本發(fā)明涉及電機(jī)的，尤其涉及一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代小型電機(jī)的不斷發(fā)展，對座椅、窗戶、推拉門、鏡子、升降門和其他由該電機(jī)驅(qū)動的位置保持記憶的需求也在增加。bdc包括定子磁體和電樞繞組，通過向電樞繞組供給直流電流用以在bdc中產(chǎn)生磁場，該磁場與定子磁體相互作用以產(chǎn)生扭矩使電樞旋轉(zhuǎn)，然后電樞經(jīng)輸出軸的旋轉(zhuǎn)提供原始動力。

2、現(xiàn)有的解決方案利用附著在bdc本體上的多個磁傳感器為電機(jī)控制模塊提供反饋回路，并且在某些情況下附加傳感器對bdc具有一定的要求，同時還需要連接器及纜線來向電機(jī)控制模塊饋送信號，從而導(dǎo)致bdc的復(fù)雜性及成本增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于bdc紋波檢測且避免bdc的復(fù)雜性及成本增加的濾波器系統(tǒng)。

2、本發(fā)明為解決其技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是：

3、一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，包括有：

4、紋波電機(jī)；

5、電流感測放大器，用于感測紋波電機(jī)所產(chǎn)生的紋波信號；

6、濾波器，用于對電流感測放大器感測的紋波信號進(jìn)行濾波并放大；

7、mcu中央處理單元，進(jìn)行計數(shù)和分析并控制紋波電機(jī)的運(yùn)行；

8、比較器，用于給mcu提供3.3v數(shù)字邏輯電平系列的上升沿與下降沿；

9、ldo線性穩(wěn)壓器，用于提供穩(wěn)定的3.3v或5v電壓。

10、在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，所述紋波電機(jī)紋波頻率為100hz～1600hz；在無負(fù)載情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，紋波電流幅值大于0.5a；紋波建立時間為t，且t<50ms；紋波電流的波形為正弦波；

11、令紋波電流頻率振幅的主諧波為0db，則其余諧波的振幅小于-6db；當(dāng)紋波電流為基頻時，基波頻率fn和一次諧波2fn占紋波總能量百分比基波頻率fn占紋波總能量百分比

12、在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，所述電流感測放大器上接有采樣電阻并通過低端mos電流采集方法來感測紋波電機(jī)的電流，所述采樣電阻的輸入端連接有可降低噪聲的共模rc輸入濾波器。

13、在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，所述濾波器包括有模擬濾波器，所述模擬濾波器包括有連接于電流感測放大器輸出端上并用于去除噪聲和直流分量方差的有源帶通濾波器。

14、在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，所述有源帶通濾波器級的截止頻率為100hz至1300hz，所述有源帶通濾波器的輸出端外接用于直流偏置調(diào)整的差分放大器。

15、在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，還包括有比較器電路，所述比較器電路包括有運(yùn)算放大器、分別連接于運(yùn)算放大器輸入端的r1和r2、連接于運(yùn)算放大器輸出端和地之間的r3。

16、在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，通過反向遲滯拓?fù)鋪頊p少噪聲對比較器輸入的影響，所述遲滯的直流閾值為：

17、

18、在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，所述濾波器包括有數(shù)字濾波器，所述數(shù)字濾波器包括有低通濾波器和帶通濾波器，所述低通濾波器和帶通濾波器通過串聯(lián)方式連接。

19、在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，所述低通濾波器實現(xiàn)包括有乘法器5個，加法器4個，狀態(tài)數(shù)2個；所述帶通濾波器包括有乘法器3個，加法器3個，狀態(tài)數(shù)2個。

20、在本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，所述低通濾波器截止頻率為1300hz，階數(shù)為2；所述帶通濾波器的截止頻率為100hz至1300hz，階數(shù)為2。

21、本發(fā)明的有益效果是：該濾波器系統(tǒng)包括有dc電源、紋波電機(jī)、電流感測放大器、濾波器、mcu中央處理單元、比較器和ldo線性穩(wěn)壓器，基于在啟動運(yùn)行穩(wěn)態(tài)階段的電流紋波計數(shù)，根據(jù)所確定的紋波周期和頻率來確定紋波電機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)，通過電流紋波數(shù)量測算紋波電機(jī)運(yùn)行速度和位置；同時在模擬或數(shù)字邏輯中確定運(yùn)行階段的紋波數(shù)量，以此來替代通過附著在bdc本體上的多個磁傳感器為電機(jī)控制模塊提供反饋回路的方法，避免bdc的復(fù)雜性及成本增加。

技術(shù)特征：

1.一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，包括有：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，所述紋波電機(jī)紋波頻率為100hz～1600hz；在無負(fù)載情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，紋波電流幅值大于0.5a；紋波建立時間為t，且t<50ms；所述紋波電流的波形為正弦波；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，所述電流感測放大器上接有采樣電阻并通過低端mos電流采集方法來感測紋波電機(jī)的電流，所述采樣電阻的輸入端連接有可降低噪聲的共模rc輸入濾波器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器包括有模擬濾波器，所述模擬濾波器包括有連接于電流感測放大器輸出端上并用于去除噪聲和直流分量方差的有源帶通濾波器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，所述有源帶通濾波器級的截止頻率為100hz至1300hz，所述有源帶通濾波器的輸出端外接用于直流偏置調(diào)整的差分放大器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，還包括有比較器電路，所述比較器電路包括有運(yùn)算放大器、分別連接于運(yùn)算放大器輸入端的r1和r2、連接于運(yùn)算放大器輸出端和地之間的r3。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，通過反向遲滯拓?fù)鋪頊p少噪聲對比較器輸入的影響，所述遲滯的直流閾值為：

8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器包括有數(shù)字濾波器，所述數(shù)字濾波器包括有低通濾波器和帶通濾波器，所述低通濾波器和帶通濾波器通過串聯(lián)方式連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，所述低通濾波器實現(xiàn)包括有乘法器5個，加法器4個，狀態(tài)數(shù)2個；所述帶通濾波器包括有乘法器3個，加法器3個，狀態(tài)數(shù)2個。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于bdc紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，其特征在于，所述低通濾波器截止頻率為1300hz，階數(shù)為2；所述帶通濾波器的截止頻率為100hz至1300hz，階數(shù)為2。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于BDC紋波檢測的濾波器系統(tǒng)，包括有DC電源、紋波電機(jī)、電流感測放大器、濾波器、MCU中央處理單元、比較器和LDO線性穩(wěn)壓器，通過該濾波器系統(tǒng)的電流感測放大器對該電流紋波進(jìn)行感測，并通過濾波器進(jìn)行濾波放大，然后通過比較器轉(zhuǎn)換成可以被MCU采集的3.3V數(shù)字邏輯電平系列的上升沿與下降沿(PWM波)，最后通過MCU計數(shù)分析即可確定BDC的速度和位置并進(jìn)行反饋從而對紋波電機(jī)進(jìn)行控制。

技術(shù)研發(fā)人員：宋正勛,鄭新宇,許紅梅,崔雨瀟,王作斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長春理工大學(xué)中山研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28