CN113193795B - 一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法 - Google Patents
一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113193795B CN113193795B CN202110577757.7A CN202110577757A CN113193795B CN 113193795 B CN113193795 B CN 113193795B CN 202110577757 A CN202110577757 A CN 202110577757A CN 113193795 B CN113193795 B CN 113193795B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- control module
- follow current
- synchronous rectification
- phase inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 41
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 20
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 101000739160 Homo sapiens Secretoglobin family 3A member 1 Proteins 0.000 description 5
- 101100518544 Mus musculus Otud6a gene Proteins 0.000 description 5
- 102100037268 Secretoglobin family 3A member 1 Human genes 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本申请涉及一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法,***包括霍尔传感器,用于获取无刷直流电机转子位置信息;第二控制模块用于接收霍尔传感器发出的转子位置信息,并生成同步整流开闭信号,还用于生成续流结束信号;三相逆变器,用于驱动无刷直流电机运动;第一控制模块,用于接收第二控制模块发出的同步整流开闭信号或者续流结束信号,并根据同步整流开闭信号或者续流结束信号控制三相逆变器;续流检测模块,用于检测三相逆变器中的三相电流,并将信号发送到第二控制模块;电源模块,用于对三相逆变器、第一控制模块、第二控制模块、霍尔传感器和续流检测模块进行供电。本申请具有兼具降低整流损耗和操作的流畅性的效果。
Description
技术领域
本申请涉及同步整流的领域,尤其是涉及一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法。
背景技术
在电动遥控模型车、飞机模型、船用模型中,往往需要用到运行顺畅、质量轻便的无刷直流电机,通常无刷直流电机连接有电调,电调能够根据控制信号调节无刷直流电机的转速。电调对无刷直流电机的控制,通常采用PWM(脉冲宽度调制)技术,且一般选择上桥MOSFET管(金氧半场效晶体管)PWM,下桥MOSFET管常开的方式。在电机两相导通,上桥MOSFET管PWM_OFF阶段,电机绕组线圈及MOSFET管内置的续流二极管形成续流回路,产生续流;同时在电机换相也会产生续流。虽然续流二极管的存在保护了电路中的其它元件的安全,但是续流二极管存在较大压降,续流损耗大,亦会造成桥臂发热大,降低了电调效率。
现有的整流技术采用开对管同步整流技术,采用通态电阻极低的专用功率MOSFET管来取代续流二极管以降低整流损耗;开对管同步整流为简易版同步整流技术,不用检测续流何时结束,仅在上MOSFET管关闭后打开下桥MOSFET管,电动遥控模型车在使用开对管同步整流技术后,降低了整流损耗。
针对上述中的相关技术,开对管同步整流技术中对应的下桥MOSFET管导通,此相绕组被钳至接地,且因为选择下管常开的PWM调制方式,对应的相绕组亦会接地,此时两相绕组直接短接而且接地,会造成两相绕组短接制动效果,从而造成电动遥控模型车在减速阶段会有主动刹车效果,产生顿挫感,操控不便,发明人认为存在有无法兼具降低整流损耗和操作流畅性的缺陷。
发明内容
为了兼具降低整流损耗和操作的流畅性,本申请提供一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法。
第一方面,本申请提供的一种电子调速器智能同步整流***,采用如下的技术方案:
一种电子调速器智能同步整流***,包括霍尔传感器,设置于无刷直流电机周侧,用于获取无刷直流电机转子位置信息;第二控制模块,信号连接于所述霍尔传感器,用于接收所述霍尔传感器发出的转子位置信息,并生成同步整流开闭信号,还用于生成续流结束信号;三相逆变器,电性连接于无刷直流电机的绕组线圈,用于驱动无刷直流电机运动;第一控制模块,信号连接于所述三相逆变器,用于接收第二控制模块发出的同步整流开闭信号或者续流结束信号,并根据同步整流开闭信号或者续流结束信号控制所述三相逆变器;续流检测模块,电性连接于所述三相逆变器与无刷直流电机之间,所述续流检测模块信号连接于所述第二控制模块,用于检测所述三相逆变器中的三相电流,并将信号发送到所述第二控制模块;电源模块,用于对三相逆变器、第一控制模块、第二控制模块、霍尔传感器和续流检测模块进行供电。
通过采用上述技术方案,霍尔传感器获取无刷直流电机的转子位置信号后,将信号发送到第二控制模块,第二控制模块根据位置信号获得无刷直流电机的实时转速信号,并与设定转速信号进行比较后,对第一控制模块发出PWM信号,第一控制模块驱动三相逆变器进行PWM。续流检测模块实时检测三相逆变器中的三相电流,并将检测信号发送到第二控制模块,第二控制模块根据检测信号判断续流是否结束,当得到续流结束信号后,第二控制模块将整流关闭信号发送给第一控制模块,第一控制模块控制三相逆变器关闭同步整流。电动遥控模型车等模型在运动过程中,在续流结束后及时地关闭同步整流,能够减少发热和去除电动遥控模型车等模型在减速阶段的主动刹车效果,使整个动力***安全、稳定和高效的运行。
可选的,所述三相逆变器包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂,所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的一端均与所述电源模块的正极电性连接,另一端与所述电源模块的负极电性连接。
通过采用上述技术方案,将三相逆变器分为三个桥臂,通过控制第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂的导通与断开,从而实现控制无刷直流电机的换向。
可选的,所述续流检测模块包括多个连接于各个桥臂的电阻和对应多个所述电阻数量设置的运算放大器,所述运算放大器的反相输入端a和同相输入端b分别连接对应电阻两端,所述运算放大器的输出端o信号连接于所述第二控制模块。
通过采用上述技术方案,通过对电阻的设置,能够通过检测电阻两端的电流检测三相逆变器中的三相电流;经运算放大器对电流信号放大处理后,输出到第二控制模块处理电流变化信号,从而实现实时监测续流状态。
可选的,所述第一控制模块包括驱动器智能控制子模块和驱动器子模块,所述驱动器智能控制子模块分别信号连接于所述驱动器子模块和所述第二控制模块,所述驱动器智能控制子模块用于接收所述第二控制模块的同步整流开闭信号或者续流结束信号,并将同步整流开闭信号或者续流结束信号处理后发送至所述驱动器子模块。
通过采用上述技术方案,在开始续流时,通过对驱动器智能控制子模块和驱动器子模块的设置,驱动器智能控制子模块接收第二控制模块的同步整流开启信号,并将信号发送到驱动器子模块进行处理;在续流结束后,同样是通过驱动器智能控制子模块接收第二控制模块的同步整流关闭信号,并将信号发送到驱动器子模块进行处理。
可选的,所述驱动器智能控制子模块包括多个信号选择开关单元,所述信号选择开关单元信号连接于所述第二控制模块和所述驱动器子模块,所述信号选择单元用于根据第二控制模块发出的同步整流开闭信号或者续流结束信号生成导通信号或者断开信号,并将导通信号或者断开信号发送到所述驱动器子模块。
通过采用上述技术方案,通过对信号选择开关单元的设置,通过不同的电平信号传递对应控制信号,从而实现处理第二控制模块发出导通信号或者断开信号,进而实现控制三相逆变器的导通与关闭。
可选的,所述驱动器子模块信号连接于所述三相逆变器,用于接收所述驱动器智能控制子模块发出的导通信号或者断开信号,并根据导通信号或者断开信号控制所述三相逆变器的通断。
通过采用上述技术方案,驱动器子模块在接收到同步整流开启信号和同步整流关闭信号后,将信号处理后,发送到三相逆变器,控制三相逆变器中各个桥臂中的通断,从而实现控制同步整流的开启与关闭。
第二方面,本申请提供一种电子调速器智能同步整流***的控制方法,采用如下的技术方案:
可选的,一种电子调速器智能同步整流***的控制方法包括获取电机设定转速信号和实时转速信号,进行比较,基于比较结果,进行脉冲宽度调制,生成脉冲宽度调制信号;
基于脉冲宽度调制信号,生成使三相逆变器进行同步整流的三相逆变器导通信号;
实时获取续流电流,根据续流电流变化获取续流结束信号;
基于续流结束信号,生成使三相逆变器关闭同步整流的三相逆变器关闭信号。
通过采用上述技术方案,在续流产生时开启同步整流,在续流结束后及时地关闭同步整流,能够减少发热和去除电动遥控模型车等模型在减速阶段的主动刹车效果,使整个动力***安全、稳定和高效的运行。
可选的,所述基于续流结束信号,生成使三相逆变器关闭同步整流的三相逆变器关闭信号的步骤包括:
获取三相逆变器的脉冲宽度调制控制信息;
获取续流电流采样值,计算预计续流时间点;
将预计续流时间点与脉冲宽度调制控制开启时间点进行比较;
基于比较,生成使三相逆变器关闭同步整流的三相逆变器关闭信号。
通过采用上述技术方案,若续流时间点后于脉冲宽度调制控制开启时间点,不及时停止同步整流,将导致三相逆变器上的整个桥臂短接,会损坏电路结构。通过计算出预计续流时间点,并与脉冲宽度调制控制开启时间点比较,在脉冲宽度调制控制开启时间点前关闭同步整流,从而实现对电路进行保护。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过对续流检测模块的设置和第二控制模块的设置,可以使第二控制模块根据检测信号判断续流是否结束,在续流结束后及时的关闭同步整流,能够减少发热和去除电动遥控模型车等模型在减速阶段的主动刹车效果,即使得电动遥控模型车等模型兼具降低整流损耗和操作的流畅性;
2.通过第二控制模块计算出预计续流时间点,并与三相逆变器脉冲宽度调制控制开启时间点比较,在脉冲宽度调制控制开启时间点前关闭同步整流,产生了保护电路结构与元器件的效果。
附图说明
图1是本申请实施例1的整体原理框图;
图2是本申请实施例1的部分电路结构示意图;
图3是本申请实施例1的第二控制模块的管脚示意图;
图4是本申请实施例1的第一控制模块电路结构示意图;
图5是本申请实施例1的无刷直流电机换相续流周期示意图;
图6是本申请实施例2的第二控制模块的管脚示意图;
图7是本申请实施例3的三相逆变器电路结构示意图;
图8是本申请实施例3的驱动器子模块的管脚示意图。
附图标记说明:1、三相逆变器;11、第一桥臂;12、第二桥臂;13、第三桥臂;2、无刷直流电机;3、第一控制模块;31、驱动器智能控制子模块;32、驱动器子模块;4、第二控制模块;41、第一控制子模块;42、第二控制子模块;5、电源模块;6、霍尔传感器;7、续流检测模块。
具体实施方式
以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种电子调速器智能同步整流***。
实施例一
参照图1和图2,电子调速器智能同步整流***包括三相逆变器1、第一控制模块3、第二控制模块4和电源模块5。其中,三相逆变器1连接于无刷直流电机2的三个绕组线圈;第一控制模块3信号连接于三相逆变器1,用于控制三相逆变器1进行同步整流;第二控制模块4信号连接于第一控制模块3,用于发出整流信号和处理续流检测信号。三相逆变器1与无刷直流电机2之间连接有续流检测模块7,续流检测模块7信号连接于第二控制模块4,用于检测三相逆变器1中的三相电流,并将信号发送到第二控制模块4。无刷直流电机2上设置有霍尔传感器6,霍尔传感器6信号连接于第二控制模块4,用于检测无刷直流电机2的转子位置信号,电源模块5用于对三相逆变器1、第一控制模块3、第二控制模块4、霍尔传感器6和续流检测模块7进行供电。
参照图2和图3,由于本申请主要运用于电动遥控模型车等模型上,需要各器件体积较小,本申请中第二控制模块4优选采用MCU(微控制单元),MCU型号可以是STM32F3系列、EFM32系列、STM32G4系列、GD32F3系列,本申请中优选为STM32F373RC。霍尔传感器6获取无刷直流电机2的转子位置信号后,将信号发送到第二控制模块4的IN1管脚,第二控制模块4根据位置信号获得无刷直流电机2的实时转速信号,并与设定转速信号进行比较后,对第一控制模块3发送整流信号,第一控制模块3驱动三相逆变器1运作。续流检测模块7实时检测三相逆变器1中的三相电流,并将检测信号发送到第二控制模块4,第二控制模块4根据检测信号判断续流是否结束,当得到续流结束信号后,第二控制模块4将整流关闭信号发送给第一控制模块3,第一控制模块3控制三相逆变器1关闭同步整流。电动遥控模型车等模型在运动过程中,在续流结束后及时的关闭同步整流,能够减少发热和去除电动遥控模型车等模型在减速阶段的主动刹车效果,使整个动力***安全、稳定和高效的运行。
参照图1和图2,本申请中无刷直流电机2的三相绕组线圈采用星形连接方式,且对应无刷直流电机2的三相设置有A相、B相和C相,A相、B相和C相分别连接于三相逆变器1,通过三相逆变器1实现对无刷直流电机2的驱动。本申请中,电源模块5包括第一供电单元和对第二供电单元(图中未显示),第一供电单元用于对直流无刷电机、三相逆变器1和续流检测模块7供电,第二供电单元用于对第一控制模块3、第二控制模块4和霍尔传感器6供电,将供电分开能够避免电机转动产生的干扰对第一控制模块3、第二控制模块4和霍尔传感器6造成影响。
参照图2,三相逆变器1中的基本电路包括第一桥臂11、第二桥臂12和第三桥臂13,其中,第一桥臂11、第二桥臂12和第三桥臂13的一端均与第一供电单元的正极电性连接,另一端与第一供电单元的负极电性连接。第一桥臂11、第二桥臂12和第三桥臂13均由多个MOSFET管连接组成,且每个MOSFET管内置有续流二极管,靠近第一供电单元正极的MOSFET管为上桥MOSFET管,靠近第一供电单元负极的MOSFET管为下桥MOSFET管。
参照图2,第一桥臂11包括两个N沟道MOSFET管M1和M2,其中,M1的漏极电性连接于第一供电单元的正极,M2的源极电性连接于第一供电单元的负极,M1的源极电性连接于M2的漏极,并且M1、M2的栅极均信号连接于第一控制模块3。对应的,第二桥臂12包括两个N沟道MOSFET管M3和M4,其中,M3的漏极电性连接于第一供电单元的正极,M4的源极电性连接于第一供电单元的负极,M3的源极电性连接于M4的漏极,并且M3、M4的栅极均信号连接于第一控制模块3。第三桥臂13包括两个N沟道MOSFET管M5和M6,其中,M5的漏极电性连接于第一供电单元的正极,M6的源极电性连接于第一供电单元的负极,M5的源极电性连接于M6的漏极,并且M5、M6的栅极均信号连接于第一控制模块3。
参照图2,续流检测模块7实时检测三相逆变器1中的三相电流,输出到第二控制模块4处理电流变化信号,从而实现实时监测续流状态。续流检测模块7由若干个电阻和若干个对应电阻设置的运算放大器组成,本申请中若干个电阻分别连接于上桥MOSFET管的源极和下桥MOSFET管的漏极之间,运算放大器的反相输入端a和同相输入端b分别设置在对应电阻两端。其中,第一桥臂11连接有第一电阻R1,第一电阻R1的另一端连接于无刷直流电机2的A相;第二桥臂12连接有第二电阻R2,第二电阻R2的另一端连接于无刷直流电机2的B相;第三桥臂13连接有第三电阻R3,第三电阻R3的另一端连接于无刷直流电机2的C相。
参照图2,为了降低对无刷直流电机2三相的分流,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值均极低,本申请中,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值均优选为0.25mΩ。
参照图2和图3,第一电阻R1两端连接有运算放大器U1,运算放大器U1的输出端o信号连接于第二控制模块4;第二电阻R2两端连接有运算放大器U2,运算放大器U2的输出端o信号连接于第二控制模块4;第三电阻R3两端连接有运算放大器U3,运算放大器U3的输出端o信号连接于第二控制模块4。由于第一电阻的电流对应A相电流;第二电阻的电流对应B相电流;第三电阻的电流对应C相电流,经过对应的运算放大器放大,能够分别得到A、B、C三相对应的电流采样值IA_AD、IB_AD和IC_AD,电流采样值IA_AD、IB_AD和IC_AD输入到第二控制模块4的IN2管脚、IN3管脚、IN4管脚。
参照图4,第一控制模块3包括驱动器智能控制子模块31和驱动器子模块32,驱动器智能控制子模块31分别与驱动器子模块32和第二控制模块4信号连接,驱动器子模块32还信号连接于三相逆变器1中六个MOSFET管的栅极,驱动器智能控制子模块31用于接收第二控制模块4的控制信号和传递控制信号至驱动器子模块32,驱动器子模块32用于处理控制信号并控制六个MOSFET管的通断。在开始续流时,驱动器智能控制子模块31接收第二控制模块4的同步整流开启信号,并将信号发送到驱动器子模块32,驱动器子模块32驱动对应的MOSFET管导通与关断。
参照图2和图4,驱动器智能控制子模块31包括多个信号选择开关单元及其***电路组成,每个信号选择单元用于对应控制一个MOSFET管的导通与关断,信号选择开关单元对应六个MOSFET管设置有六个。驱动器智能控制子模块31对应MOSFET管M1设置有信号选择开关单元S1,信号选择开关单元S1的第一管脚B2连接有下拉电阻R4,下拉电阻R4另一端连接第二供电单元的负极,S1的第二管脚GND连接第二供电单元的负极,S1的第三管脚B1连接有第二控制模块4的第一输出管脚HIN_A,S1的第四管脚A连接有驱动器子模块32对应MOSFET管M1的第一输入管脚HIN1,S1的第五管脚连接第二供电单元的正极,S1的第六管脚连接有第二控制模块4的第二输出管脚HA_EN。信号选择开关单元S1内设置有信号选择开关,当第二控制模块4的第二输出管脚HA_EN输出低电平信号时,S1的第四管脚A与第三管脚B1导通,第二控制模块4的第一输出管脚HIN_A将信号发送到驱动器子模块32的第一输入管脚HIN1,控制MOSFET管M1的导通与关断;当第二控制模块4的第二输出管脚HA_EN输出高电平信号时,S1的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第二输出管脚HA_EN将信号发送到驱动器子模块32的第一输入管脚HIN1,控制MOSFET管M1的导通与关断。
参照图2和图4,驱动器智能控制子模块31对应MOSFET管M2设置有信号选择开关单元S2,信号选择开关单元S2的第一管脚B2连接有下拉电阻R5,下拉电阻R5另一端连接第二供电单元的负极,S2的第二管脚GND连接第二供电单元的负极,S2的第三管脚B1连接有第二控制模块4的第三输出管脚HIN_B,S2的第四管脚A连接有驱动器子模块32对应MOSFET管M2的第二输入管脚HIN2,S2的第五管脚连接第二供电单元的正极,S2的第六管脚连接有第二控制模块4的第四输出管脚HB_EN。信号选择开关单元S2内设置有信号选择开关,当第二控制模块4的第四输出管脚HB_EN输出低电平信号时,S2的第四管脚A与第三管脚B1导通,第二控制模块4的第三输出管脚HIN_B将信号发送到驱动器子模块32的第二输入管脚HIN2,控制MOSFET管M2的导通与关断;当第二控制模块4的第四输出管脚HB_EN输出高电平信号时,S2的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第四输出管脚HB_EN将信号发送到驱动器子模块32的第二输入管脚HIN2,控制MOSFET管M2的导通与关断。
参照图2和图4,驱动器智能控制子模块31对应MOSFET管M3设置有信号选择开关单元S3,信号选择开关单元S3的第一管脚B2连接有下拉电阻R6,下拉电阻R6另一端连接第二供电单元的负极,S3的第二管脚GND连接第二供电单元的负极,S3的第三管脚B1连接有第二控制模块4的第五输出管脚HIN_C,S3的第四管脚A连接有驱动器子模块32对应MOSFET管M3的第三输入管脚HIN3,S3的第五管脚连接第二供电单元的正极,S3的第六管脚连接有第二控制模块4的第六输出管脚HC_EN。信号选择开关单元S3内设置有信号选择开关,当第二控制模块4的第六输出管脚HC_EN输出低电平信号时,S3的第四管脚A与第三管脚B1导通,第二控制模块4的第五输出管脚HIN_C将信号发送到驱动器子模块32的第三输入管脚HIN3,控制MOSFET管M3的导通与关断;当第二控制模块4的第六输出管脚HC_EN输出高电平信号时,S3的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第六输出管脚HC_EN将信号发送到驱动器子模块32的第三输入管脚HIN3,控制MOSFET管M3的导通与关断。
参照图2和图4,驱动器智能控制子模块31对应MOSFET管M4设置有信号选择开关单元S4,信号选择开关单元S4的第一管脚B2连接有下拉电阻R7,下拉电阻R7另一端连接第二供电单元的负极,S4的第二管脚GND连接第二供电单元的负极,S4的第三管脚B1连接有第二控制模块4的第七输出管脚LIN_A,S4的第四管脚A连接有驱动器子模块32对应MOSFET管M4的第四输入管脚HIN4,S4的第五管脚连接第二供电单元的正极,S4的第六管脚连接有第二控制模块4的第八输出管脚LA_EN。信号选择开关单元S4内设置有信号选择开关,当第二控制模块4的第八输出管脚LA_EN输出低电平信号时,S4的第四管脚A与第三管脚B1导通,第二控制模块4的第七输出管脚LIN_A将信号发送到驱动器子模块32的第四输入管脚HIN4,控制MOSFET管M4的导通与关断;当第二控制模块4的第八输出管脚LA_EN输出高电平信号时,S4的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第八输出管脚LA_EN将信号发送到驱动器子模块32的第四输入管脚HIN4,控制MOSFET管M4的导通与关断。
参照图2和图4,驱动器智能控制子模块31对应MOSFET管M5设置有信号选择开关单元S5,信号选择开关单元S5的第一管脚B2连接有下拉电阻R8,下拉电阻R8另一端连接第二供电单元的负极,S5的第二管脚GND连接第二供电单元的负极,S5的第三管脚B1连接有第二控制模块4的第九输出管脚LIN_B,S5的第四管脚A连接有驱动器子模块32对应MOSFET管M5的第五输入管脚HIN5,S5的第五管脚连接第二供电单元的正极,S5的第六管脚连接有第二控制模块4的第十输出管脚LB_EN。信号选择开关单元S5内设置有信号选择开关,当第二控制模块4的第十输出管脚LB_EN输出低电平信号时,S5的第四管脚A与第三管脚B1导通,第二控制模块4的第九输出管脚LIN_B将信号发送到驱动器子模块32的第五输入管脚HIN5,控制MOSFET管M5的导通与关断;当第二控制模块4的第十输出管脚LB_EN输出高电平信号时,S5的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第十输出管脚LB_EN将信号发送到驱动器子模块32的第五输入管脚HIN5,控制MOSFET管M5的导通与关断。
参照图2和图4,驱动器智能控制子模块31对应MOSFET管M6设置有信号选择开关单元S6,信号选择开关单元S6的第一管脚B2连接有下拉电阻R8,下拉电阻R8另一端连接第二供电单元的负极,S6的第二管脚GND连接第二供电单元的负极,S6的第三管脚B1连接有第二控制模块4的第十一输出管脚LIN_C,S6的第四管脚A连接有驱动器子模块32对应MOSFET管M6的第六输入管脚HIN6,S6的第五管脚连接第二供电单元的正极,S6的第六管脚连接有第二控制模块4的第十二输出管脚LC_EN。信号选择开关单元S6内设置有信号选择开关,当第二控制模块4的第十二输出管脚LC_EN输出低电平信号时,S6的第四管脚A与第三管脚B1导通,第二控制模块4的第十一输出管脚LIN_C将信号发送到驱动器子模块32的第六输入管脚HIN6,控制MOSFET管M6的导通与关断;当第二控制模块4的第十二输出管脚LC_EN输出高电平信号时,S6的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第十二输出管脚LC_EN将信号发送到驱动器子模块32的第六输入管脚HIN6,控制MOSFET管M6的导通与关断。
参照图2和图4,驱动器子模块32上的第一输出管脚HO1连接于MOSFET管M1的栅极,HO_1输出控制信号HO_A至MOSFET管M1,从而实现控制MOSFET管M1的通断;驱动器子模块32上的第二输出管脚HO2连接于MOSFET管M3的栅极,HO_2输出控制信号HO_B至MOSFET管M3,从而实现控制MOSFET管M3的通断;驱动器子模块32上的第三输出管脚HO3连接于MOSFET管M5的栅极,HO_3输出控制信号HO_C至MOSFET管M5,从而实现控制MOSFET管M5的通断;驱动器子模块32上的第四输出管脚LO1连接于MOSFET管M2的栅极,LO_1输出控制信号LO_A至MOSFET管M2,从而实现控制MOSFET管M2的通断;驱动器子模块32上的第五输出管脚LO2连接于MOSFET管M4的栅极,LO_2输出控制信号LO_B至MOSFET管M4,从而实现控制MOSFET管M4的通断;驱动器子模块32上的第六输出管脚LO3连接于MOSFET管M6的栅极,LO_3输出控制信号LO_C至MOSFET管M6,从而实现控制MOSFET管M6的通断。
参照图5,无刷直流电机2的一个周期内两两导通顺序为AB相导通,AC相导通,BC相导通,BA相导通,CA相导通,CB相导通,如果电机反转,导通顺序会反过来。
参照图2和图5,在AB相-AC相的换相过程中,导通电流的流向由:
第一供电单元正极-MOSFET管M1-第一电阻R1-无刷直流电机2A相绕组线圈-无刷直流电机2B相绕组线圈-第二电阻R2-MOSFET管M4-第一供电单元负极。变为:
第一供电单元正极-MOSFET管M1-第一电阻R1-无刷直流电机2A相绕组线圈-无刷直流电机2C相绕组线圈-第三电阻R3-MOSFET管M6-第一供电单元负极。
在无刷直流电机2B相绕组线圈处产生反电动势BEMF_B,对应产生续流,第二控制模块4输出高电平控制信号,通过第五输出管脚HIN_C将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S3,此时信号选择开关单元S3的第四管脚A与第三管脚B1导通,从而将高电平信号发送到驱动器子模块32的第三输入管脚HIN3,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第二输出管脚HO2输出高电平信号HO_B传送至MOSFET管M3的栅极,MOSFET管M3导通,形成完整续流通路,即开启同步整流。此时的续流方向为:
无刷直流电机2B相绕组线圈-第二电阻R2-MOSFET管M3-MOSFET管M1-第一电阻R1-无刷直流电机2A相绕组线圈-无刷直流电机2B相绕组线圈。
此时,第一电阻R1处于AC相回路中,始终存在电流,第二电阻R2中存在续流电流,并随着续流的结束,续流电流逐渐降低,直至为零。在流经第二电阻R2的电流变化过程中,连接于第二电阻R2两端的运算放大器U2持续将采集到的电流采样值IB_AD发送到第二控制模块4;当采样值IB_AD为零时,第二控制模块4检测到续流结束,第二控制模块4发出高电平信号,通过第二控制模块4的第六输出管脚HC_EN将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S3,信号选择开关单元S3的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第六输出管脚HC_EN将信号发送到驱动器子模块32的第三输入管脚HIN3,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第二输出管脚HO2输出低电平信号HO_B传送至MOSFET管M3的栅极,MOSFET管M3关断,即关闭同步整流。
电动遥控模型车等模型在运动过程中,通过及时的关闭同步整流,能够减少发热和避免出现电动遥控模型车等模型在减速阶段两相绕组直接短接而且接地的情况发生,去除了主动刹车效果,使整个动力***安全、稳定和高效的运行。
参照图2和图5,在AC相-BC相的换相过程中续流处理方式与AB相-AC相的换相过程中一致,其续流开始信号传递为:
在无刷直流电机2中A相绕组线圈处产生反电动势BEMF_A,对应产生续流,第二控制模块4输出高电平控制信号,通过第三输出管脚HIN_B将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S2,此时信号选择开关单元S2的第四管脚A与第三管脚B1导通,从而将高电平信号发送到驱动器子模块32的第二输入管脚HIN2,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第四输出管脚LO1输出高电平信号LO_A传送至MOSFET管M2的栅极,MOSFET管M2导通,形成完整续流通路,即开启同步整流。此时的续流方向为:
无刷直流电机2A相绕组线圈-无刷直流电机2C相绕组线圈-第三电阻R3-MOSFET管M6-MOSFET管M2-第一电阻R1-无刷直流电机2A相绕组线圈。
此时,第三电阻R3处于BC相回路中,始终存在电流,第一电阻R1中存在续流电流,并随着续流的结束,续流电流逐渐降低,直至为零。在流经第一电阻R1的电流变化过程中,连接于第一电阻R1两端的运算放大器U1持续将采集到的电流采样值IA_AD发送到第二控制模块4;当采样值IA_AD为零时,第二控制模块4检测到续流结束,第二控制模块4发出高电平信号,通过第二控制模块4的第四输出管脚HB_EN将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S2,信号选择开关单元S2的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第四输出管脚HB_EN将信号发送到驱动器子模块32的第二输入管脚HIN2,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第四输出管脚LO1输出低电平信号LO_A传送至MOSFET管M2的栅极,MOSFET管M2关断,即关闭同步整流。
参照图2和图5,在BC相-BA相的换相过程中,其续流开始信号传递为:
在无刷直流电机2A相绕组线圈处产生反电动势BEMF_C,对应产生续流,第二控制模块4输出高电平控制信号,通过第九输出管脚LIN_B将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S5,此时信号选择开关单元S5的第四管脚A与第三管脚B1导通,从而将高电平信号发送到驱动器子模块32的第五输入管脚HIN5,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第三输出管脚HO3输出高电平信号HO_C传送至MOSFET管M5的栅极,MOSFET管M5导通,形成完整续流通路,即开启同步整流。此时的续流方向为:
无刷直流电机2C相绕组线圈-第三电阻R3-MOSFET管M5-MOSFET管M3-第二电阻R2-无刷直流电机2B相绕组线圈-无刷直流电机2C相绕组线圈。
此时,第二电阻R2处于BA相回路中,始终存在电流,第三电阻R3中存在续流电流,并随着续流的结束,续流电流逐渐降低,直至为零。在流经第三电阻R3的电流变化过程中,连接于第三电阻R3两端的运算放大器U3持续将采集到的电流采样值IC_AD发送到第二控制模块4;当采样值IC_AD为零时,第二控制模块4检测到续流结束,第二控制模块4发出高电平信号,通过第二控制模块4的第十输出管脚LB_EN将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S5,信号选择开关单元S5的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第十输出管脚LB_EN将信号发送到驱动器子模块32的第五输入管脚HIN5,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第三输出管脚HO3输出低电平信号HO_C传送至MOSFET管M5的栅极,MOSFET管M5关断,即关闭同步整流。
参照图2和图5,在BA相-CA相的换相过程中,其续流开始信号传递为:
在无刷直流电机2A相绕组线圈处产生反电动势BEMF_B,对应产生续流,第二控制模块4输出高电平控制信号,通过第七输出管脚LIN_A将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S4,此时信号选择开关单元S4的第四管脚A与第三管脚B1导通,从而将高电平信号发送到驱动器子模块32的第四输入管脚HIN4,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第五输出管脚LO2输出高电平信号LO_B传送至MOSFET管M4的栅极,MOSFET管M4导通,形成完整续流通路,即开启同步整流。此时的续流方向为:
无刷直流电机2B相绕组线圈-无刷直流电机2A相绕组线圈-第一电阻R1-MOSFET管M2-MOSFET管M4-第二电阻R2-无刷直流电机2B相绕组线圈。
此时,第一电阻R1处于CA相回路中,始终存在电流,第二电阻R2中存在续流电流,并随着续流的结束,续流电流逐渐降低,直至为零。在流经第二电阻R2的电流变化过程中,连接于第二电阻R2两端的运算放大器U2持续将采集到的电流采样值IB_AD发送到第二控制模块4;当采样值IB_AD为零时,第二控制模块4检测到续流结束,第二控制模块4发出高电平信号,通过第二控制模块4的第八输出管脚LA_EN将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S4,信号选择开关单元S4的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第八输出管脚LA_EN将信号发送到驱动器子模块32的第四输入管脚HIN4,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第五输出管脚LO2输出低电平信号LO_B传送至MOSFET管M4的栅极,MOSFET管M4关断,即关闭同步整流。
参照图2和图5,在CA相-CB相的换相过程中,其续流开始信号传递为:
在无刷直流电机2A相绕组线圈处产生反电动势BEMF_A,对应产生续流,第二控制模块4输出高电平控制信号,通过第一输出管脚HIN_A将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S1,此时信号选择开关单元S1的第四管脚A与第三管脚B1导通,从而将高电平信号发送到驱动器子模块32的第一输入管脚HIN1,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第一输出管脚HO1输出高电平信号HO_A传送至MOSFET管M1的栅极,MOSFET管M1导通,形成完整续流通路,即开启同步整流。此时的续流方向为:
无刷直流电机2A相绕组线圈-第一电阻R1-MOSFET管M1-MOSFET管M5-第三电阻R3-无刷直流电机2C相绕组线圈-无刷直流电机2A相绕组线圈。
此时,第三电阻R3处于CB相回路中,始终存在电流,第一电阻R1中存在续流电流,并随着续流的结束,续流电流逐渐降低,直至为零。在流经第一电阻R1的电流变化过程中,连接于第一电阻R1两端的运算放大器U1持续将采集到的电流采样值IA_AD发送到第二控制模块4;当采样值IA_AD为零时,第二控制模块4检测到续流结束,第二控制模块4发出高电平信号,通过第二控制模块4的第二输出管脚HA_EN将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S1,信号选择开关单元S1的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第二输出管脚HA_EN将信号发送到驱动器子模块32的第一输入管脚HIN1,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第一输出管脚HO1输出低电平信号HO_A传送至MOSFET管M1的栅极,MOSFET管M1关断,即关闭同步整流。
参照图2和图5,在CB相-AB相的换相过程中,其续流开始信号传递为:
在无刷直流电机2A相绕组线圈处产生反电动势BEMF_C,对应产生续流,第二控制模块4输出高电平控制信号,通过第十一输出管脚LIN_C将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S6,此时信号选择开关单元S6的第四管脚A与第三管脚B1导通,从而将高电平信号发送到驱动器子模块32的第六输入管脚HIN6,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第六输出管脚LO3输出高电平信号LO_C传送至MOSFET管M6的栅极,MOSFET管M6导通,形成完整续流通路,即开启同步整流。此时的续流方向为:
无刷直流电机2C相绕组线圈-无刷直流电机2B相绕组线圈-第二电阻R2-MOSFET管M4-MOSFET管M6-第三电阻R3-无刷直流电机2C相绕组线圈。
此时,第二电阻R2处于CB相回路中,始终存在电流,第三电阻R3中存在续流电流,并随着续流的结束,续流电流逐渐降低,直至为零。在流经第三电阻R3的电流变化过程中,连接于第三电阻R3两端的运算放大器U3持续将采集到的电流采样值IC_AD发送到第二控制模块4;当采样值IC_AD为零时,第二控制模块4检测到续流结束,第二控制模块4发出高电平信号,通过第二控制模块4的第十二输出管脚LC_EN将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S6,信号选择开关单元S6的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第十二输出管脚LC_EN将信号发送到驱动器子模块32的第六输入管脚HIN6,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第六输出管脚LO3输出低电平信号LO_C传送至MOSFET管M6的栅极,MOSFET管M6关断,即关闭同步整流。
参照图2和图5,不仅在无刷直流电机2换相时会产生续流,在无刷直流电机2上MOSFET管PWM_OFF时,也会有续流产生,对应的原理与刷直流电机换相时一致,以MOSFET管M1在PWM_OFF时为例:
此时,在无刷直流电机2A相绕组线圈处产生反电动势BEMF_A与反电动势BEMF_B,对应产生续流,第二控制模块4输出高电平控制信号,通过第三输出管脚HIN_B将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S2,此时信号选择开关单元S2的第四管脚A与第三管脚B1导通,从而将高电平信号发送到驱动器子模块32的第二输入管脚HIN2,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第四输出管脚LO1输出高电平信号LO_A传送至MOSFET管M2的栅极,MOSFET管M2导通,形成完整续流通路,即开启同步整流。此时的续流方向为:
无刷直流电机2B相绕组线圈-第二电阻R2-MOSFET管M4-MOSFET管M2-第一电阻R1-无刷直流电机2A相绕组线圈。
此时,第二电阻R2、第一电阻R1中均存在续流电流,并随着续流的结束,续流电流逐渐降低,直至为零。在流经第二电阻R2、第一电阻R1的电流变化过程中,分别连接于第二电阻R2、第一电阻R1两端的运算放大器U2、U1持续将采集到的电流采样值IB_AD、IA_AD发送到第二控制模块4;当采样值IB_AD、IA_AD为零时,第二控制模块4检测到续流结束,第二控制模块4发出高电平信号,通过第二控制模块4的第四输出管脚HB_EN将高电平控制信号传送到控制驱动器智能控制子模块31中的信号选择开关单元S2,信号选择开关单元S2的第四管脚A与第一管脚B2导通,第二控制模块4的第四输出管脚HB_EN将信号发送到驱动器子模块32的第二输入管脚HIN2,驱动器子模块32接收并处理信号后,通过驱动器子模块32上的第四输出管脚LO1输出低电平信号LO_A传送至MOSFET管M2的栅极,MOSFET管M2关断,即关闭同步整流。
参照图2和图5,针对PWM_OFF阶段续流,如果因为油门信号(转速调节信号)过大或者其他因素,导致续流时间大于下桥MOSFET管PWM_ON的时间,若此时不关闭下桥MOSFET管,将导致上MOSFET管与下桥MOSFET管导通,而同步整流采用的是通态电阻极低的专用功率MOSFET管,即可以将整个桥臂等同于几乎没有电阻的导线,使得第一供电单元正负极短接,会损坏电路结构。为避免上述情况的发生,第二控制模块4获取六个MOSFET管的PWM控制信息,并根据运算放大器持续获取的电流采样值计算出续流时间点,将续流时间点与下桥MOSFET管PWM_ON时间点进行比较,当比较得到续流时间点后于下桥MOSFET管PWM_ON时间点时,第二控制模块4在上MOSFET管导通前控制对应的下桥MOSFET管关闭,强制关闭同步整流,从而实现对电路进行保护。
本申请实施例一种电子调速器智能同步整流***的实施原理为:第二控制模块4通过霍尔传感器6获取无刷直流电机2的实时转速信号,并与设定转速信号进行比较后,对第一控制模块3发送整流信号,第一控制模块3驱动三相逆变器1运作。续流检测模块7实时检测三相逆变器1中的三相电流,并将检测信号发送到第二控制模块4,第二控制模块4根据检测信号判断续流是否结束,当得到续流结束信号后,第二控制模块4将整流关闭信号发送给第一控制模块3,第一控制模块3控制三相逆变器1中对应的MOSFET管关闭同步整流。
实施例2
参照图6,本实施例与实施例1的不同之处在于,本实施例中第二控制模块4包括第一控制子模块41和第二控制子模块42;其中,第一控制子模块41用于收集霍尔传感器6信号,控制驱动器智能控制子模块31,让电机正常运行,IN1为第一控制子模块41的输入,HIN_A、HIN_B、HIN_C、LIN_A、LIN_B、LIN_C均为第一控制子模块41的输出。IA_AD、IB_AD和IC_AD为第二控制子模块42的输入,HA_EN、HB_EN、HC_EN、LA_EN、LB_EN、LC_EN均为MCU2的输出,第二控制子模块42用于收集三相电流检测信号,及时判断续流结束时刻,然后控制驱动器智能控制子模块31关闭驱动器,即关闭对应MOSFET管,结束同步整流。本实施例中,第一控制子模块41和第二控制子模块42均采用MCU作为控制器。
参照图6,为了在续流时长大于下桥MOSFET管PWM_ON时长时保护电路,第二控制子模块42需要从第一控制子模块41获取六个MOSFET管的PWM控制信息,以判断续流时间与下管PWM_ON时间的大小比较。在第一控制子模块41上设置有OUT7管脚,用于输出六个MOSFET管的PWM控制信息,在第二控制子模块42上设置有IN5管脚,用于接收六个MOSFET管的PWM控制信息,当续流时间大于下管PWM_ON的时间,第二控制子模块42及时判断时间比较信息,在上MOSFET管导通前及时关闭同步整流。采用两个子模块实现第二控制模块4的功能,能够降低第二控制模块4的计算量,增快了响应速度,同时也降低了第二控制模块4的发热量,提高了工作效率。
本申请实施例一种电子调速器智能同步整流***的实施原理为:第一控制子模块41通过霍尔传感器6获取无刷直流电机2的实时转速信号,并与设定转速信号进行比较后,对第一控制模块3发送整流信号,第一控制模块3驱动三相逆变器1运作。续流检测模块7实时检测三相逆变器1中的三相电流,并将检测信号发送到第二控制子模块42,第二控制子模块42根据检测信号判断续流是否结束,当得到续流结束信号后,第二控制子模块42将整流关闭信号发送给第一控制模块3,第一控制模块3控制三相逆变器1中对应的MOSFET管关闭同步整流。
实施例3
参照图7,本实施例与实施例2的不同之处在于,本实施例中,MOSFET管M1、M2、M3、M4、M5、M6上均并联有多个MOSFET管,对应MOSFET管的漏极与相并联的MOSFET管的漏极电性连接,对应MOSFET管的源极与相并联的MOSFET管的源极电性连接,对应MOSFET管的栅极与相并联的MOSFET管的栅极接收的信号一致。本实施例中,MOSFET管M1、M2、M3、M4、M5、M6上分别并联有两个MOSFET管,MOSFET管M1上并联有MOSFET管M11和M12;MOSFET管M2上并联有MOSFET管M21和M22;MOSFET管M3上并联有MOSFET管M31和M32;MOSFET管M4上并联有MOSFET管M41和M42;MOSFET管M5上并联有MOSFET管M51和M52;MOSFET管M6上并联有MOSFET管M61和M62。
参照图7和图8,驱动器子模块33上设置有多个管脚连接于并联的MOSFET管的栅极,其中:
驱动器子模块33上HO1.1输出管脚电性连接于MOSFET管M11的栅极,HO1.2输出管脚电性连接于MOSFET管M12的栅极,且HO1.1输出管脚和HO1.2输出管脚的输出信号与第一输出管脚HO1的输出信号一致;
驱动器子模块33上HO2.1输出管脚电性连接于MOSFET管M21的栅极,HO2.2输出管脚电性连接于MOSFET管M22的栅极,且HO2.1输出管脚和HO2.2输出管脚的输出信号与第二输出管脚HO2的输出信号一致;
驱动器子模块33上HO3.1输出管脚电性连接于MOSFET管M31的栅极,HO3.2输出管脚电性连接于MOSFET管M32的栅极,且HO3.1输出管脚和HO3.2输出管脚的输出信号与第三输出管脚HO3的输出信号一致;
驱动器子模块33上LO1.1输出管脚电性连接于MOSFET管M41的栅极,LO1.2输出管脚电性连接于MOSFET管M42的栅极,且LO1.1输出管脚和LO1.2输出管脚的输出信号与第四输出管脚LO1的输出信号一致;
驱动器子模块33上LO2.1输出管脚电性连接于MOSFET管M51的栅极,LO2.2输出管脚电性连接于MOSFET管M52的栅极,且LO2.1输出管脚和LO2.2输出管脚的输出信号与第五输出管脚LO2的输出信号一致;
驱动器子模块33上LO3.1输出管脚电性连接于MOSFET管M61的栅极,LO3.2输出管脚电性连接于MOSFET管M62的栅极,且LO3.1输出管脚和LO3.2输出管脚的输出信号与第六输出管脚LO3的输出信号一致。
由于电动遥控模型车等模型在满油门运行(最大运行状态)时电流会很大,通过对MOSFET管M1、M2、M3、M4、M5、M6上均并联多个MOSFET管,能够有效地降低每个MOSFET管上承担的导通电流,起到分流作用,能够降低电调发热。
本申请实施例一种电子调速器智能同步整流***的实施原理为:第一控制子模块41通过霍尔传感器6获取无刷直流电机2的实时转速信号,并与设定转速信号进行比较后,对第一控制模块3发送整流信号,第一控制模块3驱动三相逆变器1运作。续流检测模块7实时检测三相逆变器1中的三相电流,并将检测信号发送到第二控制子模块42,第二控制子模块42根据检测信号判断续流是否结束,当得到续流结束信号后,第二控制子模块42将整流关闭信号发送给第一控制模块3,第一控制模块3控制三相逆变器1中对应的多个MOSFET管关闭同步整流。
本申请实施例还公开一种基于电子调速器智能同步整流***的控制方法。
一种电子调速器智能同步整流控制方法,包括:
Step1、获取电机设定转速信号和实时转速信号,进行比较,基于比较结果,进行脉冲宽度调制,生成脉冲宽度调制信号;
Step2、基于脉冲宽度调制信号,生成使三相逆变器1进行同步整流的三相逆变器导通信号;
Step3、实时获取续流电流,根据续流电流变化获取续流结束信号;
Step4、基于续流结束信号,生成使三相逆变器1关闭同步整流的三相逆变器关闭信号。
针对PWM_OFF阶段续流,续流时长大于下桥MOSFET管PWM_ON时长的情况,Step4包括:
Step41、获取三相逆变器1的脉冲宽度调制控制信息;
Step42、获取续流电流采样值,计算预计续流时间点;
Step43、将预计续流时间点与脉冲宽度调制控制开启时间点进行比较;
Step44、基于比较,生成使三相逆变器1关闭同步整流的三相逆变器关闭信号。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电子调速器智能同步整流***,其特征在于:包括
霍尔传感器(6),设置于无刷直流电机(2)周侧,用于获取无刷直流电机(2)转子位置信息;
第二控制模块(4),信号连接于所述霍尔传感器(6),用于接收所述霍尔传感器(6)发出的转子位置信息,并生成同步整流开闭信号,还用于生成续流结束信号,所述续流结束信号用于生成使三相逆变器(1)关闭同步整流的三相逆变器关闭信号,使无刷直流电机实现换相续流;
三相逆变器(1),电性连接于无刷直流电机(2)的绕组线圈,用于驱动无刷直流电机(2)运动;所述三相逆变器(1)包括第一桥臂(11)、第二桥臂(12)和第三桥臂(13),所述第一桥臂(11)、所述第二桥臂(12)和所述第三桥臂(13)的一端均与电源模块(5)的正极电性连接,另一端与所述电源模块(5)的负极电性连接;
第一控制模块(3),信号连接于所述三相逆变器(1),用于接收第二控制模块(4)发出的同步整流开闭信号或者续流结束信号,并根据同步整流开闭信号或者续流结束信号控制所述三相逆变器(1);
续流检测模块(7),电性连接于所述三相逆变器(1)与无刷直流电机(2)之间,所述续流检测模块(7)信号连接于所述第二控制模块(4),用于检测所述三相逆变器(1)中的三相电流,并将信号发送到所述第二控制模块(4);所述续流检测模块(7)包括多个连接于各个桥臂的电阻和对应多个所述电阻数量设置的运算放大器,所述运算放大器的反相输入端a和同相输入端b分别连接对应电阻两端,所述运算放大器的输出端o信号连接于所述第二控制模块(4);
电源模块(5),用于对三相逆变器(1)、第一控制模块(3)、第二控制模块(4)、霍尔传感器(6)和续流检测模块(7)进行供电;
续流结束信号由续流检测模块检测得到的续流电流为0获得。
2.根据权利要求1所述的一种电子调速器智能同步整流***,其特征在于:所述第一控制模块(3)包括驱动器智能控制子模块(31)和驱动器子模块(32),所述驱动器智能控制子模块(31)分别信号连接于所述驱动器子模块(32)和所述第二控制模块(4),所述驱动器智能控制子模块(31)用于接收所述第二控制模块(4)的同步整流开闭信号或者续流结束信号,并将同步整流开闭信号或者续流结束信号处理后发送至所述驱动器子模块(32)。
3.根据权利要求2所述的一种电子调速器智能同步整流***,其特征在于:所述驱动器智能控制子模块(31)包括多个信号选择开关单元,所述信号选择开关单元信号连接于所述第二控制模块(4)和所述驱动器子模块(32),所述信号选择开关单元用于根据第二控制模块(4)发出的同步整流开闭信号或者续流结束信号生成导通信号或者断开信号,并将导通信号或者断开信号发送到所述驱动器子模块(32)。
4.根据权利要求3所述的一种电子调速器智能同步整流***,其特征在于:所述驱动器子模块(32)信号连接于所述三相逆变器(1),用于接收所述驱动器智能控制子模块(31)发出的导通信号或者断开信号,并根据导通信号或者断开信号控制所述三相逆变器(1)的通断。
5.一种电子调速器智能同步整流***的控制方法,其特征在于,基于权利要求1-4中任意一项所述的电子调速器智能同步整流***,至少包括如下步骤:
获取电机设定转速信号和实时转速信号,进行比较,基于比较结果,进行脉冲宽度调制,生成脉冲宽度调制信号;
基于脉冲宽度调制信号,生成使三相逆变器(1)进行同步整流的三相逆变器导通信号;
实时获取续流电流,根据续流电流变化获取续流结束信号;
基于续流结束信号,生成使三相逆变器(1)关闭同步整流的三相逆变器关闭信号,使无刷直流电机实现换相续流。
6.根据权利要求5所述的一种电子调速器智能同步整流***的控制方法,其特征在于:所述基于续流结束信号,生成使三相逆变器(1)关闭同步整流的三相逆变器关闭信号的步骤包括:
获取三相逆变器(1)的脉冲宽度调制控制信息;
获取续流电流采样值,计算预计续流时间点;
将预计续流时间点与脉冲宽度调制控制开启时间点进行比较;
基于比较,生成使三相逆变器(1)关闭同步整流的三相逆变器关闭信号。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110577757.7A CN113193795B (zh) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法 |
PCT/CN2021/115678 WO2022247040A1 (zh) | 2021-05-26 | 2021-08-31 | 一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法 |
US18/297,070 US20230283209A1 (en) | 2021-05-26 | 2023-04-07 | Intelligent synchronous rectification system of electronic speed controller, and control method for intelligent synchronous rectification system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110577757.7A CN113193795B (zh) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113193795A CN113193795A (zh) | 2021-07-30 |
CN113193795B true CN113193795B (zh) | 2022-12-16 |
Family
ID=76985230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110577757.7A Active CN113193795B (zh) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230283209A1 (zh) |
CN (1) | CN113193795B (zh) |
WO (1) | WO2022247040A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113193795B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-12-16 | 深圳市好盈科技股份有限公司 | 一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000236690A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-08-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータの駆動制御装置 |
CN110460269A (zh) * | 2018-05-03 | 2019-11-15 | 南京德朔实业有限公司 | 电动工具 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5486743A (en) * | 1992-11-19 | 1996-01-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inverter and air conditioner controlled by the same |
JP5034633B2 (ja) * | 2006-10-17 | 2012-09-26 | 日本精工株式会社 | モータ駆動制御装置、モータ駆動制御方法及びモータ駆動制御装置を使用した電動パワーステアリング装置 |
CN100555835C (zh) * | 2007-08-21 | 2009-10-28 | 南京航空航天大学 | 无位置传感器无刷直流电机位置信号相位误差校正方法 |
CN104734581B (zh) * | 2015-03-19 | 2017-04-19 | 南京航空航天大学 | 一种永磁无刷直流电机无位置传感器的驱动方法 |
JP6991008B2 (ja) * | 2017-08-09 | 2022-01-12 | マブチモーター株式会社 | モータ制御回路、及びモータ装置 |
US10374533B2 (en) * | 2017-11-21 | 2019-08-06 | Infineon Technologies Austria Ag | Block commutation to reduce inverter losses for BLDC drives |
CN108900118A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-11-27 | 魏海峰 | 一种无刷直流电机换相续流控制方法 |
CN109861591B (zh) * | 2019-02-25 | 2020-12-25 | 东北大学 | 一种低损耗的大功率纯方波无刷直流电机控制装置及方法 |
CN110535378B (zh) * | 2019-08-27 | 2021-11-19 | 江门市力丰电机有限公司 | 无刷直流电机高精度换相控制的方法及*** |
CN211557184U (zh) * | 2019-12-20 | 2020-09-22 | 江苏东成工具科技有限公司 | 一种无刷电机控制机构 |
CN113193795B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-12-16 | 深圳市好盈科技股份有限公司 | 一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法 |
-
2021
- 2021-05-26 CN CN202110577757.7A patent/CN113193795B/zh active Active
- 2021-08-31 WO PCT/CN2021/115678 patent/WO2022247040A1/zh active Application Filing
-
2023
- 2023-04-07 US US18/297,070 patent/US20230283209A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000236690A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-08-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータの駆動制御装置 |
CN110460269A (zh) * | 2018-05-03 | 2019-11-15 | 南京德朔实业有限公司 | 电动工具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113193795A (zh) | 2021-07-30 |
US20230283209A1 (en) | 2023-09-07 |
WO2022247040A1 (zh) | 2022-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107086827B (zh) | 一种电动车永磁直流无刷电机控制器及控制方法 | |
CN107306103B (zh) | 用于三相电机中的全绕组模式与半绕组模式之间的切换方法 | |
US6787931B2 (en) | Starter generator for internal combustion engine | |
US8513907B2 (en) | Power converter for electric rotating machine | |
US20090096394A1 (en) | Rotary electric system with star-connected multiphase stator windings | |
CN110474580B (zh) | 一种起动发电***功率变换器及其控制方法 | |
CN104813581B (zh) | 车辆用交流电动发电机 | |
JPH0349584A (ja) | ブリッジインバータ用の制御装置及びブリッジインバータを制御する方法 | |
JP2011135695A (ja) | 車両用発電機 | |
CN110460254A (zh) | 用于电力转换器的控制电路 | |
JP2018014829A (ja) | 電力変換装置 | |
JP2017175747A (ja) | 電力変換装置 | |
CN111619351A (zh) | 一种安全状态控制方法、装置及汽车 | |
CN106208848A (zh) | 电机驱动控制装置以及电机驱动控制方法 | |
CN113193795B (zh) | 一种电子调速器智能同步整流***及其控制方法 | |
JP2006200404A (ja) | インバータ回路及びモータ制御装置 | |
CN108258945A (zh) | 一种双永磁同步电机九开关逆变器及其控制方法 | |
CN102684588A (zh) | 永磁同步电机无速度传感器的启动检测装置及启动方法 | |
CN201315560Y (zh) | 直流无刷电机驱动装置 | |
CN205693592U (zh) | 一种三相无刷电机控制*** | |
Ho | The design of motor drive for brushless DC motor | |
WO2022142840A1 (zh) | 电动工具及其控制方法 | |
CN110336497B (zh) | 直流起动发电一体化功率变换器及其控制方法 | |
JP2001016799A (ja) | バッテリ充電装置 | |
JP2007244183A (ja) | 単相倍電圧整流回路およびインバータ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518000 201, 301, 401, No.4 factory building, Yasen industrial plant, No.8 Chengxin Road, Baolong community, Baolong street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen Haoying Technology Co.,Ltd. Address before: 518000 201, 301, 401, No.4 factory building, Yasen industrial plant, No.8 Chengxin Road, Baolong community, Baolong street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: HOBBYWING TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |