一种锂电无刷电机控制器系统的制作方法

本技术涉及电机驱动，尤其涉及一种锂电无刷电机控制器系统。

背景技术：

1、直流电机是在直流电压驱动下运转的旋转电磁机械，用于实现电能和机械能之间的转换。直流电机采用直流电作为电源，控制电路简单，调速方式简单且平滑，因此广泛应用于家用电器和工业控制领域中。在家用电器中，直流电机例如用于收录机驱动电机、计算机中的散热风扇等。在工业控制领域中，直流电机例如用作伺服电机。

2、现有的电机驱动电路在工作过程中会出现反向电流导致高侧晶体管的体二极管续流导通的情形。当开关驱动电路的输出为高阻状态时，由于直流电机是感性的，其将产生反向电流，一部分电流通过高侧晶体管的体二极管流向供电端，另一部分电流通过高侧晶体管的体二极管和寄生二极管流向地。若反向电流过大，则会对驱动电路产生破坏性的作用，导致芯片烧毁。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是针对电力电子技术课程实践教学的需要，提供一种锂电无刷电机控制器系统，包含锂电无刷电机控制器、锂电无刷电机驱动电路，以及驱动电路的输出级三部分，可以控制电机软启动，进行变压变频调速，并对过流、短路、缺相、过热等情况进行检测，必要时切断电源，提供保护。

2、本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、一种锂电无刷电机控制器系统，包含锂电无刷电机控制器、锂电无刷电机驱动电路，以及驱动电路的输出级；

4、所述锂电无刷电机控制器包含电机控制模块和电机保护电路；

5、所述电机控制模块的输出端连接电机驱动电路的输入端，所述电机驱动电路的输出端连接驱动电路的输出级的输入端，所述电机驱动电路的输出端连接电机保护电路的输入端，所述电机保护电路的输出端连接电机控制模块的输入端；

6、所述电机控制模块包含软启动电路、电压频率转换电路、脉冲宽度调制电路、三相换相

7、电路，所述软启动电路的输出端分别连接电压频率转换电路和脉冲宽度调制电路的输入端，所述电压频率转换电路的输出端连接三相换相电路。

8、作为本发明一种锂电无刷电机控制器系统的进一步优选方案，所述驱动电路的输出级包含栅极电压vh、栅极电压vl、开关管mh、开关管ml、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电感l、输入电压vin，栅极电压vh连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端分别连接开关管ml的栅极、电容c1的一端和电容c2的一端，电容c1的另一端分别连接电容c5的一端、开关管ml的漏极和输入电压vin，电容c5的另一端分别连接电容c2的另一端、开关管ml的源极、电感l的一端、电容c6的一端、电容c3的一端、开关管ml的漏极，电容c3的另一端分别连接电阻r2的一端、开关管ml的栅极和电容c4的一端，电阻r2的另一端连接栅极电压vl，电容c4的另一端分别连接开关管ml的源极、电容c6的另一端、电容c7的一端和电阻r5的一端，电容c7的另一端连接电阻r4的一端，电阻r4的另一端分别连接电阻r3的一端和电阻r5的另一端，电阻r3的另一端连接电感l的另一端。

9、作为本发明一种锂电无刷电机控制器系统的进一步优选方案，所述脉冲宽度调制电路包含电阻r1、电阻r2、nmos管n6、nmos管n7、nmos管n8、nmos管n9、nmos管n10、nmos管n11、pmos管p13、pmos管p14、pmos管p15、pmos管p16、电流源i1；

10、其中，电阻r1的一端与vgl端连接，电阻r1的另一端分别与电阻r2的一端、pmos管p15的栅极，电阻r2的另一端分别与nmos管n6的源极、nmos管、nmos管n7的源极、nmos管n8的源极、nmos管n9的源极、nmos管n10的源极、nmos管n11的源极连接，nmos管n6的漏极分别与pmos管p13的漏极、pmos管p13的栅极、pmos管p14的栅极连接，pmos管p13的源极分别与电流源i1的一端、pmos管p14的源极连接，电流源i1的另一端分别与pmos管p15的源极、pmos管p16的源极连接，pmos管p15的漏极分别与n6的栅极、nmos管n7的栅极、nmos管n7的漏极、nmos管n8的漏极、nmos管n9的栅极，pmos管p16的漏极分别与nmos管n8的栅极、nmos管n9的漏极、nmos管n10的漏极、nmos管n10的栅极、nmos管n11的栅极连接，pmos管p14的漏极分别与nmos管n11的漏极、端连接pmos管p16的栅极与连接。

11、作为本发明一种锂电无刷电机控制器系统的进一步优选方案，所述电机驱动电路包含电机驱动u4、电容c6、电容c7、电容c8、二极管d2、二极管d3、直流电机m1、直流电机m2；其中，电机驱动u4的引脚1、引脚15、引脚8接地，电容c6的一端分别与电机驱动u4的引脚9、引脚4以及vcc端连接，电容c6的另一端接地，直流电机m1的一端分别与电容c8的一端、电机驱动u4的引脚2、二极管d2的正极连接，直流电机m1的另一端分别与电容c8的另一端、电机驱动u4的引脚3连接，电机驱动u4的引脚13分别与二极管d3的正极、电容c7的一端、直流电机m2的一端连接，电机驱动u4的引脚14分别与电容c7的另一端、直流电机m2的另一端连接，二极管d2的负极接地，二极管d3的负极接地。

12、作为本发明一种锂电无刷电机控制器系统的进一步优选方案，所述电机保护电路包含电流互感器、控制器pwm、磁隔离变压器q、运算放大器u、带磁变压器l、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、二极管d1、二极管d2、二极管d3、电容c；其中，带磁变压器l的l1端与二极管d1的正极连接，二极管d1的负极分别与电阻r1的一端、控制器pwm连接，电阻r1的另一端与带磁变压器l的t1’端连接，带磁变压器l的t2端与二极管d2的正极连接，二极管d2的负极分别与电阻r2的一端、电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端分别与预算放大器u的反相输入端、电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与电容c的一端连接，电容c的另一端分别与运算放大器u的输出端、二极管d3的负极连接，二极管d3的正极分别与电阻r7的一端、磁隔离变压器q的t5端连接，电阻r7的另一端分别与电阻r4的一端、vcc端连接，电阻r4的另一端分别与电阻r5的一端、运算放大器u的同相输入端，电阻r5的另一端与电阻r2的另一端连接并接地，电阻r2的另一端与带磁变压器l的t2’端连接，电流互感器与带磁变压器l耦合。

13、作为本发明一种锂电无刷电机控制器系统的进一步优选方案，所述电压频率转换电路用于将启动控制电压转换为方波信号，其频率与启动控制电压成正比，控制电机转速；所述脉冲宽度调制电路用于将启动控制电压转换为pwm波，其占空比与启动控制电压成正比，调节加载在电机上的等效电压。

14、本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

15、本实用新型一种锂电无刷电机控制器系统，其特征在于：包含锂电无刷电机控制器、锂电无刷电机驱动电路，以及驱动电路的输出级；所述锂电无刷电机控制器包含电机控制模块和电机保护电路；所述电机控制模块包含软启动电路、电压频率转换电路、脉冲宽度调制电路、三相换相电路，所述软启动电路的输出端分别连接电压频率转换电路和脉冲宽度调制电路的输入端，所述电压频率转换电路的输出端连接三相换相电路；可以控制电机软启动，进行变压变频调速，并对过流、短路、缺相、过热等情况进行检测，必要时切断电源，提供保护；电机控制系统可以控制电机软启动，通过电压频率转换电路和脉冲宽度调制(pwm)电路进行变压变频调速；电机保护系统可以对过流、短路、缺相、过热等情况进行检测，必要时切断电源，提供保护。