一种小型数字化直流伺服电机驱动电路，该电路具有的特点是：电路简单，抗干扰能力强，输出效率高，体积小利于进行低成本集成设计；该电路包括逻辑保护电路、H桥驱动隔离电路、H桥电路、隔离电源、非隔离上半桥驱动供电电源、非隔离下半桥驱动供电电源、外部电源；逻辑保护电路过滤控制信号中会造成H桥电路输出异常的错误信号；H桥驱动隔离电路将电路中低电压数字部分与功率高电压数字部分完全隔离；采用非隔离上半桥驱动供电电源和非隔离下半桥驱动供电电源分别转换输出两种与外部电源非隔离的电源电压给H桥驱动隔离电路，再由H桥驱动隔离电路驱动H桥电路；H桥电路驱动直流伺服电机。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种小型数字化直流伺服电机驱动电路，该电路具有的特点是：电路简单，抗干扰能力强，输出效率高，体积小利于进行低成本集成设计；该电路包括逻辑保护电路、H桥驱动隔离电路、H桥电路、隔离电源、非隔离上半桥驱动供电电源、非隔离下半桥驱动供电电源、外部电源；逻辑保护电路过滤控制信号中会造成H桥电路输出异常的错误信号；H桥驱动隔离电路将电路中低电压数字部分与功率高电压数字部分完全隔离；采用非隔离上半桥驱动供电电源和非隔离下半桥驱动供电电源分别转换输出两种与外部电源非隔离的电源电压给H桥驱动隔离电路，再由H桥驱动隔离电路驱动H桥电路；H桥电路驱动直流伺服电机。【专利说明】一种小型数字化直流伺服电机驱动电路
本专利技术属于伺服驱动器领域，涉及电路主要用于驱动各类例如航空炸弹、小型导弹上使用的直流伺服电动机。
技术介绍
随着自动化程度提高，在航天、航空、航海等领域内电动舵机(或是电动电机)的使用越来越普遍，特别是小型舵机以其体积小、成本低等优点更是在小型精确打击武器中成为首选。目前针对小型电机驱动多是采用专用驱动芯片例如IR2110带MOSFET桥、IGBT或者IPM。这些驱动芯片是采用高压侧悬浮驱动的原理和自举元件的设计，可以驱动两个N型MOS管组成半桥，需要两组组成全桥电路。该方案虽然采用的驱动芯片集成度较高，但是外围元件包括开关管、自举电容等同样大大增加了印制板使用面积，同时自举电路的开关速度较慢致使输出电压偏小，而且组成全桥的四个N型MOS管互相间都需要互相绝缘，同样不利于小型化设计。IGBT和IPM集成单个H桥电路或者多个H桥电路，优点是小，缺点是工作电压远远超过28V，驱动电流小，不适合驱动大负载的28V直流伺服电机。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种小型数字化直流伺服电机驱动电路，通过采用光耦隔离栅极驱动模块电路将低电压数字部分与功率高电压数字电路部分完全隔离，提高电路的抗干扰能力；对使用P型MOS管与N型MOS管组合的H桥电路及栅极驱动电路部分采用两种非隔离供电电源转换电路直接供电，提高了 H桥电路内部半桥切换的速度，从而提高了 H桥电路的输出效率；H桥电路中的MOS管两两间在电路组装时散热片相对安装，散热片之间不绝缘，节省印制板面积，同时不需要安装绝缘导热材料；既保证功能、性能以及可靠性，同时有利于与设备主控器的集成设计。本专利技术提出的一种小型数字化直流伺服电机驱动电路，包括逻辑保护电路、H桥驱动隔离电路、H桥电路、隔离电源、非隔离上半桥驱动供电电源、非隔离下半桥驱动供电电源、外部电源；逻辑保护电路接收控制信号后对控制信号进行高低电平逻辑判断，根据判断结果剔除会造成H桥电路上、下半桥电路短路的错误逻辑关系后，逻辑保护电路输出4个PWM信号给H桥驱动隔离电路；H桥驱动隔离电路根据逻辑保护电路输入的4个PWM信号进行光电隔离，H桥驱动隔离电路将隔离后的4个PWM信号直接送至驱动H桥电路；外部电源给H桥电路供电，H桥电路由H桥驱动隔离电路驱动后直接连接驱动直流伺服电机；隔离电源将外部电源隔离后输出数字电路用的二次电源，该二次电源给逻辑保护电路供电；非隔离上半桥驱动供电电源和非隔离下半桥驱动供电电源将外部电源分别进行电压转换后，将转换后的电压分别给H桥驱动隔离电路的上、下半桥供电；所述H桥驱动隔离电路包括第一模块电路、与第一模块电路相对应电路结构完全相同的第三模块电路，第二模块电路、与第二模块电路相对应电路结构完全相同的第四模块电路；第一模块电路包括第三电阻R3、第四电阻R4和第一光耦隔离栅极驱动模块，第一光耦隔离栅极驱动模块包括输入正端IN+、输入负端IN-、输出端OUT、电源高电位端VCCl和电源低电位端VEEl ;在第一模块电路中，从逻辑保护电路输出的PWMll信号连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接第一光耦隔离栅极驱动模块的IN+端，第一光耦隔离栅极驱动模块的IN-端接GND，VCCl端接外部电源的高电位端，VEEl端接非隔离上半桥驱动供电电源的输出端，OUT端接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接第一 MOS管Ql栅极；第二模块电路包括第五电阻R5、第六电阻R6和第二光耦隔离栅极驱动模块，第二光耦隔离栅极驱动模块包括输入正端IN+、输入负端IN-、输出端OUT、电源高电位端VCC2和电源低电位端VEE2 ;在第二模块电路中，从逻辑保护电路输出的PWMl2信号连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接第二光耦隔离栅极驱动模块D2的IN+端，第二光耦隔离栅极驱动模块D2的IN-端接GND，VCC2端接非隔离下半桥驱动供电电源的输出端，VEE2端接外部电源的低电位端，OUT端接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接第二 MOS管Q2栅极；第三模块电路包括第七电阻R7、第八电阻R8和第三光耦隔离栅极驱动模块D3，第三光耦隔离栅极驱动模块D3包括输入正端IN+、输入负端IN-、输出端OUT、电源高电位端VCC3和电源低电位端VEE3 ;在第三模块电路中，从逻辑保护电路输出的PWM13信号连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接第三光耦隔离栅极驱动模块D3的IN+端，第三光耦隔离栅极驱动模块D3的IN-端接GND，VCC3端接外部电源的高电位端，VEE3端接非隔离上半桥驱动供电电源的输出端，OUT端接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端接第三MOS管Q3栅极；第四模块电路包括第九电阻R9、第十电阻RlO和第四光耦隔离栅极驱动模块D4，第四光耦隔离栅极驱动模块D4包括输入正端IN+、输入负端IN-、输出端OUT、电源高电位端VCC4和电源低电位端VEE4 ;在第四模块电路中，从逻辑保护电路输出的PWM14信号连接第十电阻RlO的一端，第十电阻RlO的另一端连接第四光耦隔离栅极驱动模块D4的IN+端，第四光耦隔离栅极驱动模块D4的IN-端接GND，VCC4端接非隔离下半桥驱动供电电源的输出端，VEE4端接外部电源的低电位端，OUT端接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接第四MOS管Q4栅极；所述H桥电路上半桥的第一 MOS管Ql和第三MOS管Q3采用P型MOS管，下半桥的第二 MOS管Q2和第四MOS管Q4采用N型MOS管；第一 MOS管Ql的漏极、第二 MOS管Q2的漏极和直流伺服电机电枢其中一端连接，第三MOS管Q3的漏极、第四MOS管Q4的漏极和直流伺服电机电枢另一端连接；所述第一模块电路、第二模块电路、第三模块电路和第四模块电路完全将电路中逻辑保护电路和隔离电源组成的低电压数字部分与由H桥电路、非隔离上半桥驱动供电电源和非隔离下半桥驱动供电电源组成的功率高电压数字电路部分完全隔离；所述H桥驱动隔离电路中的第一光耦隔离栅极驱动模块D1、第二光耦隔离栅极驱动模块D2、第三光耦隔离栅极驱动模块D3和第四光耦隔离栅极驱动模块D4采用安捷伦公司生产的芯片HCPL-3180 ；所述H桥电路中第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2在电路组装时散热片相对安装，散热片之间不绝缘，与第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2完全相同安装方式的第三MOS管Q3和第四MOS管Q4在电路组装时散热片也相对安装，散热片之间也不绝缘；第一 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种小型数字化直流伺服电机驱动电路，其特征在于：包括逻辑保护电路（1）、H桥驱动隔离电路（2）、H桥电路（3）、隔离电源（4）、非隔离上半桥驱动供电电源（5）、非隔离下半桥驱动供电电源（6）、外部电源（7）；逻辑保护电路（1）接收控制信号后对控制信号进行高低电平逻辑判断，根据判断结果剔除会造成H桥电路（3）上、下半桥电路短路的错误逻辑关系后，逻辑保护电路（1）输出4个PWM信号给H桥驱动隔离电路（2）；H桥驱动隔离电路（2）根据逻辑保护电路（1）输入的4个PWM信号进行光电隔离，H桥驱动隔离电路（2）将隔离后的4个PWM信号直接送至驱动H桥电路（3）；外部电源（7）给H桥电路（3）供电，H桥电路（3）由H桥驱动隔离电路（2）驱动后直接连接驱动直流伺服电机；隔离电源（4）将外部电源（7）隔离后输出数字电路用的二次电源，该二次电源给逻辑保护电路（1）供电；非隔离上半桥驱动供电电源（5）和非隔离下半桥驱动供电电源（6）将外部电源（7）分别进行电压转换后，将转换后的电压分别给H桥驱动隔离电路（2）的上、下半桥供电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赖永安，葛志雄，马瑞，徐燕，刘琳，郭湛宇，
申请(专利权)人：中国航天时代电子公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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