防桥臂直通的直流无刷电机驱动器互锁电路制造技术

一种防桥臂直通的直流无刷电机驱动器互锁电路，桥臂PWM死区产生电路包括反相器U3、反相器U4、两输入与非门U7、两输入与非门U6、电容C2和电容C3；桥臂互锁电路包括电阻R1、二极管D1、二极管D2、光电耦合器U1和光电耦合器U2；桥臂驱动电路包括集成驱动电路U5、二极管D5、电容C1、二极管D3、电阻R2、二极管D4和电阻R3；逆变器电路包括至少6个功率开关管QA，每2个功率开关管QA串联形成一个桥臂电路，桥臂电路的两个电源连接端分别与电源VP和地连接，桥臂电路的输出端与电机绕组连接，桥臂的两个输入端分别与二极管D3的阳极、二极管D4的阳极连接。该电路简单可靠，可以有效降低开发成本。

Interlock Circuit of DC Brushless Motor Driver to Prevent Bridge Arm Direct Passing

【技术实现步骤摘要】
防桥臂直通的直流无刷电机驱动器互锁电路
本技术涉及编码器，具体涉及一种防桥臂直通的直流无刷电机驱动器互锁电路。
技术介绍
随着电力电子器件的发展,使机电伺服技术迅速崛起，直流无刷电机驱动器已经广泛应用到民用和军事各个领域。无刷直流电机驱动器数字信号处理电路和伺服电机的桥梁。无刷直流电机驱动器主回路由6个MOSFET/IGBT管组成,6个开关管组成3个桥臂，采用PWM调制技术，控制6个开关管以一定的相序导通，将直流电源输出功率输出至伺服电机。但是由于驱动电路设计不佳，有时会出现逆变桥上下桥直通模块炸毁的现象。传统的驱动电路都是依靠软件设置的死区时间来避免上下桥直通的现象，但是完全依赖软件的保护方法可靠性不高，一旦软件出现跑飞的时候很容易造成变频器炸机。公开号为CN203193501U的中国技术专利公开了一种直流无刷电机驱动器的上下半桥驱动互锁装置，通过在同一桥臂上下开关管的输入控制PWM端口各增加一个光耦，在其中一个半桥开通时，将另一半桥的开关管输入端短接，可以有效防止桥臂的上下开关管同时导通。这种方案的缺点引入的互锁电路导致电路设计复杂，同时增加了控制PWM信号的负载。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种防桥臂直通的直流无刷电机驱动器互锁电路，该电路可以有效防止桥臂的上下开关管的同时导通，该电路简单可靠，可以有效降低开发成本。为了实现上述目的，本技术提供了一种防桥臂直通的直流无刷电机驱动器互锁电路，包括桥臂PWM死区产生电路、桥臂互锁电路、桥臂驱动电路和逆变器电路；所述桥臂PWM死区产生电路包括反相器U3、反相器U4、两输入与非门U7、两输入与非门U6、电容C2和电容C3；反相器U3的输入端、反相器U4的输入端分别用于接入两个输入信号，反相器U3的输出端、反相器U4的输出端分别通过电容C2、电容C3接地，反相器U4的输出端、反相器U3的输入端分别与两输入与非门U7的两个输入端连接，反相器U3的输出端、反相器U4的输入端分别与两输入与非门U6的两个输入端连接；所述桥臂互锁电路包括电阻R1、二极管D1、二极管D2、光电耦合器U1和光电耦合器U2；所述电阻R1的一端与两输入与非门U7的输出端连接，电阻R1的另一端分别和二极管D1的阳极、二极管D2的阴极连接，二极管D1的阴极和两输入与非门U6的输出端分别与光电耦合器U1中发光二极管侧的阳极输入端和阴极输入端连接，两输入与非门U6的输出端和二极管D2的阳极分别与光电耦合器U2中发光二极管侧的阳极输入端和阴极输入端连接，光电耦合器U1中光敏三极管的发射集输出端接地；所述桥臂驱动电路包括集成驱动电路U5、二极管D5、电容C1、二极管D3、电阻R2、二极管D4和电阻R3；集成驱动电路U5的HIN引脚与光电耦合器U1中光敏三极管的集电集输出端连接；集成驱动电路U5的LIN引脚和GND引脚分别与光电耦合器U2中光敏三极管的集电极输出端和发射集输出端连接，集成驱动电路U5的GND引脚和VS引脚均接地，集成驱动电路U5的VCC引脚分别与电源VCC和二极管D5的阳极连接，集成驱动电路U5的VB引脚与二极管D5的阴极连接，集成驱动电路U5的VS引脚和VCC引脚通过电容C1连接，集成驱动电路U5的HO引脚和LO引脚分别与二极管D3的阴极和二极管D4的阴极连接；所述电阻R2与二极管D3并联，所述电阻R3与二极管D4并联；所述逆变器电路包括至少6个功率开关管QA，6个功率开关管QA中每2个功率开关管QA串联形成一个桥臂电路，所述桥臂电路的两个电源连接端分别与电源VP和地连接，桥臂电路的输出端与电机绕组连接，桥臂的两个输入端分别与二极管D3的阳极、二极管D4的阳极连接。作为一种优选，所述集成驱动电路U5的型号IR2110；所述光电耦合器U1和光电耦合器U2的型号OLI1OO；所述功率开关管QA的型号IKP10N60。作为一种优选，所述反相器U3和反相器U4均为带施密特触发器的反相器；所述两输入与非门U7和两输入与非门U6均为带施密特触发器的两输入与非门。本技术中桥臂输入控制信号PWMA、PWMB经过桥臂PWM死区电路输出PWMA1、PWMB1，以用于向桥臂电路中上下两个功率开关管QA控制信号之间插入死区时间。桥臂互锁电路输出信号PWMA2、PWMB2，用于实现对桥臂电路中上下两个功率开关管QA控制信号实现互锁控制，防止桥臂电路出现直通的情况。桥臂驱动电路输出信号PWMA3、PWMB3，用于驱动控制桥臂电路中的两个功率开关管QA以将直流电源功率传输至伺服电机。该直流无刷电机驱动器互锁电路简单可靠，可以灵活调节死区时间，在桥臂控制逻辑错乱的情况，以及桥臂控制逻辑受电磁干扰的情况，均可以有效防止桥臂的上下开关管同时导通，可以有效降低设计成本。附图说明图1是本技术的电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示，一种防桥臂直通的直流无刷电机驱动器互锁电路，包括桥臂PWM死区产生电路、桥臂互锁电路、桥臂驱动电路和逆变器电路；所述桥臂PWM死区产生电路的输入信号为PWMA、PWMB，输出信号为PWMA1、PWMB1，桥臂PWM死区产生电路包括反相器U3、反相器U4、两输入与非门U7、两输入与非门U6、电容C2和电容C3；反相器U3的输入端、反相器U4的输入端分别用于接入两个输入信号，两个输入信号可以记作信号PWMA和PWMB，反相器U3的输出端、反相器U4的输出端分别通过电容C2、电容C3接地，反相器U4的输出端、反相器U3的输入端分别与两输入与非门U7的两个输入端连接，反相器U3的输出端、反相器U4的输入端分别与两输入与非门U6的两个输入端连接；两输入与非门U7的输出端、两输入与非门U6的输出端分别输出信号PWMA1和PWMB1，当信号PWMA由高电平变为低电平，同时信号PWMB由低电平变为高电平时，反相器U3输出由‘0’变为‘1’，反相器U4输出由‘1’变为‘0’，两输入与非门U7输出由‘0’变为‘1’，即信号PWMA1输出由‘0’变为‘1’，由于反相器U3输出端对电容C2的充电作用，两输入与非门U6与反相器U3输出端连接的输入端需要经过死区时间后才能由‘0’变为‘1’，该死区时间取决于电容C2电容的大小，此时两输入与非门U6输出由‘1’变为‘0’；同样，当信号PWMA由低电平变为高电平，同时信号PWMB由高电平变为低电平时，两输入与非门U7的输出需要经过死区时间才能由‘1’变为‘0’，该死区时间大小取决于电容C3容值大小。该桥臂PWM死区产生电路用于向桥臂电路中上下两个功率开关管控制信号之间插入死区时间。所述桥臂互锁电路的输入信号为PWMA1、PWMB1，输出信号为PWMA2、PWMB2，桥臂互锁电路包括电阻R1、二极管D1、二极管D2、光电耦合器U1和光电耦合器U2；所述电阻R1的一端与两输入与非门U7的输出端连接，电阻R1的另一端分别和二极管D1的阳极、二极管D2的阴极连接，二极管D1的阴极和两输入与非门U6的输出端分别与光电耦合器U1中发光二极管侧的阳极输入端和阴极输入端连接，两输入与非门U6的输出端和二极管D2的阳极分别与光电耦合器U2中发光二极管侧的阳极输入端和阴极输入端连接，光电耦合器U1中光敏三极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防桥臂直通的直流无刷电机驱动器互锁电路，其特征在于，包括桥臂PWM死区产生电路、桥臂互锁电路、桥臂驱动电路和逆变器电路；所述桥臂PWM死区产生电路包括反相器U3、反相器U4、两输入与非门U7、两输入与非门U6、电容C2和电容C3；反相器U3的输入端、反相器U4的输入端分别用于接入两个输入信号，反相器U3的输出端、反相器U4的输出端分别通过电容C2、电容C3接地，反相器U4的输出端、反相器U3的输入端分别与两输入与非门U7的两个输入端连接，反相器U3的输出端、反相器U4的输入端分别与两输入与非门U6的两个输入端连接；所述桥臂互锁电路包括电阻R1、二极管D1、二极管D2、光电耦合器U1和光电耦合器U2；所述电阻R1的一端与两输入与非门U7的输出端连接，电阻R1的另一端分别和二极管D1的阳极、二极管D2的阴极连接，二极管D1的阴极和两输入与非门U6的输出端分别与光电耦合器U1中发光二极管侧的阳极输入端和阴极输入端连接，两输入与非门U6的输出端和二极管D2的阳极分别与光电耦合器U2中发光二极管侧的阳极输入端和阴极输入端连接，光电耦合器U1中光敏三极管的发射集输出端接地；所述桥臂驱动电路包括集成驱动电路U5、二极管D5、电容C1、二极管D3、电阻R2、二极管D4和电阻R3；集成驱动电路U5的HIN引脚与光电耦合器U1中光敏三极管的集电集输出端连接；集成驱动电路U5的LIN引脚和GND引脚分别与光电耦合器U2中光敏三极管的集电极输出端和发射集输出端连接，集成驱动电路U5的GND引脚和VS引脚均接地，集成驱动电路U5的VCC引脚分别与电源VCC和二极管D5的阳极连接，集成驱动电路U5的VB引脚与二极管D5的阴极连接，集成驱动电路U5的VS引脚和VCC引脚通过电容C1连接，集成驱动电路U5的HO引脚和LO引脚分别与二极管D3的阴极和二极管D4的阴极连接；所述电阻R2与二极管D3并联，所述电阻R3与二极管D4并联；所述逆变器电路包括至少6个功率开关管QA，6个功率开关管QA中每2个功率开关管QA串联形成一个桥臂电路，所述桥臂电路的两个电源连接端分别与电源VP和地连接，桥臂电路的输出端与电机绕组连接，桥臂的两个输入端分别与二极管D3的阳极、二极管D4的阳极连接。...

【技术特征摘要】
1.一种防桥臂直通的直流无刷电机驱动器互锁电路，其特征在于，包括桥臂PWM死区产生电路、桥臂互锁电路、桥臂驱动电路和逆变器电路；所述桥臂PWM死区产生电路包括反相器U3、反相器U4、两输入与非门U7、两输入与非门U6、电容C2和电容C3；反相器U3的输入端、反相器U4的输入端分别用于接入两个输入信号，反相器U3的输出端、反相器U4的输出端分别通过电容C2、电容C3接地，反相器U4的输出端、反相器U3的输入端分别与两输入与非门U7的两个输入端连接，反相器U3的输出端、反相器U4的输入端分别与两输入与非门U6的两个输入端连接；所述桥臂互锁电路包括电阻R1、二极管D1、二极管D2、光电耦合器U1和光电耦合器U2；所述电阻R1的一端与两输入与非门U7的输出端连接，电阻R1的另一端分别和二极管D1的阳极、二极管D2的阴极连接，二极管D1的阴极和两输入与非门U6的输出端分别与光电耦合器U1中发光二极管侧的阳极输入端和阴极输入端连接，两输入与非门U6的输出端和二极管D2的阳极分别与光电耦合器U2中发光二极管侧的阳极输入端和阴极输入端连接，光电耦合器U1中光敏三极管的发射集输出端接地；所述桥臂驱动电路包括集成驱动电路U5、二极管D5、电容C1、二极管D3、电阻R2、二极管D4和电阻R3；集成驱动电路U5的HIN引脚与光电耦合器U1中光敏三极管的集电集输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳丽，向安华，吴秀阳，
申请(专利权)人：洛阳安怀达智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41