无位置传感器无刷直流电机的换相方式研究
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2．1 电路构成
本设计采用方案包括3个分压电路、3个恒零相移滤波电路和3个线电压比较器，如图3所示。其特征在于3个分压电路分别由两个电阻R1、R2串联，其R1的一端作为输入端分别无刷直流电机的三相电机线连接，R2接地，R1、R2的连接点作为输出端，分别与相应线电压比较器的正确输入端连接；3个恒相移滤波电路分别由两个电阻R3、R4，两个电容C1、C2和一个集成运放构成。电容C1并连接于分压电路R2。电容C2的一端与运放的正输入端连接并与电容C1的一端连接，另一端与运放的负输入端连接。电阻R4的一端与运放的负输入端连接，另一端接地。3个线电压比较器的正输入端分别与相应分压电路的输出端连接，而负输入端分别与相邻分压电路的输出端连接。各线电压比较器的输出分别作为电机的换相信号。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/161930.htm
2．2 电路分析
本设计与以往技术相比，由于采用了不随电机转速变化的恒零相移滤波电路，无需相移校正，而送到比较器正负端的电压是两路没有相移的端电压，无需构建虚拟中性点。比较器检测到的是线电压的过零点，这个过零点正好对应电机的换向点，因此，输出的换相信号与霍尔传感器输出的换相信号完全一致。在无刷直流电机高转速比的范围内，无需高速控制IC，可以直接使用与霍尔传感器相配套的低价控制IC，电路结构简单，成本低，可以替代霍尔传感器广泛应用在家电、计算机外设和电动车用等无刷直流电机上。
电机三相端电压Va、Vb、Vc经3个分压电路和恒零相移滤波电路后，得到幅值减小的平滑端电压Vao、Vbo、Vco，滤波前后每一相端电压的相移角度φ为：
式中ω为电机运行的角速度。
只要设计
，就可以使得滤波前后的相移角度恒为零，确保端电压的过零点滤波前后不会跟随电机速度的变化而移动，无需相移校正。
相邻两相的恒零相移端电压送到比较器后，比较器比较的是两相端电压，实质上就是检测线电压的过零点。这个过零点正好对应电机的换相点，因此，比较器输出的换相信号与霍尔传感器输出的换相信号完全一致。
2．3 实验验证
Va、Vb、Vc、Vao、Vbo、Vco及各换相信号的波形图略——编者注。
结语
本文利用无刷直流电机端电压设计的换相控制电路，结构简单，运行可靠。经过实验证实，此电路输出的换相信号与霍尔传感器输出的换相信号完全一致，从而在一定程度上可以替代霍尔传感器，并可应用于较高温、高压、高辐射等传感器无法胜任的场。不过由于器件自身的局限性，在一些更加恶劣场合的应用还有待测试和改善。
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