手電鉆PCB電路板開發(fā)無刷電機驅(qū)動板智能硬件方案開發(fā)

在講直流變頻器之前，我們來了解下變頻系統(tǒng)，變頻系統(tǒng)是由變頻器和電機組成，變頻器由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元等組成。其原理是變頻器根據(jù)實際的需要將工頻電轉(zhuǎn)換為電機需要的電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速，控制轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的目的,而且，變頻器對電機的保護功能也很好，有過載報警、過流報警、過壓報警等。其控制功方式主要有V/F控制，矢量控制等，適用的場合比較多，而價格也比伺服控制系統(tǒng)便宜很多，變頻器可以使用專用的變頻電機，也可以使用一般的電機。

使用變頻器的目的是節(jié)能、調(diào)速、保護電機等，使用編碼器可以實現(xiàn)閉環(huán)控制，但定位精度不是很高，所以像風機、水泵、車輛等都是變頻器控制。

變頻器主要控制方式是由外部端子數(shù)字量輸入或者模擬量輸入控制，這種控制方式需要在外部做按鈕，適合控制單一的場合；可以由PLC進行數(shù)字量或者模擬量控制，優(yōu)點是集成到PLC系統(tǒng)里，與PLC共享信息；通過通訊的方式控制轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等。優(yōu)點是大型系統(tǒng)里面幾乎可以共享所有的變頻器信息。并且可以模塊化控制變頻器。

了解完變頻器，接下來我們跟著沐渥科技來了解下直流變頻電機驅(qū)動。
電機驅(qū)動的驅(qū)動電路采用IGBT模塊，IPM模塊或分立元件構成的逆變電路連接電機作為控制流經(jīng)電機線圈的開關。IGBT模塊有的集成了三相整流橋。分立元件一般采用IGBT或MOS管(低壓居多)，逆變橋的三只上管和三只下管加1只制動管共7只功率管。驅(qū)動電路隔離方式采用高速光耦隔離，實現(xiàn)PWM控制信號的通斷。

直流變頻電機的特點：高效數(shù)字直流變頻壓縮機的獨特優(yōu)點在于它摒棄了原有的“交流電壓→直流電壓→交流電壓→變轉(zhuǎn)速方式交流電機”的循環(huán)工作方式，采用先進的“交流電壓→直流電壓→變轉(zhuǎn)速方式數(shù)字電機”控制技術，減少電流在工作中轉(zhuǎn)變次數(shù)，使電能轉(zhuǎn)化效率大提高。采用直流無感FOC控制技術；風速大小可以線性調(diào)整；面板或者遙控器控制；斷電數(shù)據(jù)記憶功能；過流 、過壓 、堵轉(zhuǎn) 、缺相等關機保護功能；溫度過高停機保護功能。

其中開關電源電路為驅(qū)動電路、風機、控制電路、面板等電路提供系統(tǒng)工作需要的各路低壓電源。使用開關電源主要有以下特點:體積小,重量輕:由于沒有工頻變頻器，所以體積和重量吸有線性電源的20-30；功耗小，效率高：功率晶體管工作在開關狀態(tài)，所以晶體管的上功耗小，轉(zhuǎn)化效率高，一般為60-70，而線性電源只有30-40。

一般根據(jù)功率要求，采用不同的拓撲結(jié)構實現(xiàn)。由于單端反激變換器在小功率開關電源設計中應用非常廣泛，且多路輸出較方便，無刷直流電機驅(qū)動器中的開關電源主要采用這種電路拓撲結(jié)構（沐渥科技采用的就是這種）。

控制電路由處理器在無刷電機控制系統(tǒng)中起核心控制作用，需要完成控制功率管開關，檢測(轉(zhuǎn)速，電流，角度等)，處理(內(nèi)部管理，算法)等各項工作，這些功能的實現(xiàn)需要計算性能非常好的處理器。處理器的選擇一般包括單片機，DSP，STM32等作為主控制器。用戶接口:顯示和通訊，多功能IO輸入輸出等都可以歸入用戶接口。顯示用來實時顯示系統(tǒng)信息，設置參數(shù)，實現(xiàn)人機交互。

合肥沐渥科技有限公司，位于綜合性國家科學中心城市、安徽省會——合肥，是一家集硬件電路開發(fā)、應用軟件開發(fā)、產(chǎn)品設計、定制服務，電路板加工、元器件銷售和OEM/ODM生產(chǎn)為一體的綜合型高新科技企業(yè)，其核心成員由多位行業(yè)經(jīng)驗豐富工程師組成，長期致力于消費電子、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及電子檢測設備領域的技術研發(fā)及轉(zhuǎn)化，具備多個行業(yè)先進應用的研發(fā)成果。