一種無(wú)刷直流電機(jī)霍爾器件信號(hào)監(jiān)測(cè)電路及監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)刷直流電機(jī)的霍爾器件的監(jiān)測(cè)，尤其是提供一種無(wú)刷直流電機(jī)霍爾 器件信號(hào)監(jiān)測(cè)電路及監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 霍爾位置傳感器是無(wú)刷直流電機(jī)中的核必部件，是電磁敏感元器件，它的作用直 接影響到無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，直接導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行不正常。當(dāng)前的無(wú)刷直流電機(jī)在安 裝和使用過(guò)程中，一般都忽視了對(duì)霍爾器件的保護(hù)，認(rèn)為霍爾器件已經(jīng)密封在電機(jī)金屬殼 中，很安全。然而，電機(jī)在送些過(guò)程中都會(huì)不可避免的處于振動(dòng)，靜電，高電壓，乃至惡劣的 電磁環(huán)境中，都會(huì)對(duì)霍爾器件造成一定的損傷。在今后的使用中，會(huì)影響到霍爾器件的壽 命，有些嚴(yán)重?fù)p壞的，可能當(dāng)時(shí)就不能用，已經(jīng)失去邏輯作用，而輕微損傷的器件，則在今后 的使用中，會(huì)慢慢呈現(xiàn)出來(lái)。在無(wú)刷直流電機(jī)的制造過(guò)程中，還有的廠家為了省時(shí)省力，直 接將霍爾器件的地線與電機(jī)繞組的電源地線直接連接到一起。當(dāng)有外部干擾串入到電機(jī)的 供電電源端的時(shí)候，很容易打壞霍爾器件?；魻柶骷p壞后，只能更換電機(jī)，維修成本過(guò)高。
[0003] 另外，無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理是直流電源通過(guò)開(kāi)關(guān)電路和驅(qū)動(dòng)電路向電動(dòng)機(jī)定 子繞組供電。位置傳感器隨時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，并根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通 和截止，從而實(shí)現(xiàn)了電子換向。要讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，首先控制CPU就必須根據(jù)霍爾傳感器檢 測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子目前所在位置，然后依照定子繞組換相真值表中功率晶體管的導(dǎo)通順序進(jìn) 行換相，使繞組電流依序流經(jīng)電機(jī)線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子的磁鐵相互作用，就電機(jī)就 可W轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2, AH，BH, CH ;H個(gè)上橋臂；，化；H個(gè)下橋臂。上下橋臂導(dǎo)通的時(shí)候， 絕不能開(kāi)成AH、AL或肌、化或CH、化。此外因?yàn)殡娮恿慵傆虚_(kāi)關(guān)的響應(yīng)時(shí)間，所W功率 晶體管在關(guān)與開(kāi)的交錯(cuò)時(shí)間要將零件的響應(yīng)時(shí)間考慮進(jìn)去，否則當(dāng)上臂（或下臂）尚未完 全關(guān)閉，下臂（或上臂）就已開(kāi)啟，結(jié)果就造成上、下臂短路而使功率晶體管燒毀。因此，對(duì) 霍爾器件進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，對(duì)于迅速判斷麻醉機(jī)的電氣故障提供了可靠的依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決麻醉機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)霍爾器件信號(hào)快速監(jiān)測(cè)并報(bào)警的 問(wèn)題，提供一種無(wú)刷直流電機(jī)霍爾器件信號(hào)監(jiān)測(cè)電路及監(jiān)測(cè)方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種無(wú)刷直流電機(jī)霍爾器件信號(hào)監(jiān)測(cè)電路，包括：
[0007] 信號(hào)處理單元，用于處理霍爾信號(hào)；
[0008] 控制單元，用于接收信號(hào)處理單元輸出的霍爾信號(hào)，并判斷該霍爾信號(hào)的邏輯與 相位；
[0009] 報(bào)警單元，用于提示霍爾信號(hào)邏輯或相位錯(cuò)誤。
[0010] 進(jìn)一步，所述信號(hào)處理單元包括運(yùn)算放大器、若干個(gè)電阻和若干個(gè)電容；所述運(yùn)算 放大器的正輸入端串聯(lián)第一電阻和第二電阻后接霍爾傳感器；正輸入端串聯(lián)第一電容后接 地；負(fù)輸入端串聯(lián)第H電阻后接地，負(fù)輸入端串聯(lián)第四電阻后接輸出端；輸出端串聯(lián)第二 電容和第二電阻后接正輸入端；輸出端串聯(lián)第五電阻后接控制單元的10。
[0011] 進(jìn)一步，所述控制單元包括計(jì)數(shù)器、邏輯監(jiān)測(cè)模塊和相位監(jiān)測(cè)模塊；
[0012] 所述計(jì)數(shù)器分別記錄一個(gè)換相周期內(nèi)H路霍爾信號(hào)的時(shí)鐘周期數(shù)；
[0013] 所述邏輯監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)霍爾信號(hào)的邏輯；
[0014] 所述相位監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)霍爾信號(hào)的相位和相序。
[0015] 進(jìn)一步，所述報(bào)警單元是警示燈或蜂鳴器等具有報(bào)警功能的器件。
[0016] 進(jìn)一步，所述控制單元與報(bào)警單元之間電連接數(shù)據(jù)緩沖器。
[0017] 一種無(wú)刷直流電機(jī)霍爾器件信號(hào)監(jiān)測(cè)方法，包括
[0018] (1)用于獲得H路信號(hào)的邏輯電平的方法；無(wú)刷直流電機(jī)的霍爾傳感器輸出的霍爾 信號(hào)經(jīng)放大電路放大后輸入信號(hào)處理單元，完成濾波后經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換再經(jīng)IO輸入到控制單 J L O
[0019] 樹用于比較步驟(1)中霍爾信號(hào)邏輯與霍爾信號(hào)真值表的方法。邏輯監(jiān)測(cè)模塊將一 個(gè)換相周期內(nèi)無(wú)刷直流電機(jī)的霍爾信號(hào)的邏輯與霍爾信號(hào)真值表比對(duì)，如果邏輯不同，貝U 反饋給控制單元，控制單元控制報(bào)警單元發(fā)出錯(cuò)誤警示。
[0020] -種無(wú)刷直流電機(jī)霍爾器件信號(hào)監(jiān)測(cè)方法，包括
[0021] 用于獲取一個(gè)換相周期內(nèi)H路霍爾信號(hào)的時(shí)鐘周期數(shù)的方法；
[0022] 用于獲得H路霍爾信號(hào)的相位的方法；
[0023] 用于判斷H路霍爾信號(hào)的相位是否正確的方法。
[0024] 進(jìn)一步，獲得一個(gè)換相周期內(nèi)霍爾信號(hào)的時(shí)鐘周期的方法是W任意一路信號(hào)的相 鄰的兩個(gè)電平改變時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)和計(jì)時(shí)終點(diǎn)，分別記錄H路霍爾信號(hào)的時(shí)鐘周期數(shù)。
[00巧]進(jìn)一步，獲得霍爾信號(hào)相位的方法：
[0026] 計(jì)算霍爾信號(hào)的一個(gè)換相周期的時(shí)間間隔；
[0027] 選擇一路霍爾信號(hào)的時(shí)間間隔作為基準(zhǔn)，計(jì)算另外兩路霍爾信號(hào)的時(shí)間間隔與其 的比值；
[0028] 計(jì)算得到H路霍爾信號(hào)的相位。
[0029] 進(jìn)一步，判斷霍爾信號(hào)相位是否正確的方法是比較計(jì)算得到的相位角與正確的霍 爾信號(hào)相位角。
[0030] 本發(fā)明的有益效果是；采用信號(hào)處理單元處理霍爾信號(hào)中的噪聲，克服了霍爾信 號(hào)中高頻干擾的影響；控制單元是可編程的邏輯處理單元，能夠迅速的實(shí)現(xiàn)霍爾信號(hào)邏輯 錯(cuò)誤或相位、相序錯(cuò)誤的判斷。報(bào)警單元能夠在霍爾信號(hào)出錯(cuò)時(shí)及時(shí)的發(fā)出警報(bào)，避免了因 信號(hào)錯(cuò)誤導(dǎo)致上橋臂、下橋臂短路使得晶體管燒毀，降低了無(wú)刷直流電機(jī)的維修成本。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1是本發(fā)明霍爾信號(hào)監(jiān)測(cè)電路的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2是無(wú)刷直流電機(jī)二相全橋驅(qū)動(dòng)原理圖；
[0033] 圖3是本發(fā)明霍爾信號(hào)監(jiān)測(cè)電路的一個(gè)具體實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖4是本發(fā)明中信號(hào)處理單元的電路示意圖；
[0035] 圖5是霍爾信號(hào)邏輯與時(shí)序圖；
[0036] 圖6是本發(fā)明霍爾信號(hào)相位、相序監(jiān)測(cè)方法的流程圖。
[0037] 圖中：
[003引 1、信號(hào)處理單元 2、控制單元 21、計(jì)數(shù)器
[0039] 22、邏輯監(jiān)測(cè)模塊 23、相位監(jiān)測(cè)模塊 3、數(shù)據(jù)緩沖器
[0040] 4、報(bào)警單元 5、二階低通濾波器 6、FPGA芯片
[00川 7、L邸燈 8、電源芯片 9、FPGA配置芯片
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0043] 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種無(wú)刷直流電機(jī)霍爾器件信號(hào)監(jiān)測(cè)電路，包括：用于 處理霍爾信號(hào)的信號(hào)處理單元1 ;用于接收信號(hào)處理單元輸出的霍爾信號(hào)，并判斷該霍爾 信號(hào)的邏輯與相位角的控制單元2 ;用于提示霍爾信號(hào)邏輯或相位錯(cuò)誤的報(bào)警單元4。信 號(hào)處理單元1可W是二階低通濾波器?？刂茊卧?包括計(jì)數(shù)器21、邏輯監(jiān)測(cè)模塊22和相 位監(jiān)測(cè)模塊23 ;計(jì)數(shù)器21分別記錄H路霍爾信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)的持續(xù)時(shí)間；邏輯監(jiān)測(cè)模塊 22用于判斷錯(cuò)誤邏輯電平并發(fā)送報(bào)警指令；相位監(jiān)測(cè)模塊23用于判斷錯(cuò)誤相位并發(fā)送報(bào) 警指令?？刂茊卧?與報(bào)警單元4之間電連接數(shù)據(jù)緩沖器3。
[0044] 如圖2所示，a相、b相和C相繞組分別與功率晶體管（AH，AL)，觸，化)，畑，化） 相接，圖中，AH, BH, CH ;H個(gè)上橋臂；AL,化，化；H個(gè)下橋臂。上下橋臂導(dǎo)通的時(shí)候，絕不 能開(kāi)成AH、AL或肌、化或CH、化。此外因?yàn)殡娮恿慵傆虚_(kāi)關(guān)的響應(yīng)時(shí)間，所W功率晶體 管在關(guān)與開(kāi)的交錯(cuò)時(shí)間要將零件的響應(yīng)時(shí)間考慮進(jìn)去，否則當(dāng)上橋臂（或下橋臂）尚未完 全關(guān)閉，下橋臂（或上橋臂）就已開(kāi)啟，結(jié)果就造成上、下橋臂短路而使功率晶體管燒毀。 [004引如圖3