一种无刷电机电动柴油泵控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及无刷电机柴油泵技术领域，具体涉及一种无刷电机电动柴油泵控制电路。


背景技术：

2.柴油泵是把柴油从柴油箱中吸出、加压后输送到输油管中，保证向喷油嘴供应持续的燃油；包括泵体组件、电动机及外壳。电机通电及带动泵体组件旋转，将燃油从进油口吸入，流经电动柴油泵内，再通过出油口压出，给燃油系统供油。燃油流经柴油泵内，对永磁电动机的电枢起到冷却作用。
3.但是，传统的电动柴油泵都是采用有刷电机驱动的，有刷电机驱动的电动机使用碳刷与转子进行接触，会因为碳刷磨损大大减少柴油泵整体的寿命。另外，目前市场上的无刷电机大多通过在定子上添加额外的传感器来取得目前转子的旋转位置，再将其发送给主控芯片进行下一步的电机控制。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提出了一种无刷电机电动柴油泵控制电路，其体积小，成本低，工作稳定；采用了无位置传感器无刷电机，通过电子换相排除了因碳刷磨损导致的电动柴油泵寿命过低的问题，从而可以降低电机的制造成本并且可以提升电机整体的使用寿命。
5.本实用新型通过以下的技术方案实现：
6.一种无刷电机电动柴油泵控制电路，包括主控制器u1，以及分别与主控制器u1连接的电流检测保护电路u2、pwm调制电路u3、信号放大电路u4、电机驱动电路u5、u6、u7和电源电路v1；所述的主控制器u1负责完成信号的接收与处理以及pwm调制电路u3的控制；所述的主控制器u1与电流检测保护电路u2相连，监测电路工作电流是否过大，并将检测信号传给主控制器u1；所述的主控制器u1与 pwm调制电路u3相连，pwm调制电路u3负责在主控制器u1的控制下调制相应的pwm信号，pwm信号经过端口j11与端口j22传入驱动电路u5、驱动电路u6、驱动电路u7中，负责通过pwm信号来驱动电机工作；所述的主控制器u1与信号放大电路u4相连，信号放大电路u4负责接收电机线圈运动时产生的脉冲信号与虚地信号比较，将产生换相信号传入主控制器u1中；所述的电机驱动电路u5、u6、u7通过接受控制信号来驱动电机运转；所述电源电路v1通过电感和电容滤波后提供系统使用的vcc电源。
7.进一步的，所述电流检测保护电路u2的输入端和输出端分别与控制器u1的输出端和输入端连接；所述电流检测保护电路u2采用lm358放大器，读取并放大工作电压数值传入控制器u1，在电流检测保护电路u2中设置有分压电阻r15。从而保护电路不会过载。
8.进一步的，所述主控制器u1的第4引脚与电流检测保护电路u2相连，监测电路工作电流是否过大。
9.电流检测保护电路u2使用lm358，通过读取并放大工作电压数值传入主控芯片部
分，从而保护电路不会过载。
10.进一步的，所述电流检测保护电路u2通过芯片lm358将主控制器u1给定的电压值与经过分压电阻r15分压后的vcc电源电压值进行比较，并将输出值传输至主控制器u1进行监测，从而达到保护电路以免过载的功能。
11.进一步的，所述pwm调制电路u3以74hc11为主，通过主控制器u1传入的三种控制信号同时控制三路pwm脉冲信号的调制；三种控制信号分别为ccp0信号、control信号、pwm1h、pwm2h、pwm3h。
12.进一步的，所述主控制器u1的第10引脚与pwm调制电路u3部分的r32相连。
13.进一步的，所述主控制器u1第25引脚、第32引脚、第11引脚、第35引脚与pwm调制电路u3部分74hc11芯片的第1引脚、第3引脚、第9引脚、第2引脚相连。
14.进一步的，所述的信号放大电路u4u4采用lm339，通过端口与电机的u相、v相、w相连接，当电机运动时产生的脉冲信号通过端口传入信号放大电路u4，信号放大电路u4通过传入的脉冲信号产生相应的换相信号并传给主控制器u1。
15.进一步的，所述主控制器u1的第20引脚第21引脚、第24引脚与信号放大电路u4的lm339芯片的第2引脚、第1引脚、第14引脚相连。
16.进一步的，所述电机在工作时定子线圈切割转子上的永磁体的磁感线产生位置信息脉冲信号ha。
17.进一步的，所述电机驱动电路u5、u6、u7分别通过三极管q1、q2、q3与芯片tc4428构成钳位电路。通过接受控制信号来驱动电机运转，并且保证驱动电路不会被击穿。
18.进一步的，所述的电源电路v1以78l05为主，通过对12v的输入电压经过二极管与电容滤波后，生成vcc供电。电源电路v1通过保护电阻r81与r82后与主控制器u1连接。确保工作时供电电压值不会过压或欠压。
19.有益效果
20.本实用新型提出的一种无刷电机电动柴油泵控制电路，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
21.（1）本技术方案通过检测电阻分压后的电压值从而保证电路工作在合理的电压范围内，防止欠压或过压损坏电路。
22.（2）本技术方案通过主控制器u1发出的三种控制信号以三与门进行调制，可以通过改变控制信号的值同时开启或关闭三路pwm信号的调制。
23.（3）本技术方案通过电机工作时线圈切割永磁体，磁感线的感生电动势与虚地信号比较产生换相信号，将其输出至主控制器u1后可以减少无刷电机内部因额外设置传感器提升的成本，并且可以除去因传感器损坏而导致的系统故障，提升使用寿命。
24.（4）本技术方案中的驱动电路u5、u6、u7部分中由三极管做出的钳位电路可以有效防止控制驱动电机的mos管同时导通击穿电路。
附图说明
25.图1是本实用新型的主控板电路连接示意图。
26.图2是本实用新型的驱动板电路连接示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.一种无刷电机电动柴油泵控制电路，包括控制器模块包括主控制器u1、电流检测保护电路u2、pwm调制电路u3、信号放大电路u4、驱动电路u5、u6、u7部分和电源电路v1。
29.所述的主控制器u1采用stc15w4k58s4,负责完成信号的接收与处理以及pwm调制电路u3的控制；所述的电流检测保护电路u2采用芯片lm358，负责检测电路是否过载，并将检测信号传给主控制器u1；所述的pwm调制电路u3采用芯片74hc11，负责通过主控制器u1给予的信号调制pwm脉冲信号；所述的信号放大电路u4采用芯片lm339，负责接收电机线圈运动时产生的脉冲信号与虚地信号比较，将产生换相信号传入主控制器u1中；所述的电机驱动电路u5、u6、u7采用芯片tc4428，通过接受控制信号来驱动电机运转；所述的电源电路v1部分采用芯片78l05，负责为整个电路提供vcc信号。
30.工作原理：通过检测电机工作时线圈切割磁感线时产生的脉冲信号从而得出该时刻下电机的运动状态信息，再通过该运动状态信息进一步控制电机下一步的运动。
31.本实施例的具体电路连接如下：
32.电路u1部分：
33.芯片stc15w4k58s4的第4引脚与电流检测保护电路u2的输入端r12的一端连接；第15引脚与电流检测保护电路u2的输出端r17的一端连接；
34.第10引脚与pwm调制电路u3的输入端r32的一端连接；第11引脚接u3c部分74hc11的第9引脚；第25引脚接u3b部分74hc11的第3引脚；第35引脚接u3a部分芯片74hc11的第2引脚、u3b部分74hc11的第4引脚和u3c部分74hc11的第10引脚；
35.第20引脚接信号放大电路u4部分r23的一端与运算放大器lm339的第2引脚，r23的另一端接vcc电源；第21引脚接u4b部分r24的一端与运算放大器lm339的第1引脚，r24的另一端接vcc电源；第24引脚接u4c部分r25的一端与运算放大器lm339的第14引脚，r25的另一端接地；
36.第32引脚接电机驱动电路u5b部分芯片74hc11的第3引脚；
37.第5引脚与保护电阻r81的一端和r82的一端，r81的另一端接12v电压，r82的另一端接地；第6引脚与端口com2的第2引脚；第12引脚接端口j22的第3引脚；
38.第18引脚接端口com1的第1引脚；第19引脚接端口com1的第2引脚；第31引脚接端口j11的第2引脚；第33引脚接端口j22的第2引脚；第39引脚接端口com2的第一引脚；
39.第14引脚接vcc电源；第16引脚接地。
40.电路u2a部分：
41.运算放大器lm358的第1引脚接电阻r13的一端、电阻r11的一端、电阻r12的一端以及电容c12的一端，电阻r13的另一端接u2b部分运算放大器lm358的第5引脚，电阻r11的另一端接电容c12的另一端、lm358的第二引脚电阻和r10的一端，r12的另一端接u1部分stc15w4k58s4的第4引脚， r10的另一端接地；第2引脚接电阻r10的一端、r11的一端和电阻电容c12的一端；第3引脚接电阻r9的一端和电容c11的一端，电阻r9的另一端接接口j22的第3引脚，电容c11的另一端接地；第4引脚接地；第8引脚接vcc电源。
42.电路u2b部分：
43.运算放大器lm358的第五引脚接电阻r13的一端，电阻r13的另一端接u2a部分运算放大器lm358的第1引脚、电阻r11的一端、电阻r12的一端和电容c12的一端；第6引脚接电阻r14，电阻r15和电阻r16的一端，电阻r14的另一端接地，电阻r15的另一端接vcc电源，电阻r16的另一端接电阻r17和lm358的第7引脚；第7引脚接电阻r16的一端和电阻r17的一端，电阻r17的另一端接u1部分stc15w4k58s4的第15引脚。
44.电路u3a部分：
45.芯片74hc11的第1引脚接u1部分stc15w4k58s4的第25引脚；第2引脚接u1部分stc15w4k58s4的第35引脚、u3b部分芯片74hc11的第4引脚和u3c部分芯片74hc11的第10引脚；第12引脚接接口j11的第3引脚；第13引脚接电阻r33的一端、三极管q1的集电极、u2b部分芯片74hc11的第5引脚、u2c部分芯片74hc11的第11引脚，电阻r33另一端接vcc电源，三极管q1的发射极接地，三极管q1的基极接电阻r32，电阻r32的另一端接u1部分stc15w4k58s4的第10引脚。
46.电路u3b部分：
47.芯片74hc11的第3引脚接接u1部分stc15w4k58s4的第32引脚；第4引脚接u1部分stc15w4k58s4的第35引脚、u3a部分芯片74hc11的第2引脚和u3c部分芯片74hc11的第10引脚；第6引脚接接口j22的第1引脚；第5引脚接电阻r33的一端、三极管q1的集电极、u2a部分芯片74hc11的第13引脚、u2c部分芯片74hc11的第11引脚。
48.电路u3c部分：
49.芯片74hc11的第9引脚接接u1部分stc15w4k58s4的第11引脚；第10引脚接u1部分stc15w4k58s4的第35引脚、u3a部分芯片74hc11的第2引脚和u3b部分芯片74hc11的第4引脚；第8引脚接接口j11的第4引脚；第11引脚接电阻r33的一端、三极管q1的集电极、u2a部分芯片74hc11的第13引脚、u2b部分芯片74hc11的第5引脚。
50.电路u4a部分：
51.比较器lm339的第2引脚接电阻r23的一端和u1部分stc15w4k58s4的第20引脚，电阻r23的另一端接vcc电源；第3引脚接vcc电源；第5引脚接u4b部分比较器lm339的第7引脚、u4c部分比较器lm339的第9引脚、电阻r46的一端、电阻r47的一端和电阻r48的一端，电阻r46的另一端接电容c21、电阻r43、电阻r40和u4a部分比较器lm339的第4引脚；第4引脚接电阻r40、电阻r43、电阻r46和电容c21的一端，电阻r40的另一端接电机u相，电阻r43的另一端接地和电容c21的另一端，电阻r46的另一端接电阻r47、电阻r48、u4a部分比较器lm339的第5引脚、u4b部分比较器lm339的第7引脚和u4c部分比较器lm339的第9引脚；第12引脚接地。
52.电路u4b部分：
53.比较器lm339的第1引脚接电阻r24的一端和u1部分stc15w4k58s4的第21引脚，电阻r24的另一端接vcc电源；第7引脚接u4a部分比较器lm339的第5引脚、u4c部分比较器lm339的第9引脚、电阻r46的一端、电阻r47的一端和电阻r48的一端；第4引脚接电阻r41、电阻r44、电阻r47和电容c22的一端，电阻r41的另一端接电机v相，电阻r44的另一端接地和电容c22的另一端，电阻r47的另一端接电阻r46、电阻r48、u4a部分比较器lm339的第5引脚、u4b部分比较器lm339的第7引脚和u4c部分比较器lm339的第9引脚。
54.电路u4c部分：
55.比较器lm339的第14引脚接电阻r25的一端和u1部分stc15w4k58s4的第24引脚，电阻r25的另一端接vcc电源；第9引脚接u4a部分比较器lm339的第5引脚、u4b部分比较器lm339的第5引脚、电阻r46的一端、电阻r47的一端和电阻r48的一端；第8引脚接电阻r42、电阻r45、电阻r48和电容c23的一端，电阻r42的另一端接电机w相，电阻r45的另一端接地和电容c23的另一端，电阻r48的另一端接电阻r46、电阻r47、u4a部分比较器lm339的第5引脚、u4b部分比较器lm339的第7引脚和u4c部分比较器lm339的第9引脚。
56.电路u5部分：
57.驱动芯片tc4428第1引脚悬空；第2引脚接电阻r31的一端、三极管q1的集电极，电阻r31的另一端接接口j1的第3引脚；第3引脚接地；第4引脚接接口j1的第2引脚、电阻r30的一端，电阻r30的另一端接三极管q1的基极，三极管q1的发射极接地；第5引脚接电阻r22，r22的另一端接nmos管q1l的栅极，nmos管q1l的漏极接pmos管q1h的漏极和电机u相，nmos管q1l的源极接nmos管q2l的源极、nmos管q3l的源极、电阻r0的一端、电容c10的一端和接口j2的第4引脚，电阻r0的另一端接地，电容c10的另一端接地；第6引脚接12v电源；第7引脚接电阻r21的一端，电阻r21的另一端接pmos管q1h的栅极，pmos管q1h的源极接12v电源、pmos管q2h的源极和pmos管q3h的源极，pmos管q1h的漏极接nmos管q1l的漏极和电机u相；第8引脚悬空。
58.电路u6部分：
59.驱动芯片tc4428第1引脚悬空；第2引脚接电阻r33的一端、三极管q2的集电极，电阻r33的另一端接接口j2的第1引脚；第3引脚接地；第4引脚接接口j2的第2引脚、电阻r32的一端，电阻r32的另一端接三极管q2的基极，三极管q2的发射极接地；第5引脚接电阻r24，r24的另一端接nmos管q2l的栅极，nmos管q2l的漏极接pmos管q2h的漏极和电机v相，nmos管q2l的源极接nmos管q1l的源极、nmos管q3l的源极、电阻r0的一端、电容c10的一端和接口j2的第4引脚；第6引脚接12v电源；第7引脚接电阻r23的一端，电阻r23的另一端接pmos管q2h的栅极，pmos管q2h的源极接12v电源、pmos管q1h的源极和pmos管q3h的源极，pmos管q2h的漏极接nmos管q2l的漏极和电机v相；第8引脚悬空。
60.电路u7部分：
61.驱动芯片tc4428第1引脚悬空；第2引脚接电阻r35的一端、三极管q3的集电极，电阻r35的另一端接接口j1的第4引脚；第3引脚接地；第4引脚接接口j1的第3引脚、电阻r34的一端，电阻r34的另一端接三极管q3的基极，三极管q3的发射极接地；第5引脚接电阻r26，r26的另一端接nmos管q3l的栅极，nmos管q3l的漏极接pmos管q3h的漏极和电机w相，nmos管q3l的源极接nmos管q1l的源极、nmos管q2l的源极、电阻r0的一端、电容c10的一端和接口j2的第4引脚；第6引脚接12v电源；第7引脚接电阻r25的一端，电阻r25的另一端接pmos管q3h的栅极，pmos管q3h的源极接12v电源、pmos管q1h的源极和pmos管q2h的源极，pmos管q3h的漏极接nmos管q3l的漏极和电机w相；第8引脚悬空。
62.电路v1部分：
63.芯片78l05第1引脚接电容c3的一端、电容c4的一端、二极管d1的负极和二极管d2的负极，电容c3的另一端接地，电容c4的另一端接地，二极管d1的正极接12v电源，二极管d2的正极接地；第1引脚接地；第3引脚接电容c5的一端、电容c6的一端和vcc电源，电容c5的另一端接地，电容c6的另一端接地；电阻r81的一端接12v电源，另一端接u1部分stc15w4k58s4
的第5引脚和电阻r82，电阻r82的另一端接地；电容c7的一端接地，另一端接5v电源、电容c8和电感l1，电容c8的另一端接地，电感l1的另一端接电容c9、电容c10和vcc电源，电容c9的另一端接地，电感c10的另一端接地；电容c2的一端接12v电源，另一端接地。
64.接口j11部分：
65.接口j11的第1引脚接地；第二引脚接u1部分stc15w4k58s4的第31引脚；第3引脚接u5a部分芯片74hc11的第12引脚；第4引脚接u5c部分芯片74hc11的第8引脚。接口j22部分：
66.接口j22的第1引脚接u5b部分芯片74hc11的第8引脚；第2引脚接u1部分stc15w4k58s4的第33引脚；第3引脚接u1部分stc15w4k58s4的第12引脚；第4引脚接电阻r9的一端。
67.接口com1部分：
68.接口com1的第1引脚接u1部分stc15w4k58s4的第18引脚；第2引脚接u1部分stc15w4k58s4的第19引脚；第3引脚接地。
69.接口com2部分：
70.接口com2的第1引脚接u1部分stc15w4k58s4的第39引脚；第2引脚接u1部分stc15w4k58s4的第6引脚；第3引脚接地。
71.接口j1部分：
72.接口j1的第1引脚接地；第2引脚接u5部分驱动芯片tc4428的第4引脚和电阻r30的一端；第3引脚接r31的一端；第4引脚接r35的一端。
73.接口j2部分：
74.接口j2的第1引脚接电阻r33的一端；第2引脚接u6部分驱动芯片tc4428的第4引脚和电阻r32的一端；第3引脚接u7部分驱动芯片tc4428的第4引脚和电阻r34的一端；第4引脚接电阻r0、电容c10的一端、nmos管q1l的源极、nmos管q2l的源极和nmos管q3l的源极。
75.接口j3部分：
76.接口j3的第1引脚接电机u相；第2引脚接电机v相；第3引脚接电机w相；第4引脚接vcc电源；第5引脚接12v电源。