本发明涉及控制器技术领域，尤其为一种多功能直流有刷无刷电机控制器，包括控制器，所述控制器内设有高级控制定时器和A/D转换器，所述控制器底部设有位置传感器输入端口和开关量输入端口，位置传感器输入端口上设有位置传感器，所述控制器右侧外壁上与A/D转换器对齐的位置设有智能输出端口，所述控制器顶部设有报警输出端口和通信端口，所述三相桥整流电路与三相PWM发生器电连接，所述电机与三相桥整流电路电连接，所述三相桥整流电路通过电流取样电阻与电源负极电连接。该发明结构简单，不需要微处理器及其控制软件，成本低，可靠性高。
1.一种多功能直流有刷无刷电机控制器，包括控制器(1)，且控制器(1)上设有接地端口，其特征在于：所述控制器(1)内设有高级控制定时器(2)和A/D转换器(3)，且高级控制定时器(2)位于A/D转换器(3)上方，所述控制器(1)底部设有位置传感器输入端口(5)和开关量输入端口(6)，所述位置传感器输入端口(5)上设有位置传感器(51)，所述控制器(1)左侧外壁从上到下依次设有智能逻辑输入端口(4)、接地端口和模拟量输入端口(7)，所述控制器(1)右侧外壁上与A/D转换器(3)对齐的位置设有智能输出端口(8)，所述控制器(1)顶部设有报警输出端口(9)和通信端口(10)，所述高级控制定时器(2)上电连接有三相桥整流电路(11)，所述A/D转换器(3)将位置传感器(51)传递的信号处理后通过智能输出端口(8)与电机(13)电连接，所述电机(13)与三相桥整流电路(11)电连接，所述三相桥整流电路(11)通过电流取样电阻(12)与电源负极电连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能直流有刷无刷电机控制器，其特征在于：所述控制器(1)选用为核心是ARM32位的CortexTM-M3CPU，主频高达72MHz，高达90DMips，1.25DMips/MHz的STM32F103单片机。
3.根据权利要求1所述的一种多功能直流有刷无刷电机控制器，其特征在于：所述高级控制定时器(2)可被当作一个分配到6个通道的三相PWM发生器。
4.根据权利要求1所述的一种多功能直流有刷无刷电机控制器，其特征在于：所述智能逻辑输入端口(4)的个数为4个，且通过给4个智能逻辑输入端口(4)输入高电平，单片机依据输入的逻辑即可判断出是有刷工作模式还是无刷工作模式。
5.根据权利要求1所述的一种多功能直流有刷无刷电机控制器，其特征在于：所述开关量输入端口(6)输入高电平时，可分别控制电机(13)正反转和停止。
6.根据权利要求1所述的一种多功能直流有刷无刷电机控制器，其特征在于：所述模拟量输入端口(7)输入0-10V的直流电压，工作模式选择常转时，可控制电机(13)转速。
7.根据权利要求1所述的一种多功能直流有刷无刷电机控制器，其特征在于：所述报警输出端口(9)正常时为常闭状态，当控制器(1)出故障时或电机(13)出故障时，变为关闭状态，同时为报警电路提供一个信息信号，且报警输出端口(9)是无源的，可带5A的电流。
8.根据权利要求1所述的一种多功能直流有刷无刷电机控制器，其特征在于：所述通信端口(10)为USB模式，可下载或写入应用程序，故障代码，也可和上位机进行通信。
一种多功能直流有刷无刷电机控制器
技术领域
[0001] 本发明涉及控制器技术领域，具体为一种多功能直流有刷无刷电机控制器。
背景技术
[0002] 直流无刷电机和直流有刷电机都具有效率高、功率密度大、启动扭矩小、噪音低、寿命长、可靠性高和EMC性能好的特点，满足了现代汽车的节能、环保、轻量化、小型化、舒适性、高可靠性和低辐射的要求，但是现有的控制器大多有以下缺点：(1)不能判断出是有刷工作模式还是无刷工作模式；(2)不能有效地控制电机的正反转和停止以及电机的转速；(3)当控制器出故障时或电机出故障时，没有报警功能；(4)控制器上没有设置现场参数调整功能，通过设定按钮调整电流值和速度；(5)控制器系统设计复杂，成本相对较高。
发明内容
[0003] 本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种多功能直流有刷无刷电机控制器。所述多功能直流有刷直流无刷电机控制器具效率高、功率密度大、启动扭矩小、噪音低、寿命长、可靠性高和EMC性能好等特点。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] 一种多功能直流有刷无刷电机控制器，包括控制器，且控制器上设有接地端口，所述控制器内设有高级控制定时器和A/D转换器，且高级控制定时器位于A/D转换器上方，所述控制器底部设有位置传感器输入端口和开关量输入端口，位置传感器输入端口上设有位置传感器，所述控制器左侧外壁从上到下依次设有智能逻辑输入端口、接地端口和模拟量输入端口，所述控制器右侧外壁上与A/D转换器对齐的位置设有智能输出端口，所述控制器顶部设有报警输出端口和通信端口，所述三相桥整流电路与三相PWM发生器电连接，所述A/D转换器将位置传感器传递的信号处理后通过智能输出端口与直流无刷电机/直流有刷电机电连接，所述直流无刷电机/直流有刷电机与三相桥整流电路电连接，所述三相桥整流电路通过电流取样电阻与电源负极电连接。
[0006] 优选的，所述控制器选用为核心是ARM 32位的CortexTM-M3CPU，主频高达72MHz，高达90DMips，1.25DMips/MHz的STM32F103单片机。
[0007] 优选的，所述高级控制定时器可被当作一个分配到6个通道的三相PWM发生器。
[0008] 优选的，所述智能逻辑输入端口的个数为4个，且通过给4个智能逻辑输入端口输入高电平(直流24V+)，单片机依据输入的逻辑即可判断出是有刷工作模式还是无刷工作模式。
[0009] 优选的，所述开关量输入端口输入高电平(24V+)时，可分别控制直流无刷电机/直流有刷电机正反转和停止。
[0010] 优选的，所述模拟量输入端口输入0-10V的直流电压，工作模式选择常转时，可控制直流无刷电机/直流有刷电机转速。
[0011] 优选的，所述报警输出端口正常时为常闭状态，当控制器出故障时或直流无刷电机/直流有刷电机出故障时，变为关闭状态，同时为报警电路提供一个信息信号，且报警输出端口是无源的，可带5A的电流。
[0012] 优选的，所述通信端口为USB模式，可下载或写入应用程序，故障代码，也可和上位机进行通信。
[0013] 优选的，所述控制器上还设有现场参数调整功能，通过设定按钮调整设定直流无刷电机/直流有刷电机的电流值和速度。
[0014] 优选的，所述电机同时与三相桥整流电路的A相、B相和C相电连接。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种多功能直流有刷无刷电机控制器，在使用过程中，控制器通过4个智能逻辑输入端口输入高电平来判断工作时有刷模式还是无刷模式；通过向开关量输入端口输入高电平(24V+)时，可分别控制直流无刷电机/直流有刷电机正反转和停止；通过向模拟量输入端口输入0-10V的直流电压，工作模式选择常转时，可控制直流无刷电机/直流有刷电机转速；报警输出端口正常时为常闭状态，当控制器出故障时或直流无刷电机/直流有刷电机出故障时，变为关闭状态，同时为报警电路提供一个信息信号；控制器上还设有现场参数调整功能，通过设定按钮调整设定直流无刷电机/直流有刷电机的电流值和速度；此外，位置传感器通过A/D转换器将信号传递给控制器，控制器从而驱动三相桥整流电路(有刷时，两相工作)，采用全PWM输出方式具有死区控制及功率卸载功能，确保功率器件的安全，采用全电流跟踪模式确保直流无刷电机/直流有刷电机的安全。当控制器选定工作模式后，6路PWM发生器输出至功率输出的驱动电路，于是直流无刷电机/直流有刷电机的相应绕组就得到相应的电流、电压，直流无刷电机/直流有刷电机开始转动(正传或反转)，直流无刷电机/直流有刷电机带动相应的装置完成控制工作。该发明结构简单，不需要微处理器及其控制软件，成本低，可靠性高。
附图说明
[0016] 图1为本发明结构示意图；
[0017] 图2为本发明直流无刷电机工作时三相电路结构示意图；
[0018] 图3为本发明直流有刷电机工作时二相电路结构示意图。
[0019] 图中：1控制器、2高级控制定时器、3A/D转换器、4智能逻辑输入端口、5位置传感器输入端口、51位置传感器、6开关量输入端口、7模拟量输入端口、8智能输出端口、9报警输出端口、10通信端口、11三相桥整流电路、12电流取样电阻、13电机。
具体实施方式
[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
[0022] 一种多功能直流有刷无刷电机控制器，包括控制器1，且控制器1上设有接地端口，控制器1选用为核心是ARM 32位的CortexTM-M3CPU，主频高达72MHz，高达90DMips，1.25DMips/MHz的STM32F103单片机，控制器1内设有高级控制定时器2和A/D转换器3，且高级控制定时器2位于A/D转换器3上方，高级控制定时器2可被当作一个分配到6个通道的三相PWM发生器。
[0023] 控制器1底部设有位置传感器输入端口5和开关量输入端口6，位置传感器输入端口上设有位置传感器51，开关量输入端口6输入高电平24V+时，可分别控制电机13正反转和停止，控制器1左侧外壁从上到下依次设有智能逻辑输入端口4、接地端口和模拟量输入端口7，且智能逻辑输入端口4的个数为4个，通过向4个智能逻辑输入端口4输入高电平直流24V+，模拟量输入端口7输入0-10V的直流电压，工作模式选择常转时，可控制电机13转速，单片机依据输入的逻辑即可判断出是有刷工作模式还是无刷工作模式。
[0024] 控制器1右侧外壁上与A/D转换器3对齐的位置设有智能输出端口8，控制器1顶部设有报警输出端口9和通信端口10，通信端口10为USB模式，可下载或写入应用程序，故障代码，也可和上位机进行通信，报警输出端口9正常时为常闭状态，当控制器1出故障时或电机13出故障时，变为关闭状态，同时为报警电路提供一个信息信号，且报警输出端口9是无源的，可带5A的电流。
[0025] 三相桥整流电路11与三相PWM发生器电连接，A/D转换器3将位置传感器51传递的信号处理后通过智能输出端口8与电机13电连接，若工作模式为无刷，机13同时与三相桥整流电路11的A相、B相和C相电连接，若工作模式为有刷，三相桥整流电路11通过电流取样电阻12与电源负极电连接，此外，控制器1上还设有现场参数调整功能，通过设定按钮调整设定电机13的电流值和速度。
[0026] 本发明工作流程：在使用过程中，控制器1通过4个智能逻辑输入端口4输入高电平来判断工作时有刷模式还是无刷模式；通过向开关量输入端口6输入高电平(24V+)时，可分别控制电机13正反转和停止；通过向模拟量输入端口7输入0-10V的直流电压，工作模式选择常转时，可控制电机13转速。
[0027] 报警输出端口9正常时为常闭状态，当控制器1出故障时或电机13出故障时，变为关闭状态，同时为报警电路提供一个信息信号；控制器1上还设有现场参数调整功能，通过设定按钮调整设定电机13的电流值和速度。
[0028] 此外，位置传感器51通过A/D转换器3将信号传递给控制器1，控制器1从而驱动三相桥整流电路11(有刷时，两相工作)，采用全PWM输出方式具有死区控制及功率卸载功能，确保功率器件的安全，采用全电流跟踪模式确保电机13的安全。当控制器1选定工作模式后，6路PWM发生器输出至功率输出的驱动电路，于是电机13的相应绕组就得到相应的电流、电压，电机13开始转动(正传或反转)，电机13带动相应的装置完成控制工作。
[0029] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
