直流无刷电机电流检测电路设计
基于IR2136的无刷直流电机驱动电路的设计
基于IR2136的无刷直流电机驱动电路的设计无刷直流电机是一种广泛应用于工业和家用设备中的驱动器件。
与传统的有刷直流电机相比，无刷直流电机具有更高的效率、更长的寿命和更低的噪音水平。
为了实现无刷直流电机的控制和驱动，需要设计相应的驱动电路。
IR2136是一种常用的无刷直流电机驱动器件。
它具有多种保护和控制功能，可以用于控制无刷直流电机的转速、方向和制动等。
下面是基于IR2136的无刷直流电机驱动电路设计的详细介绍。
首先，设计一个适合的电源电路来为驱动器件和无刷直流电机提供电源。
电源电路应具有稳定的输出电压和电流能力。
通常，使用电池或稳压电源作为驱动电路的电源。
其次，设计一个合适的电机驱动电路。
IR2136包括三个半桥驱动器，每个半桥驱动器都包括一个高侧和低侧开关管。
通过控制这三个半桥驱动器的开关管的导通和截止状态，可以实现对无刷直流电机的控制。
此外，IR2136还具有保护电路，如过温保护、过电压保护、低电压保护和短路保护等。
这些保护功能可以保证电机和驱动器的安全运行。
在设计过程中，需要根据无刷直流电机的参数和工作要求选择合适的电源电压、电流和功率。
还需要选择合适的IR2136驱动芯片和外围电路元件，如电感、电容等。
此外，还需要设计驱动器和电机之间的连接线路，保证信号传输的可靠性。
最后，进行电路的调试和测试。
通过对电路进行测试和调试，可以确保电机能够正常工作，并且具有所需的转速和扭矩。
在调试过程中，可以调整驱动器的参数和工作模式，如占空比、频率等，来优化电机的性能。
总结起来，基于IR2136的无刷直流电机驱动电路设计需要考虑电源电路、驱动器电路和保护电路等方面的设计。
通过合理选择电路元件和参数，并进行适当的调试和测试，可以实现无刷直流电机的稳定驱动和控制。
这样的电路设计可以用于各种需要无刷直流电机的应用中，如工业自动化、机器人和电动车等。
无刷直流电机驱动电路的实现方法
无刷直流电机驱动电路的实现方法文章标题：无刷直流电机驱动电路的实现方法导言:无刷直流电机具有高效、低噪声和长寿命等优点，广泛应用于工业自动化、电动车辆和家用电器等领域。
然而，为了实现无刷直流电机的高效运行，需要一个可靠而高效的驱动电路。
本文将介绍无刷直流电机驱动电路的实现方法，并探讨其中的关键技术和设计要点。
一、无刷直流电机驱动电路的基本原理无刷直流电机驱动电路是通过控制电机的相序和电流来实现电机的运转。
它主要由功率电子器件、控制电路和电源组成。
其中，功率电子器件用于控制电流的开关和调节，控制电路用于检测电机的位置和速度，并控制功率电子器件的工作。
电源则提供所需的电能。
二、无刷直流电机驱动电路的实现方法1. 直流电压源驱动法直流电压源驱动法是最简单、成本最低的无刷直流电机驱动方法之一。
它通过将电压源直接连接到电机的相，通过调节电压的极性和大小来控制电机的运转。
然而，由于缺乏对电机位置和速度的准确检测和控制，其控制性能较差，适用于一些简单的应用场景。
2. 舵机驱动法舵机驱动法通过使用传感器检测电机的位置和速度，并根据检测结果控制功率电子器件的工作，实现对电机的精确控制。
该方法通常包括位置传感器、速度传感器和控制模块。
然而，由于传感器的引入增加了系统的复杂性和成本，对传感器的精度和稳定性要求较高。
3. 无传感器驱动法无传感器驱动法是一种最为常用和成熟的无刷直流电机驱动方法。
它通过使用反电动势（Back EMF）来检测电机的位置和速度，并根据检测结果来控制功率电子器件的工作。
该方法不仅降低了系统的复杂性和成本，还提高了系统的可靠性和稳定性。
然而，由于反电动势的检测较为困难，需要一套复杂的算法和控制策略。
三、无刷直流电机驱动电路的关键技术1. 电子换向技术无刷直流电机的运转需要按照一定的相序来进行，电子换向技术是实现相序控制的关键。
它通过控制功率电子器件的工作来改变电流的方向和大小，从而实现电机的正常运转。
无刷直流电机的驱动电路
无刷直流电机的驱动电路一、无刷直流电机简介无刷直流电机是一种通过电子方式实现电机转子磁场与定子磁场的同步旋转，无需刷子与换向器来调整磁场方向的电机。
它具有高效率、高转矩密度、长寿命等优点，被广泛应用于工业、航空航天、交通工具等领域。
二、无刷直流电机的基本原理无刷直流电机的驱动主要是通过电子器件来控制电机的磁场和转子的位置。
基本原理如下： 1. 无刷直流电机的转子上安装有磁体，称为永磁体，用来产生转子磁场。
2. 定子上绕有若干个线圈，通过电流激励产生定子磁场。
3. 当定子磁场与转子磁场交叉时，产生转矩，使电机转动。
三、无刷直流电机的驱动电路设计要求设计无刷直流电机的驱动电路时，需要满足以下要求： 1. 高效率：电路应尽可能减少能量的损耗，以提高电机的效率。
2. 稳定性：电路应具有良好的稳定性，能够在各种工作条件下保持电机的正常运行。
3. 可调性：电路应具备可调节转速和转向的功能，以满足不同应用场景的需求。
4. 保护功能：电路应具备过流、过温等保护功能，以确保电机和电路的安全运行。
四、无刷直流电机的驱动电路设计方案4.1 无刷直流电机驱动电路的基本组成无刷直流电机的驱动电路通常由以下几部分组成： 1. 电源模块：提供电机驱动所需的电压和电流。
2. 电流检测模块：用于检测电机驱动电路中的电流情况，保护电机和电路的安全。
3. 电压转换模块：用于将电源提供的电压转换为电机所需的工作电压。
4. 逻辑控制模块：根据输入信号控制电机的转速和转向。
5. 保护模块：监测电机驱动电路的工作状态，当出现异常情况时进行相应的保护。
4.2 无刷直流电机驱动电路的工作原理无刷直流电机的驱动电路工作原理如下： 1. 逻辑控制模块接收输入信号，根据信号产生驱动电流的时序。
2. 驱动电流经过电流检测模块后，进入电机的定子线圈。
3. 电机定子线圈中的电流产生定子磁场，与转子磁场交叉产生转矩。
4. 电压转换模块将电源提供的电压转换为电机所需的工作电压。
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计一、本文概述随着现代电子技术的飞速发展，直流电机因其优良的控制性能和简单的结构设计，在工业自动化、精密仪器和消费电子等领域得到了广泛应用。
传统的直流电机驱动控制电路存在功耗大、效率低、响应速度慢等问题，难以满足当前对高性能电机控制系统的需求。
研究新型的直流电机驱动控制电路具有重要意义。
本文主要聚焦于基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计。
场效应管（FET）作为一种高效、快速的电子器件，在电机驱动领域具有独特的优势。
本文将首先介绍场效应管的基本原理和特性，以及其在直流电机驱动控制中的应用优势。
接着，本文将详细阐述一种基于场效应管的直流电机驱动控制电路的设计方法，包括电路的拓扑结构、工作原理以及关键参数的设计与优化。
本文的研究重点在于如何通过优化电路设计，提高直流电机驱动控制系统的性能，包括降低功耗、提高效率、加快响应速度等。
本文还将探讨电路设计中可能遇到的问题和挑战，并提出相应的解决策略。
总体而言，本文旨在为直流电机驱动控制电路的设计提供一种新的思路和方法，以推动电机控制技术在现代工业和电子领域的应用与发展。
二、场效应管基础知识场效应管（FieldEffect Transistor，简称FET）是一种利用电场效应来控制电流流动的半导体器件。
它具有三个引脚：源极（Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。
场效应管的主要类型包括结型场效应管（JFET）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。
在直流电机驱动控制电路中，MOSFET因其高输入阻抗、低导通电阻和高开关速度等特点而得到广泛应用。
场效应管的工作原理基于电场效应。
在MOSFET中，当在栅极和源极之间施加一个电压时，会在栅极和硅基片之间形成一个电场。
这个电场会影响硅基片中的电荷分布，从而控制源极和漏极之间的电流流动。
当栅极电压达到一定阈值时，MOSFET开始导通，电流可以在源极和漏极之间流动。
场效应管的特性参数对其在电路中的应用至关重要。
基于Proteus的无刷直流电机控制系统设计
17作者简介：高珮文(1996— )，女，硕士研究生，研究方向为电力系统自动化。
高文，李乾坤，刘圣荇，王皓，吴旭鑫(西安工程大学 电子信息学院，陕西 西安 710089)摘 要：基于STM32F103C6芯片控制的双闭环控制系统的整体电路图，设计出了无刷直流电动机驱动电路、逆变电路、速度检测电路和电流检测电路；利用PID 算法，通过双闭环调速，能够使得无刷直流电机平稳运行，并在转速发生变化时，快速达到准确值。
通过对双闭环检测算法的优化，使得调速更加精确。
利用Proteus 软件对整体系统进行了仿真验证，实验结果表明，系统结构设计合理，硬件设计方案可行，控制算法正确。
关键词：无刷直流电机控制；Proteus 仿真；双闭环控制；数字式PID 调速中图分类号：TM36+1 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2021)05-0017-05 Abstract: Based on the overall circuit diagram of double closed-loop control system controlled by the STM32F103C6 chip, this paper makes designs of drive circuit, inverter circuit, speed detection circuit and current detection circuit of the brushless DC motor. The brushless DC motor can run smoothly and quickly reach an accurate value when the speed changes through applying PID algorithm and the double closed-loop speed regulation. In addition, the double closed-loop detection algorithm can be optimized to make the speed regulation more ac-curate. The whole system has been simulated in the Proteus, and the experimental results show that the system structure design is reasonable, the hardware design scheme is feasible, and the control algorithm is correct.Key words: brushless DC motor control; Proteus simulation; double closed-loop control; digital PID speed regulationGAO Pei-wen, LI Qian-kun, LIU Sheng-xing, WANG Hao, WU Xu-xin（School of Electronics and Information, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710089, China ）Design of Brushless DC Motor Control System Based on Proteus基于Proteus的无刷直流电机控制系统设计0 引言随着工业的不断发展，电机的控制也涌现出越来越多的方式，而伴随着微处理器与电力电子技术的诞生与发展，用微处理器控制电机也成为一项值得研究的技术；随着我国工业化生产发展，对于电机的要求也越来越高[1]，而无刷直流电机作为一种结构简单、调速性能好、启动转矩大、寿命长、噪音小的电机有了非常广泛的应用[2]；伴随着电力电子技术、计算机技术和传感器技术的迅速发展，无刷直流电机的控制也有了突破性的发展[3]，目前我国对永磁无刷直流电机的应用起步较晚，在民用方面仍然存在一些缺陷[4]。
基于STC8H单片机的直流无刷驱动电路设计
基于STC8H单片机的直流无刷驱动电路设计直流无刷驱动电路是当今颇受关注的领域，它在工业控制、汽车电子等诸多领域发挥着重要的作用。
本文将介绍一种基于STC8H单片机的直流无刷驱动电路设计，通过该设计可以实现高效、可靠的直流无刷电机驱动。
一、引言直流无刷电机作为一种高效、低噪音的电机类型，被广泛应用于工业生产和日常生活。
然而，为了实现对直流无刷电机的精确控制，需要设计一种特殊的驱动电路。
基于STC8H单片机的直流无刷驱动电路设计是一种成熟且广泛应用的驱动方案。
二、STC8H单片机的特点STC8H单片机是一种高性能、低功耗的单片机，它采用先进的CMOS工艺，具有快速的处理速度和强大的功能扩展性。
在直流无刷电机驱动中，STC8H单片机可以实现对电机相序的精确控制，从而实现对电机旋转方向和速度的调节。
三、直流无刷电机的驱动原理直流无刷电机驱动电路主要由功率驱动电路和控制电路组成。
功率驱动电路负责将外界电源提供的电能转换为电机的机械能，而控制电路则负责控制电机的相序和转速。
四、基于STC8H单片机的直流无刷驱动电路设计1. 硬件设计基于STC8H单片机的直流无刷驱动电路主要包括功率MOS管、滤波电容、电机驱动芯片等。
其中，功率MOS管负责将电源电能转换为电机的机械能，滤波电容用于平滑电路中的电流波动，电机驱动芯片则实现了对驱动电路的精确控制。
2. 软件设计在STC8H单片机上，通过编写嵌入式C程序实现对直流无刷电机的控制。
程序中主要包括以下几个方面的设计：电机相序控制、调速控制、保护措施等。
通过对这些功能的设计和实现，可以实现对无刷直流电机的精确控制和保护。
五、实验结果与分析通过对基于STC8H单片机的直流无刷驱动电路进行实验，验证了该设计的可行性和有效性。
实验结果显示，在调速和相序控制方面，该驱动电路能够稳定工作，并且具有良好的控制精度。
六、结论基于STC8H单片机的直流无刷驱动电路设计具有高效、可靠、稳定的特点。
轮椅直流无刷电机的单片机控制电路设计①
轮椅直流无刷电机的单片机控制电路设计①随着现代医疗技术的不断发展，轮椅已经成为了残疾人最为常见的辅助设备之一。
而电机则是轮椅中关键的部件之一，它能够提供动力，使轮椅行驶。
因此，轮椅电机控制系统的设计至关重要。
本文将介绍一种基于单片机的轮椅直流无刷电机控制电路设计，主要包括硬件设计和软件设计两部分。
一、硬件设计该轮椅直流无刷电机控制电路采用STM32F103单片机作为控制核心，具体电路如下图所示：（图中，M+和M-代表电机正负极，A、B、C代表电机三相线，U、V、W代表电机三相线反接）1.电机驱动电机驱动采用IR2104驱动芯片，其输入端接单片机输出端口，输出端接电机三相线。
IR2104驱动芯片包括一对低侧驱动器和一对高侧驱动器。
单片机输出的PWM信号控制低侧MOS管（Q1~Q6）的导通，从而产生马达电流。
在PWM高电平状态下，通过一个高侧MOS管（Q7~Q9）将对应相的MOS管导通，产生电机相序。
2.电机霍尔传感器电机霍尔传感器是电机控制的重要部分，它可以通过检测电机旋转状态来确定电机转速和转向。
本电路采用六路霍尔传感器，用于检测电机的六个极对应的六个电机位置，从而生成电机控制信号。
3.电压检测模块电压检测模块包括电池电压和电机电压检测。
单片机通过AD采样模块检测电池电压和电机电压，当电压低于预设阈值时，单片机会发送警报信号。
同时，电机电压检测还可以为单片机提供精确的电机状态反馈。
软件设计主要包括电机控制算法和程序逻辑流程设计。
1.电机控制算法电机控制算法采用FOC（场定向控制）算法。
FOC算法主要通过三个步骤来实现电机控制：磁场定向、电流控制和速度控制。
在磁场定向阶段，以磁场方向为基准来控制电机；在电流控制阶段，控制电机电流；在速度控制阶段，控制电机的速度。
2.程序逻辑流程设计程序逻辑流程设计主要包括初始化、电机控制、故障检测等流程。
单片机开机时需要进行初始化操作，包括电机控制参数初始化和变量初始化；电机控制阶段需要进行FOC算法实现，通过PWM信号控制电机转速；故障检测阶段需要检测电机霍尔传感器故障、电池电压不足等故障，从而保证轮椅运行安全。
无刷直流电机的保护电路
无刷直流电机的保护电路摘要：为了使无刷直流电机长期稳定运行，采用加保护电路的方法使其正常工作，保护电路主要由欠压保护、过流保护、短路保护等组成，在软件里设置电压、电流的阈值，直接对电压、电流进行检测并产生相应的保护，以免对电路和电机造成损害，并且做了相应的欠压、过压、过流测试实验。
实践应用表明，该设计的几种方案切实可行，能够在异常情况下及时对电机做出保护动作。
关键词：无刷直流电机；欠压保护；过压保护；过流保护0 引言电机广泛应用于人们的生产、生活及科研等各个领域，因此各种类型的电机保护装置应运而生，如欠压保护、过压保护及过流保护等。
这些保护装置相互独立，不仅安装麻烦，总体生产成本高，而且在电机正常运行过程中，还要消耗一定的电能，造成能源浪费。
其实，上述保护装置，归根到底都是预防电机因自身过热而烧毁。
本文给出几种电机的保护方案，它不仅响应速度快，控制可靠，而且大大地降低了保护装置的生产成本。
该保护电路与传统的保护电路相比，省去了热继电器、交流接触器等保护装置的能耗，与电机为一体。
经测试验证，效果良好。
1 电流检测原理要实现过流保护，首要的任务是检测电机的电流。
通常有2种检测电流的方法：(1)小阻值无感采样电阻。
通常采用康铜丝或者贴片件，这是一种廉价的方案，但是要注意采样电阻阻值的选取，功率要足够大，同时电阻的电感要小，以排除感抗在电阻两端引起的电压降。
(2)霍尔电流传感器。
适合驱动开发，采用LEM公司的LA28-NP霍尔电流传感器的电流测量，它的优点是精度高，可靠性高。
在电流采样的位置上也有2种方法可以选择：(1)相电流采样。
将采样电阻或者霍尔电流传感器置于每一相，假设三相电流分别为ia，ib和ic，又因为无刷电机的三相电流有如下关系：ia+ib+ic=0，所以只要检测出无刷电机中两相电流就可以得到另一相的电流信息。
(2)母线电流采样。
一般是将采样电阻或者电力传感器置于母线负侧进行电流采样。
下面介绍一种基于LEM霍尔电流传感器采样母线电流的方法，该方法精度高，可靠性高。
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图 1：检流运放放大电路
图 2：电机检流保护电路功能框图
该系统中，电机运行电压和控制信号电压分属 于不同的性质和大小级别，因此，电流检测电 路中的采样和保护电路还须整流等功能。普通 二极管可以实现各类整流，但由于其非线性的 特性，会使小信号发生失真，甚至使严重的畸 变。考虑利用集成运放加入深度负反馈来设计 一种可靠的高性能检测电路。该电路通过二极 管引入深度负反馈，保证在小信号时，uo 与 ui 保持良好的比例关系，相较于普通的整流电路， 大大地提高了电流精度。如图 1 所示。
目前检测电路电流的方法主要有检流电 阻、晶体管、电流互感器、罗氏线圈、霍尔效 应器件、比率式等方法。检流电阻配合 AD 采 样方式进行电流检测，可实现成本低，电路简 单，精度高等制作要求。本文采用低阻值电阻 进行电流采样，经过 LM358 运放构成的电路 进行整流及运算后，送入功率管，通过 ADC 采样，DSP 做出相应的控制处理信号。 2 电流检测电路设计
采用 LM358 高速双运算放大器，内部包 含两个独立运算放大器，高增益、内部频率补 偿。电源电压很宽，可实现单双电源工作模式。 使用 LM358 构成高精度半波整流电路和加法 器，可节省控制板空间，使电路设计更加简洁 和精巧。
直流无刷电机电流检测始端是将 A 相、 C 相中 -100A~100A 大电流转化为 -4V~4V 的 小电压信号。考虑到霍尔传感器体积较大，成 本较高，该检流电路由检流电阻和运算放大电 路组成。根据无刷直流电机 IA+IB+IC=0, 可得， IB=-(IA+IC)。B 相电流可由反相求和得到。， 得到 A、B、C 相电流后，分别对 A、B、C 使 用 LM358 构成的高精度半波整流模块进行半 波整流，再将整流过的 A、B、C 三相电压信 号求和反相，得到进入功率管电流的瞬时值对 应的电压值。
参考文献 [1] 朱 成 海 , 王 富 东 . 电 机 控 制 系 统 中 的
相 电 流 检 测 与 数 据 处 理 [J]. 科 技 创 新 ,2017(11):10-12. [2] 唐小珠 , 刘涛 . 基于 DSP 的全数字化无刷 直流电机控制系统设计 [J]. 工业控制计 算机 ,2018,31(03)159-160. [3] 林子翔 , 樊璟 , 贾宏伟 . 电机电流检测电 路研究 [J]. 电子产品世界 ,2018(03).
停机保护，如果由于某些原因电流增加到停机 电流（对应电压）时，DSP 会启动停机程序， 立刻关断所有功率管，电机马上停止运行。如 图 2 所示。
3 结束语
直流无刷电机由于其较好的调速性能， 目前已广泛应用于家用电器、办公自动化、精 密机床、汽车电子等工业和民用领域。典型电 机控制系统中，电机相电流检测电路是非常重 要的部分。由于电机控制系统采样的相电流含 有不规则的高次谐波和随机干扰，伺服系统中 的 PWM 调制频率和 AD 采样速率都较高，因 此选择运放时要考虑运放的增益，带宽以及高 速性。LM358 作为高速双运放满足电流采样 的需要。该电流检测电路成本低，体积小，精 度高，具有一定的实际意义。
作者简介 李晓丽（1983-），女，山西省太原市人。工 学硕士。无锡南洋职业技术学院智能装备与信 息工程学院讲师。
作者单位 无锡南洋职业技术学院智能装备与信息工程学 院 江苏省无锡市 214081
214 • 电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering
较高效经济的电流检测实现方法。
【关键词】直流无刷电机 电流检测 高速双运放
1 引言 直流无刷电机的驱动器主要由功率管和
集成电路组成，用于接收启动，停止，保护等 信号，从而实现电机的控制。精确的电流检测 在电机驱动系统中起着重要的作用，是实现系 统闭环控制的重要前提。电流检测用于系统发 生短路，过流时进行安全保护，是电机控制系 统中不可缺少的环节。在实际运行中如果出现 短路，过流等故障，电机控制系统能及时准确 地将这些信号反馈给控制器，进而执行单元及 时进行调整关断开关，保护硬件。
• 电力电子 Power Electronics
直流无刷电机电流 LM358 高 速 双 运
放实现电机三相电流的采样整流 要 后送入功率管，通过 DSP 进行运算，
进 而 实 现 限 流 保 护 和 停 机 保 护。
该电路减小了电压信号非线性失
真， 且 体 积 小， 成 本 低， 是 一 种
在电机运行过程中，该电路实时测量电 机电流，并发出两路信号。一路输入到 DSP 的 ADC 采样模块中，采样电机电流的数字值， 进行 DSP 的闭环 PID 调节。另一路送到比较 器中。DSP 采用了两种方式对电机进行保护， 一种是限流保护，当电流增大超过限流电流（对 应电压）时，保护电路像 CPLD 发出限流信号， 进而使控制芯片 DSP 启动相应的限流程序进 行操作，调节 PWM 的占空比，来改变实际加 载到电机两端的电压，改变电流大小。另一种