几种卡座无刷电机控制电路工作原理分析

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卡座中使用无刷电机，故障率低，干扰小，维护保养也比较方便，早、中、晚期卡座都有使用无刷电机的，尤其是做主导轴驱动电机。

受走带速度的限制，如果主导轴使用无刷电机直驱，要么主导轴比较细，要么电机速度要够低，小型电机要在低转速下输出足够的扭矩比较困难，所以早期无刷电机用于主导轴驱动时，受电机设计、制造工艺的影响，如果是直驱方式，电机就比较大，比如松下RS-276U；如果电机比较小，一般也是带驱方式，如索尼TC-K61；当然后期由于技术的进步，小型的直驱电机也就大量应用了。
开这个贴的目的是讨论一下，不同时期无刷电机控制电路的工作原理，希望各位大师多搜集资料，多提宝贵意见，整理好了发在下面的楼层。
纯粹讨论技术，不抬杠，有不同的意见，大家都可以发表。

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松下RS-276U无刷直驱电机

中间那个像鸿运扇电机的就是主导轴驱动的无刷电机，旁边的电路板就是控制电路，电路图是标调手册上提供的，电机有一大捆线束连接到控制电路板，没有对电机进行拆解，电路图中也标识不清楚，另外，控制电路板上是有速度调节的电位器的，电路图中并没有标识出来。电路图中上排3只PNP型三极管是金封草帽管并带了一个散热片，其余5只NPN型三极管是塑封TO-92。
有经验的大师来分析一下吧，最好能在图中把线圈功能标识出来。

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索尼 TC-K61无刷带驱电机
这个电机比较小，螺丝安装孔与普通电机相同的，可以使用普通有刷电机代换整个部分。
Q1003-Q1006构成桥式驱动电路，给驱动的两组线圈提供驱动电流，使两组线圈轮流通电，相当于换向器的作用。IC1002做比较器使用，D1002、D1003是安装在线圈旁边的霍尔元件，用来检测电机转子上磁铁的位置，只能在合适的时机发出驱动信号。
IC1001第1脚外接的RV1001,R1001,C1005决定内部振荡器的频率，调节RV1001可以调节电机转速。IC1001第6脚输出霍尔元件的供电电源，霍尔元件只有在第6脚提供电源的情况下，才会输出信号给比较器以驱动输出桥。也就是说，给线圈通电有两个条件，一个是磁铁转到了相应的位置，再一个是IC1001第6脚输送来了开启信号。
这个电机没有速度反馈绕组，也没有速度反馈机制，属于开环控制方式。


咖啡大师认为这个电机不是开环方式，也是有反馈的，受教了！将咖啡大师原文引用在下面：
这个电机不是开环控制方式，否则外界条件变化速度没法稳住。反馈信号来自电枢绕组L1的反电动势，加到FG伺服芯片CX069的输入端（第3脚），经处理后从第6脚输出带有一些脉动的直流误差信号，转速高时电压低，转速低时电压高。该信号加到霍尔元件输入端调制霍尔的灵敏度。另一方面，电机旋转在霍尔上感应出正弦电压，这个霍尔输出电压是浮地差分信号，因此用IC1002差分放大后形成电机的换向驱动信号。由于该驱动电压与霍尔元件灵敏度成正比，相当于间接受到转速控制，因此形成了速度负反馈闭环。
Sony早期的无刷电机差不多都是这种工作模式。

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JVC DD-5,DD-7无刷直驱电机
DD-5工作原理和索尼TC-K61相似，右边部分的三极管和霍尔元件构成驱动桥，IC1第10脚输出控制信号，决定线圈的通电时机，控制电机的转速。IC1第13脚外接的VR1、R28、C11决定自激振荡的频率，调节VR1就可以调整电机的转速。
DD-7是在DD-5的基础上增加了石英锁相环，这机器是有速度反馈线圈的，线路图上没有画出来。锁相环的工作原理是：石英晶体振荡器产生精确的时钟信号，速度反馈线圈送来的实时信号与基准信号进行相位比较，速度的快慢就是相位的超前或者滞后，比较之后就是产生或正或负的误差电压，这个电压去控制速度调整电路，使电机和基准保证相位上的一致，达到精确控制速度。锁相环正常工作，实现锁相之后，右下角的插座输出指示灯信号，这机器面板上有锁相指示灯。这个电路中是由误差电压去控制IC1的RC振荡器。
DD-7拔掉IC2的那个锁相环小板，也是可以用的，就变成DD-5了。接上小板之后，VR1就不能调整转速了，当然VR1如果调整过量，锁相环也不能正常工作，这时候速度会快很多，或者慢很多，如果DD-7的锁相环工作不正常，可以拔掉小板，调整VR1，速度调整好了之后，再插上小板就可以正常工作了。
这个电机也有个电容的毛病，但不是电解电容，是C11那个橙色的薄膜电容，电机速度不稳定，换掉它就可以了。

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松下RS-B755,J765,VC TD-V711系列无刷直驱电机
JVC TD-V711系列的标调手册中不能提供直驱电机的电路图，松下RS-B765标调手册提供了电路图，两者比较相似。
由于使用了一个集成度比较高IC201，其实整个电机可以只由着一只集成电路完成，它其实已经包含了完整的电路功能。
三个霍尔元件检测磁铁位置，三个桥式输出驱动三组线圈。
IC202（反相器）构成振荡器，CF201是4MHz的晶体（石英晶体可以，陶瓷振子也可以），IC203（两个D触发器）完成两次二分频，变成1MHZ，其实这个部分不是必须，IC201内部已经集成了振荡器，只需要在12.13脚外接1MHZ振子就可以了，JVC TD-V711系列就是采用的内部振荡器，外接的990KHZ振子。振子的频率直接决定了电机的转速，具体用多大频率的振子，取决于主导轴的直径和反馈线圈蛇形线的圈数。
反馈线圈FG输入的电机实时转速信号经内部放大后与基准信号进行相位比较，误差电压从IC201第11脚输出，经内部误差放大器放大和缓冲后，控制驱动电路。
这个电机元件少，不是它低档，而是因为采用了高集成度的专用的元件。
C204电解电容如果损坏，会造成速度反馈信号丢失，电机转速会起飞。
电机无力，启动有死点，发热、嗡嗡声之类的故障，一般都是霍尔损坏造成，霍尔元件损坏该发力的时候不发力，不该发力的时候发力，电机工作就不正常了，就会出现这些问题。
松下RS-B765的霍尔就是宝上很好买到HW101，几毛钱一个，这个霍尔灵敏度很高，JVC系列的霍尔灵敏度较低，换这个霍尔上去会发热，嗡嗡声很大。JVC的这个控制集成电路和松下型号不同，管脚定义也不一样，功能相同。

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雅佳 GX-Z7100系列无刷直驱电机
上图是机芯屁股上的小板，包含了驱动和霍尔，早期型号如图是两只运放，后期EV后缀是一只运放，误差控制电压H IN，如果直驱电机不转，可以检查这个电压，一般为几伏，电压越高，转速就越高，从而可以判断故障在这个板还是下面电路板上。9100系列这个板是相同的。
下图是控制板上的部分，7100和75,95没有采用石英锁相。IC第13脚外接的VR501、R502、C503和内部振荡器配合产生基准时钟，调节VR501可以调节电机转速，RC振荡器的频率稳定度肯定不如石英晶体好，但是好在可以方便的调节转速。电机的实时转速反馈信号FG也送入IC和基准时钟进行相位比较，从第10脚输出误差电压，经TR501缓冲后就是H IN送到机芯屁股后面的小板做霍尔的开启信号。
9100系列我没有找到电路图，看板上的元件，是和索尼555后期机型相似的。
这个机型的直驱电机故障率低，只遇到过一例转速波动，换机芯屁股后面的运放解决的。

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索尼 TC-K555ESG,333系列等无刷直驱电机
IC902是驱动电路，和周围元件一起安装在线圈电路板上，除了供电之外，就一个误差电压输入到第7脚，此脚加一个几伏的电压，电机就可以转动起来，电压越高，转速越高。
电机转速实时反馈信号FG经过IC951两级放大后加到IC952，与内部石英振荡器产生的基准时钟进行相位比较，输出误差电压到驱动板。
驱动板的两个10UF贴片电解电容容易漏液，如果更换的话，注意要选择体积很小的，不然会卡住副飞轮。经过试验，可以使用10UF的叠层贴片无极性电容代换，体积小巧，安装位置足够。

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天龙 DR-M2,M3,M4系列无刷直驱电机
这个机器的电路机构几乎和雅佳7100系列是一样的：运放IC902和输出管TR903-906，霍尔HE901-902构成驱动电路。电机实时转速反馈信号FG加到IC901,IC901的内部振荡器通过第13脚外接VR901、R908、C908，改变VR901就可以调节电机转速，锁相环从第9脚输出误差电压经TR902缓冲后控制霍尔的开启。所不同的是，可以通过插座CN903的PD IN外接高精确度和稳定度的石英振荡器时钟信号，不插小板就是可以调节转速的FG锁相，插上小板就是高稳定度的石英锁相。

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雅佳 GX-R99双向走带、闭环走带的无刷直驱电机
这个机器两个主导轴各用了一只无刷直驱电机，上图中是两个电机的驱动部分，每个电机各两只运放，两个霍尔和两对三极管，这部分和雅佳的7100系列是一样的。也有两个FG线圈，产生各自的实时转速反馈信号。
下图是锁相环电路，两个电机公用了IC1这部分电路，这部分电路和7100系列也是一样的，TR1是速度调整电位器。原电路图中，电子开关IC2的第5脚和第12脚连接在一起的，怀疑是图画错了，应该如红线所示，连接到TR1的集电极（我手里没有这个机器，有这台机器的卡友可以实物验证一下）。当正向走带时，电子开关选择右边的主导轴电机FG1信号，IC1第10脚输出的误差控制电压经电子开关IC2后从11脚输出，运算放大器IC3工作于同相比例运算放大器模式，输出正的控制电压，经TR2-TR5缓冲后送到两个主导轴电机，两个电机都正向旋转。当反向走带时，控制电路送来翻面信号，电子开关反转，选择左边的主导轴电机FG2信号，IC1的第10脚输出的误差控制电压经电子开关IC2后从8脚输出，运算放大器IC3工作于反相比例运算放大器模式，输出负的控制电压，经TR2-TR5缓冲后送到两个主导轴电机，两个电机都反向旋转（霍尔元件的磁场改变方向时，输出电压改变方向；输入电压改变方向时，输出电压也改变方向）。这样就实现了双向走带自动翻面的机器也能够双主导轴闭环走带，市面上大多数的双向走带的机器，两个主导轴都是反向旋转的，工作时只能有一个压带轮压上去提供动力，另一个是空转的，而这台机器是反向走带时改变两个主导轴的旋转方向，两个主导轴是同向旋转的，所以走带时两个压带轮都要压上去，实现闭环走带。（有机器的朋友麻烦验证一下），不得不说，这是一个巧妙的设计！

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雅佳 GX-F90,GX-F95无刷直驱电机控制电路：
两个机型电机驱动部分是相同的，工作原理也和别的电机相同，只是怀疑F95的第1、2脚的接线画反了（F90是对的）。NPN管的集电极应该接高电压的20V，PNP管的集电极接前级板的控制三极管集电极，前级板控制三极管导通时，驱动部分才能得电工作。
F90的IC1（uA7392）第1脚外接阻容电路，调节VR1可以调节振荡频率，从而调节电机转速。
F95的IC1（AP-400A）第2、3脚外接石英晶体，集成电路框图中有相位比较的，应该是锁相环了吧？IC2（TC4011，与非门）将输入端并联接成了非门，对FG信号进行整形。图中VR2字面意思是调节电机相位，难道是可以调节转速的吗？手里有这台机器的朋友请帮忙解惑。

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先锋 CT-A9无数直驱电机控制电路：
Q053是电机线圈的驱动电路，前级控制电压信号从7脚输入，这个电压同时还控制霍尔的工作（电源）。内部有稳压器从第5脚输出，降压后给前面的电路供电。
Q051是石英晶体振荡器（可能内部还有分频器），基准时钟信号从第15脚输出。
Q052包含了FG信号放大和相位比较器，从第11脚输出控制电压到驱动级。第6脚外接有V051相位调节，按咖啡大师的说法，调节占空比，让锁相环的捕捉范围尽量大。

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索尼 TC-K555ES2无刷直驱电机控制电路：
这电路看起来非常复杂，而且调整也比较繁琐，主要是因为集成度低。
运算放大器IC901完成FG信号的放大，第二级是高通滤波器，主要是消除低频抖动对锁相环的影响。
IC902是时钟电路，石英晶体振荡器产生的基准时钟经5个D触发器32分频后与FG信号进行相位比较，误差电压从第5脚输出。
IC904内部包含了振荡器和电机线圈驱动电路。IC902送来的误差电压可以控制振荡器的频率。振荡器的输出通过IC903（运算放大器）缓冲后，作为霍尔元件的工作电源，决定电机线圈的通电时机，控制电机的转速。
调整时：先将S901（外观像可调电阻）置于DC位置（开环状态，锁相环不工作），用示波器检测CNP903第3、4脚，先调整增益RV902、RV904（调整加到霍尔上的工作电压，更换不同灵敏度的霍尔需要调整），再调整补偿RV903、RV905（相当于调整平衡）。然后把S901置于SERVO（闭环状态，打开锁相环），调整RV901使CNP903第2脚占空比为7:3，这一步是调整锁相环到尽可能大的捕捉范围。

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日立 hitachi d-2200m，d-3300m 无刷直驱电机电路
FG信号进入IC1放大后经施密特触发器整形，9、11脚外接阻容元件构成时钟振荡器，RT1可以调节基准时钟，从而调节转速。从内部方框图来看，不是采用的相位比较方式，而是采用的脉冲计数方式：如果电机转速过慢，则周期延长，对时钟的脉冲计数越多，输出的误差电压越高（反之，输出的误差电压降低），经运算放大器IC2(2)同相放大后控制Q1、Q2的提供给霍尔的电源电压，霍尔输出电压经IC2（1））、IC3后控制驱动管提供线圈电流。误差电压越高，则给霍尔提供的工作电压越高，相应给线圈通电的时间越长，转速越高。

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天龙 denon dr-f6 dr-f7 dr-f8 无刷直驱电机电路

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占楼