二極管連接電壓鑒測比較器 的"+ "端，電壓鑒測比較器輸出端連接主控芯片的控制電機運轉使能端。 由于現有技術如日本設計的控制電路存在著如下明顯的缺點. l、未對直流無刷電機電流、電壓進行監控，雖然主控芯片IC1能
控制功率驅動芯片IC2的上下臂功率管順序導通，但當電機工作電壓增大 時，電機電流也隨著增大，電流大于功率驅動芯片IC2的最大值時，IC2 就損壞；
2、 在上電抖動或在熱撥插中，霍爾位置檢測信號不穩定，主控芯 片IC1有異常輸出，導致功率驅動芯片IC2的同組上下臂功率管同時導通，使IC2損壞。
本實用新型在霍爾位置檢測電路的電源端或接地端接入延時開通電路， 使控制裝置在上電開始階段，霍爾元件無電源供電，主控芯片IC1判斷無位 置，驅動控制端輸出為"0"，關閉功率驅動芯片IC2的所有功率管，在控制 板上電500ms后，接通霍爾位置檢測電路的電源，主控芯片IC1確定電機位 置，順序給出電機運轉控制信號，電機正常運轉，這樣，既使在上電抖動或 連接器熱撥插時，也能保證功率驅動芯片IC2不會損壞，保證了電機使用壽 命長。
本實用新型還通過二個比較器構成電機工作電壓、電流實時鑒測電路， 對電機實時鑒測，過流過壓，則主控芯片IC1無輸出，電機停止運轉，有效 的保護了直流無刷電機，安全可靠，使電機始終處于正常工作狀態中，使用 壽命長。


圖1為本實用新型實施例1電路圖
圖2為本實用新型實施例2電路圖具體實施方式
參見附圖，本實用新型包括霍爾位置檢測電路Hl、 H2、 H3、主控芯片 IC1、功率驅動芯片IC2，主控芯片ICl和功率驅動芯片IC2通過連接器CON 與外控制單元相連接，霍爾位置檢測電路H1、 H2、 H3安裝在直流無刷電機 一端靠近轉子的控制板上，產生的信號連接主控芯片IC1輸入端，主控芯片 IC1輸出端11 16腳連接功率驅動芯片IC2輸入端，功率驅動芯片輸出端3、 7、 IO腳連接直流無刷電機，在霍爾位置檢測電路的電源端接入電源延時開通電路GB2、 GB1、 RB1、 RB2、 CB，或者在霍爾位置檢測電路的接地端接入 接地延時開通電路GA、 RA1、 RA2、 CA ，在主控芯片IC1的控制電機運轉 使能端10腳，接入電機工作電壓電流實時檢測電路IC3。在霍爾位置檢測電 路電源端接入的電源延時開通電路為復合式三極管開關電路，其中連接霍爾 位置檢測電路電源的開關三極管GB2基極連接延時導通三極管GB1集電極， 延時導通三極管的基極接入阻容延時電路RB1、 CB、 RB2、 GB1。上述在霍 爾位置檢測電路接地端接入的接地延時開通電路為延時開關三極管電路，三 極管GA的基極接阻容延時電路RA1、 RA2、 CA，三極管GA的集電極和發 射極分別接霍爾元件H3和下置電阻地。
上述電機工作電壓電流實時鑒測電路IC3由二個比較器構成，二個比較 器的輸入"+ "端分別連接各自電阻分壓電路即R19、 R20和R16、 R17構成 的標準電壓端和標準電流端，二個比較器的輸入"一"端分別連接電機工作 電壓取樣端IC2的1腳、R22、 R21和電機工作電流取樣端Rs、 R18、 C8，電 流鑒測比較器輸出端IC3的1腳通過二極管D連接電壓鑒測比較器的"+ " 端IC3的5腳，電壓鑒測比較器輸出端IC3的7腳連接主控芯片IC1的控制 電機運轉使能端IC1的10腳。
下面對本實用新型的兩個主要技術特征分述如下
一、霍爾位置檢測電路的電源控制或接地控制
參見圖1 ，在霍爾位置檢測支路電阻R2下接入由NPN管GA、電阻RA1 、 RA2、電容CA組成的接地延時開通電路。當+ 12V電源加上時，由于CA的 作用，GA不導通，霍爾元件H1、 H2、 H3無電源，不工作，隨著電流經RA1 向CA充電，CA電壓逐漸增高，當CA上的電壓等GA管基極導通電壓時，GA導通，霍爾元件H1、 H2、 H3工作，此時IC1早己進入穩定狀態，檢測出 位置狀態，輸出正確的信號，當電源斷開時，CA電荷通過GA、 RA2迅速放 電，為下次上電作準備。
參見圖2，在霍爾位置檢測支路電阻R1上端接入電源延時開通電路，它 由一個PNP管GB2、 一個NPN管GB1、電阻RB1、 RB2、 RB3和電容CB 組成，當+ 12V電源加上時，由于CB作用，GB1、 GB2不導通，霍爾元件 Hl、 H2、 H3無電源不工作，隨著電路經RB1向CB充電，CB上電壓逐漸 增高，當CB上電壓等于GB1基極導通電壓時，GB1、 GB2導通，霍爾元件 Hl、 H2、 H3工作，此時IC1早已進入穩定狀態，檢測出位置狀態，輸出正 確信號。當電源斷開時，CB上電荷通過GB1、 RB2迅速放電，為下次上電作 準備。
二、對電機工作電壓、電流進行連動實時鑒測
參見圖l、圖2，它由R16、 R17、 R18、 R19、 R20、 R21、 R22、 RS、 C8、 C9、 CIO、 二極管D、 IC3組成，鑒測電壓比較放大器輸出端連接主控芯片IC1 的控制電機運轉使能端IO腳。電壓鑒測是R19、 R20接入+12V與地之間， 通過電阻分壓設定控制電機工作電壓標準，并接入電壓比較放大器"+ "端 第5腳，C9并接在R20旁，電機工作電壓通過R21、 R22分壓接入電壓比較 放大器"一"端第6腳，C10并接在R22旁，C10為高頻電壓旁路電容。當 電機工作電壓在規定值范圍內，R22和C10電壓低于R20和C9上的電壓， 比較放大器第7腳輸出為高，IC1的控制電機運轉使能端第IO腳為高，電機 運轉，當電機工作電壓增高，R22和C10的電壓增大，此電壓大于設定標準 控制電壓，比較放大器IC3第7腳輸出為低，即控制電機運轉使能端為低，電機停轉。
電流鑒測是R16、 R17接入+12V與地之間，通過電阻分壓設定控制電 流標準，接入電壓比較放大器IC3的第3腳("+ "端)，電機工作電流流過 反饋電阻RS，在RS上產生一個反饋電壓，經R18接入比較放大器IC3的"—" 端，即第2腳，同時，接上高頻旁路電容C8。比較放大器的輸出IC3第1腳 通過二極管D連接到鑒測電壓比較放大器的"+ "端，即IC3的第5腳。當 電機工作電流小于設置電流，在RS反饋電壓小于"+ "端設定電壓，比較放 大器輸出為高，即IC3第1腳為高，IC1的控制電機運轉使能端為高，電機運 轉。當電機工作電流大于設置電流值，RS反饋電壓大于"+ "端設定電壓， 比較放大器輸出端為低，即IC3第1腳為低，通過二極管D使C9迅速放電， 使鑒測電壓的比較放大器"+ "端即IC3第5腳電壓低于IC3第6腳電壓， 鑒測電壓的比較放大器IC3第7腳輸出為低，IC1的控制電機運轉使能端為低， 電機停轉。電機停轉后，+12V電源通過R19向C9充電，當C9上電壓大于 C10上電壓，鑒測電壓比較放大器輸出為高，IC1的控制電機運轉使能端為高， 電機運轉。繼續進行電流鑒別，只要電機工作電流小于設定的電流，電機繼 續運轉；只要電機電流大于設定的電流，電機間隔工作，間隔的時間為R19 向C9充電時間。
本實用新型采用的元件，IC1為NJM2624,IC2為SMA6010，IC3為LM393。
權利要求1、一種安全可靠直流無刷電機控制裝置，包括霍爾位置檢測電路、主控芯片、功率驅動芯片，主控芯片和功率驅動芯片通過連接器與外控制單元相連接，霍爾位置檢測電路安裝在直流無刷電機一端靠近轉子的控制板上，產生的信號連接主控芯片輸入端，主控芯片輸出端連接功率驅動芯片輸入端，功率驅動芯片輸出端連接直流無刷電機，其特征在于在霍爾位置檢測電路的電源端接入電源延時開通電路，或者在霍爾位置檢測電路的接地端接入接地延時開通電路，在主控芯片的控制電機運轉使能端，接入電機工作電壓、電流實時檢測電路。
2、 根據權利要求l所述安全可靠的直流無刷電機控制裝置，其特征在于 在霍爾位置檢測電路電源端接入的電源延時開通電路為復合式三極管開關電 路，其中連接霍爾位置檢測電路電源的開關三極管基極連接延時導通三極管 集電極，延時導通三極管的基極接入阻容延時電路。
3、 根據權利要求l所述安全可靠的直流無刷電機控制裝置，其特征在于 在霍爾位置檢測電路接地端接入的接地延時開通電路為延時開關三極管電 路，三極管的基極接阻容延時電路，三極管的集電極和發射極分別接霍爾元 件下置電阻和地。
4、 根據權利要求1所述的安全可靠的直流無刷電機控制裝置，其特征在 于電機工作電壓、電流實時鑒測電路由二個比較器構成，二個比較器的輸入"+"端分別連接各自電阻分壓電路構成的標準電壓端和標準電流端，二個 比較器的輸入"一"端分別連接電機工作電壓取樣端和電機工作電流取樣端， 電流監測比較器輸出端通過二極管連接電壓鑒測比較器的"+ "端，電壓鑒 測比較器輸出端連接主控芯片的控制電機運轉使能端。
專利摘要一種安全可靠的直流無刷電機控制裝置，包括霍爾位置檢測電路、主控芯片、功率驅動芯片，霍爾位置檢測電路安裝在直流無刷電機一端的控制板上，靠近轉子產生信號，連接主控芯片輸入端，主控芯片輸出端連接功率驅動芯片輸入端，功率驅動芯片輸出端連接直流無刷電機，在霍爾位置檢測電路的電源端接入電源延時開通電路，或者在霍爾位置檢測電路的接地端接入接地延時開通電路，在主控芯片的控制電機運轉使能端，接入電機工作電壓、電流實時檢測電路。本實用新型實時檢測直流無刷電機工作電壓和電流過壓過流保護，防止功率驅動芯片損壞，使用壽命長，安全可靠。
文檔編號H02P6/08GK201383785SQ200920009170
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月3日 優先權日2008年11月28日
發明者林立新 申請人:林立新