直流无刷电机的软切换相位控制电路

技术领域

本发明涉及直流无刷电机技术领域，尤其是涉及一种直流无刷电机的软切换相位控制电路。

背景技术

在无刷直流电机中，来自位置传感器的驱动信号，按照一定的逻辑使某些功率开关器件在某一瞬间导通或截止，电枢绕组内的电流发生跳变，从而改变了主定子的磁状态，把电枢绕组内的这种电流变化过程的物理现象称为换相。每换相一次，磁状态就发生一次改变，这样在工作气隙内会产生一个跳跃式的旋转磁场。为了使无刷直流电机可靠运行，就应该正确地进行换相。现有技术的电机在转动过程中，电机线包的电压波形是直接切换的。开关管组成的H桥电路直接切换相位会产生很大的反向电动势，该反向电动势会引起电机振动，产生电机电磁音或者振动音。因此如何解决电机在切换相位时产生电磁音或振动音的问题，已成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种直流无刷电机的软切换相位控制电路，通过H桥的开关管，实现电机在换相时缓慢增加导通比例作用，缓慢增加开关管的导通时间，实现缓慢切换相位的效果，解决了电机在切换相位时产生电磁音或振动音的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种直流无刷电机的软切换相位控制电路，包括直流电源和H桥开关电路，所述H桥开关电路用于分别连接直流无刷电机内部的驱动绕组与直流电源，所述H桥开关电路用于接收MCU信号以控制直流无刷电机相位的软切换。

本发明采用上述技术方案，通过MCU信号逻辑导通时序控制，在不同相位时，导通H桥开关电路的不同的MOS管，使得直流无刷电机的驱动绕组流过不同相位的电流，在相位切换过程中，利用MOS管的在导通时递增导通，关闭时递减导通的特性，达到缓慢增加导通比例作用，缓慢增加开关管的导通时间，实现直流无刷电机的相位的软切换。

进一步地，所述H桥开关电路包括与直流无刷电机的驱动绕组耦合的第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管及第四MOS管，所述第一MOS管、第二MOS管与第三MOS管、第四MOS管的栅极分别用于连接第一MCU信号、第二MCU信号与第三MCU信号、第四MCU信号用以控制第一MOS管和第二MOS管与第三MOS管和第四MOS管的不同开关状态，以使直流无刷电机的驱动绕组切换相位。

进一步地，所述第一MOS管和第三MOS管为PMOS管，所述第二MOS管和第四MOS管为NMOS管。

进一步地，所述MCU信号为PWM脉冲信号。PWM脉冲信号为脉宽调制信号，在驱动电机换相时，通过不断开关一次增加开关过程的脉冲宽度，达到缓慢增加输出功率的效果。

进一步地，所述第一MOS管和第三MOS管的源极连接直流电源的正极、漏极分别连接在直流无刷电机的驱动绕组的两端；所述第二MOS管和第四MOS管的源极分别与第三MOS管和第一MOS管的漏极相连、漏极接地或直流电源的负极。

本发明取得的有益效果是：利用NMOS管在导通过程中PWM递增导通，在关闭过程中PWM递减导通的特性，在不同相位之间进行切换时，直流无刷电机的驱动绕组不是直接导通，而是通过PWM脉冲信号不断开关第二MOS管和第四MOS管，依次增加开关过程的脉冲宽度，达到缓慢增加输出功率的效果，从而实现电机的相位的软切换，减少电磁音或振动音。本发明电路原理简单，成本低，达到软切换相位的目的，且在相位切换过程中降低反向电动势，具有电磁噪音小的优点。

附图说明

图1是本发明的电路结构示意图；

图2是本发明在A相位时的电流流向示意图；

图3是本发明在B相位时的电流流向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

参照图1至图3所示，本发明公开一种直流无刷电机的软切换相位控制电路，包括直流电源VCC和H桥开关电路，H桥开关电路用于分别连接直流无刷电机10内部的驱动绕组与直流电源VCC，H桥开关电路用于接收MCU信号以控制直流无刷电机10相位的软切换。

本实施方式中，H桥开关电路包括与直流无刷电机10的驱动绕组耦合的第一MOS管11、第二MOS管12、第三MOS管13及第四MOS管14，第一MOS管11、第二MOS管12与第三MOS管13、第四MOS管14的栅极分别用于连接第一MCU信号、第二MCU信号与第三MCU信号、第四MCU信号用以控制第一MOS管11和第二MOS管12与第三MOS管13和第四MOS管14的不同开关状态，以使直流无刷电机10的驱动绕组切换相位。

第一MOS管11和第三MOS管13为PMOS管，第二MOS管12和第四MOS管14为NMOS管。

本实施方式中的MCU信号为PWM脉冲信号。

第一MOS管11和第三MOS管13的源极连接直流电源VCC的正极、漏极分别连接在直流无刷电机10的驱动绕组的两端；第二MOS管12和第四MOS管14的源极分别与第三MOS管13和第一MOS管11的漏极相连、漏极接地或直流电源VCC的负极。

进一步参照图2和图3所示，在A相位时，第一MCU信号和第二MCU信号控制第一MOS管11和第二MOS管12同时导通，刚导通时，其中第二MOS管12为NMOS管，对于PWM脉冲信号为递增导通，关闭时第二MOS管12对于PWM脉冲信号为递减导通；在B相位时，第三MCU信号和第四MCU信号控制第三MOS管13和第四MOS管14同时导通，其中第四MOS管14为NMOS管，对于PWM脉冲信号为递增导通，关闭时第四MOS管14对于PWM脉冲信号为递减导通；因此，在A相和B相切换过程中，起到了缓慢增加导通比例作用，导通过程是缓慢增加的，关闭过程是缓慢减少的，使得使用本发明所述的软切换相位控制电路的直流无刷电机实现缓慢切换相位的效果，避免产生电磁音。

综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。