(10)授权公告号 (45)授权公告日 2014.04.09
C N 203537289
U (21)申请号 201320727388.6
(22)申请日 2013.11.18
H02P 6/22(2006.01)
(73)专利权人沈阳工业大学
地址110870 辽宁省沈阳市经济技术开发区
沈辽西路111号
空气太阳能(72)发明人刘爱民 王晶晶 杨艳辉 吴志恒
王亮
(74)专利代理机构沈阳智龙专利事务所(普通
合伙) 21115
代理人宋铁军nfc天线
周楠
(54)实用新型名称
(57)摘要
本实用新型公开了一种基于DSP28335直流
模块，信号调理模块连接AD 转换模块，AD 转换
模块连接电平转换模块，电平转换模块连接以
DSP28335为核心的数据处理单元，以DSP28335
为核心的数据处理单元分别连接通讯模块、隔离
驱动模块、电机位置信号捕获模块和电机正反转
模块，隔离驱动模块连接升压模块，升压模块连接
IGBT 模块，电源模块为上述各模块供电。本实用
新型有效实现了电机的正反转控制。
(51)Int.Cl.
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
权利要求书1页 说明书5页 附图9页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书5页 附图9页(10)授权公告号CN 203537289 U
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1.一种基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：包括电源模块、信号采集模块、信号调理模块、AD 转换模块、以DSP28335为核心的数据处理单元、通讯模块、电机位置信号捕获模块、电机正反转指令捕获模块、隔离驱动电路、升压模块以及IGBT 模块；信号采集模块连接信号调理模块，信号调理模块连接AD 转换模块，AD 转换模块连接以DSP28335为核心的数据处理单元，以DSP28335为核心的数据处理单元分别连接通讯模块、隔离驱动模块、电机位置信号捕获模块和电机正反转指令捕获模块，隔离驱动模块连接升压模块，升压模块连接IGBT 模块，电源模块为上述各模块供电。
2.根据权利要求1所述的基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：电源模块由220V 交流电转5V 、±12V 、15V 电源模块和5V 转
3.3V 模块。
3.根据权利要求1所述的基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：信号采集模块为电流采集模块。
4.根据权利要求1所述的基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：信号调理模块是以LM358为核心组成的信号调理电路；AD 转换模块是由电平转换电路和ADS8364外围硬件电路组成。
5.根据权利要求1所述的基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：以DSP28335为核心的数据处理单元由TMS320F28335浮点型数据处理器及其外围硬件电路组成。
6.根据权利要求1所述的基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：电机位置信号捕获模块是由安装在电机上面的霍尔盘和高速CMOS 器件74HC14、CC384及其外围的限流电路组成。
7.根据权利要求1所述的基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：通讯模块由RS485和RS232通讯模块组成。
8.根据权利要求1所述的基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：电机正反转指令捕获模块是由外围遥控器件和74HC14、CC384及其外围的限流电路组成。
9.根据权利要求1所述的基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：隔离驱动电路是由74HC245和光耦器件HCPL-63N 组成。
10.根据权利要求1所述的基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：升压模块是由2SC0108T2A0—17升压块及其外围硬件电路组成；IGBT 模块选用的型号是SKM600GB066D 。权 利 要 求 书CN 203537289 U
基于DSP28335直流无刷电机控制装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于直流无刷电机控制技术领域，更具体地说是一种直流无刷电机控制装置。
背景技术
[0002] 无刷直流电机以其高效率﹑小体积和易控制、显著的长寿命和可靠性等特点在调速领域显现优势，在要求高控制精度和高可靠性的场合如舰船推进、数控机床、机车牵引、电动汽车和家用电器等许多领域获得极为广泛的应用，成为各国学者的研究热点。而在许多场合需要电机完成正反转的动作，本实用新型装置就是为实现电机在短时间内正反转而设计的。利用DSP28335为数据核心处理单元，运用数字控制技术实现对直流无刷电机的控制。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的在于为直流无刷电机提供一种控制装置，实现对直流无刷电机速度的控制，缩短电机的启动时间。
[0004] 技术方案
[0005] 本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
[0006] 一种基于DSP28335直流无刷电机控制装置，其特征在于：包括电源模块、信号采集模块、信号调理模块、AD转换模块、以DSP28335为核心的数据处理单元、通讯模块、电机位置信号捕获模块、电机正反转指令捕获模块、隔离驱动电路、升压模块以及IGBT模块；信号采集模块连接信号调理模块，信号调理模块连接AD转换模块，AD转换模块连接以DSP28335为核心的数据处理单元，以DSP28335为核心的数据处理单元分别连接通讯模块、隔离驱动模块、电机位置信号捕获模块和电机正反转指令捕获模块，隔离驱动模块连接升压模块，升压模块连接IGBT模块，电源模块为上述各模块供电。
[0007] 电源模块由220V交流电转5V、±12V、15V电源模块和5V转3.3V模块。[0008] 信号采集模块为电流采集模块。
[0009] 信号调理模块是以LM358为核心组成的信号调理电路；AD转换模块是由电平转换电路和ADS8364外围硬件电路组成。
[0010] 以DSP28335为核心的数据处理单元由TMS320F28335浮点型数据处理器及其外围硬件电路组成。
[0011] 电机位置信号捕获模块是由安装在电机上面的霍尔盘和高速CMOS器件74HC14、CC384及其外围的限流电路组成。
[0012] 通讯模块由RS485和RS232通讯模块组成。
[0013] 电机正反转指令捕获模块是由外围遥控器件和74HC14、CC384及其外围的限流电路组成。
[0014] 隔离驱动电路是由74HC245和光耦器件HCPL-63N组成。
[0015] 升压模块是由2SC0108T2A0—17升压块及其外围硬件电路组成；IGBT模块选用的型号是SKM600GB066D。
[0016] 优点及效果
[0017] 本实用新型具有如下优点及有益效果：
[0018] （1）在AD转换模块采用了外部转换芯片ADS8364，该芯片是6通道16位的模数转换器，其共
模抑制在50Hz时为80dB，具有很强的抗干扰能力。16位的采样精度相对于TMS320F28335的12位采样精度有了较大提高，提高了电压电流信号的采样精确度。[0019] （2）在信号处理单元上选着是TI公司推出的TMS320F28335，该信号处理器增加了浮点运算内核，能够执行复杂的浮点运算，节省执行时间和存储空间，便于大量数据采集运算的进行。
[0020] （3）该控制装置根据监测到的电压电流信号，实时改变发出的PWM的参数实现对直流无刷电机的控制；同时，该装置增加了利用遥控器和上位机控制直流无刷电机的控制装置，使得该装置既能应用在在线控制电机正反转操作也能运用在电机出场测试。[0021] （4）该控制装置安装简单，便于实现正反转控制；有效实现直流无刷电机正转、反转和正反转操作。
船用倾斜仪
附图说明
半桥驱动器
[0022] 图1为本实用新型控制装置系统及和电机连接的基本组成框图；
清扫车离合器
[0023] 图2为本实用新型控制装置的电源原理图（5V转3.3V模块），注：5V、±12V、15V电源模块均有外界电源直接提供；
[0024] 图3为本实用新型的电流信号采集实物接线图；
[0025] 图4为本实用新型控制装置的信号调理电路；
[0026] 图5为本实用新型控制装置的ADS8364转换模块的电路原理图；
[0027] 图6为本实用新型控制装置的5V~3.3V的电平转换电路；
[0028] 图7为本实用新型控制装置的电机位置信号捕获原理图；
[0029] 图8为本实用新型控制装置的正反转信号捕获原理图；
[0030] 图9为本实用新型控制装置的遥控器示意图；
[0031] 图10为本实用新型控制装置的驱动隔离模块原理图；
[0032] 图11为本实用新型控制装置的升压模块及外围电路图；
[0033] 图12为本实用新型控制装置的IGBT接线图；
[0034] 图13为本实用新型控制装置的数据处理单元核心芯片TMS320F28335管脚说明图；
[0035] 图14为本实用新型控制装置的RS232通讯模块的电路原理图；
[0036] 图15为本实用新型控制装置的RS485通讯模块的电路原理图；
[0037] 图16为本实用新型控制装置的柜体正面图；
[0038] 图17为本实用新型控制装置的柜体背面图。
具体实施方式
[0039] 下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
[0040] 本实用新型是一种基于DSP28335直流无刷电机控制装置，如图1所示，包括电源模块、信号采集模块、信号调理模块、AD转换模块、以DSP28335为核心的数据处理单元、通讯模块、电机位置信号捕获模块、电机正反转指令捕获模块、隔离驱动电路、升压模块以及IGBT模块；信号采集模块连接信号调理模块，信号调理模块连接AD转换模块，AD转换模块连接电平转换模块，电平转换模块连接以DSP28335为核心的数据处理单元，以DSP28335为核心的数据处理单元分别连接通讯模块、隔离驱动模块、电机位置信号捕获模块和电机正反转指令捕获模块，隔离驱动模块连接升压模块，升压模块连接IGBT模块，电源模块为上述各模块供电。
[0041] 该装置设置在电机与上位机之间，电机连接该装置的信号采集模块、IGBT模块和电机位置信号捕获模块，该装置通过通讯模块连接上位机。
[0042] 电源模块由220V交流电转5V、±12V、15V电源模块和5V转3.3V模块。[0043] 信号采集模块为
电流采集模块。电流采集模块选用的是宇波模块CHF—200B开环霍尔电流传感器。采集到的电流信号接到信号调理电路上。
[0044] 信号调理模块是以LM358为核心组成的信号调理电路。确保输入到AD转换模块上的信号在芯片允许范围内。
[0045] AD转换模块是由电平转换电路和ADS8364外围硬件电路组成。
[0046] 数据处理单元是由TMS320F28335浮点型数据处理器及其外围硬件电路组成。[0047] 电机位置捕获模块是由安装在电机上面的霍尔盘和高速CMOS器件74HC14、CC384及其外围的限流电路组成。
[0048] 通讯模块由RS485和RS232通讯模块组成。
[0049] 电机正反转指令捕获模块是有外围遥控器件和74HC14、CC384及其外围的限流电路组成。
[0050] 隔离驱动电路是由74HC245和光耦器件HCPL-63N组成。实现对外输出的PWM波幅值是5V。
纤维素水解[0051] 升压模块是由2SC0108T2A0—17升压块及其外围硬件电路组成。实现PWM波幅值由5V到15V的升压，进而驱动IGBT的导通。
[0052] IGBT模块选用的型号是SKM600GB066D。
[0053] 该系统还可以设置电容器组，利用电容器组存储的电能驱动电机的运转。[0054] 为使本实用新型的技术方案及有点更加清晰明了，一下结合附图对该控制装置经行进一步的详细说明。
[0055] 电源模块由220V交流电转换成直流电源模块。直流电源模块包括5V、±12V、15V。5V电源是为LM358、ADS8364和光耦器件HCPL-63N等提供工作电压。电压电流传感器的正常工作需要±12V电源电压。 2SC0108T2A0—17升压块的正常工作需要外接提供15V的电压。为维持TMS320F28335的正常工作需要一个稳定的3.3V电压，该电源模块使用AMS1117芯片，利用该芯片可以构成5V—3.3V的硬件电路，其原理图如图2所示。
[0056] 电流信号的采集选用的是CHF—200B霍尔传感器。该传感器的实际接线图如图3所示。该传感器有4个引脚，第一个引脚接+12V，第二个引脚接—12V，第三个引脚是信号的输出端，第四个引脚接地。该传感器精度达到99%以上，能满足实际工程的需要。[0057] 在进行AD转换之前，需要对信号进行调理，确保输入到ADS8364的信号是0~5V
