差分式高性能无刷电机驱动器及驱动方法技术

本发明专利技术涉及差分式高性能无刷电机驱动器及驱动方法，将舵机控制器的信息处理电路与功率驱动电路分离，信息处理电路与上级系统共平台功率驱动电路与舵机执行机构集成；驱动器包括电流隔离采样电路、PWM波变换电路、PWM接口形式温度传感器和差分接口电路；驱动器采用差分接口电路接收信息处理平台输出的舵控PWM信号、舵控FR信号和舵锁DS信号；电流隔离采样电路对外部电源输入的电流进行采样，PWM波变换电路将电流隔离采样电路的采样电流调制成PWM波电流信号，该PWM波电流信号经差分接口电路输出至信息处理平台；PWM接口形式温度传感器采集温度信号，该温度信号经差分接口电路输出至信息处理平台。

The driver and driving method of differential high performance BLDCM

【技术实现步骤摘要】
差分式高性能无刷电机驱动器及驱动方法
本专利技术涉及电机控制
，具体涉及一种差分式高性能无刷电机驱动器及驱动方法。
技术介绍
永磁无刷直流电机以其体积小、效率高、功率密度大、结构可靠、易控制等诸多优点广泛应用于以无人机、航天器为代表的飞行器舵控系统中。目前，舵控系统主要采用舵机控制器+舵机执行机构分体式设计方案。舵机控制器主要由信息处理电路、功率驱动电路及机构件构成，主要完成数字信号处理、算法解算及功率信号驱动放大等功能。舵机执行机构主要由电机、减速传动机构和反馈装置构成，用于最终执行舵控指令，输出所需的力矩、舵偏速度，并使舵面偏转至指定舵偏位置。根据舵机驱动通道数的不同，舵机控制器具有单通道、两通道、四通道等多种输出形式。以四通道为例，一个舵机控制器里面具有四个功率驱动单元，用于完成四路舵机执行机构的驱动控制。这种设计方案多个通道共用信息处理电路，可以减少元器件的数量，降低成本。但随着舵机通道数的增加，舵机控制器功率驱动电路设计复杂度和结构设计复杂度随着倍增，随之而来的功率驱动通道间串扰问题、散热问题与小型化设计之间的矛盾成为制约通道扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.差分式高性能无刷电机驱动器，其特征在于，将舵机控制器的信息处理电路与功率驱动电路分离，信息处理电路与上级系统共平台，建立信息处理平台，功率驱动电路与舵机执行机构集成；功率驱动电路包括多个所述差分式高性能无刷电机驱动器，每个舵机执行机构内集成一所述差分式高性能无刷电机驱动器；/n所述差分式高性能无刷电机驱动器包括电流隔离采样电路、PWM波变换电路、PWM接口形式温度传感器和差分接口电路；所述差分式高性能无刷电机驱动器采用差分接口电路接收信息处理平台输出的舵控PWM信号、舵控FR信号和舵锁DS信号；电流隔离采样电路对外部电源输入的电流进行采样，PWM波变换电路将电流隔离采样电路的采样电流调制成...

【技术特征摘要】
1.差分式高性能无刷电机驱动器，其特征在于，将舵机控制器的信息处理电路与功率驱动电路分离，信息处理电路与上级系统共平台，建立信息处理平台，功率驱动电路与舵机执行机构集成；功率驱动电路包括多个所述差分式高性能无刷电机驱动器，每个舵机执行机构内集成一所述差分式高性能无刷电机驱动器；
所述差分式高性能无刷电机驱动器包括电流隔离采样电路、PWM波变换电路、PWM接口形式温度传感器和差分接口电路；所述差分式高性能无刷电机驱动器采用差分接口电路接收信息处理平台输出的舵控PWM信号、舵控FR信号和舵锁DS信号；电流隔离采样电路对外部电源输入的电流进行采样，PWM波变换电路将电流隔离采样电路的采样电流调制成PWM波电流信号，该PWM波电流信号经差分接口电路输出至信息处理平台，用于信息处理平台对电流进行实时监控；PWM接口形式温度传感器采集温度信号，该温度信号经差分接口电路输出至信息处理平台，用于信息处理平台对温度进行实时监控。


2.如权利要求1所述的差分式高性能无刷电机驱动器，其特征在于，所述差分式高性能无刷电机驱动器还包括第一防倒灌电路、二次电源变换电路、隔离电源变换电路、变换电路；第一防倒灌电路与电流隔离采样电路连接，二次电源变换电路与第一防倒灌电路连接，隔离电源变换电路和变换电路均与二次电源变换电路连接；隔离电源变换电路输出隔离电源，变换电路输出非隔离电源；二次电源变换电路、隔离电源变换电路和变换电路为所述差分式高性能无刷电机驱动器以及外部霍尔传感器、反馈位置传感器供电。


3.如权利要求1所述的差分式高性能无刷电机驱动器，其特征在于，所述差分式高性能无刷电机驱动器还包括第二防倒灌电路和泄放电路；第二防倒灌电路与电流隔离采样电路连接，泄放电路与第二防倒灌电路连接，泄放电路与电流隔离采样电路连接，泄放电路连接外置的泄放电阻。


4.如权利要求3所述的差分式高性能无刷电机驱动器，其特征在于，泄放电路采用PMOS器件作为功率控制器件，采用泄放电阻作为耗散负载，当第二防倒灌电路后级电压(大于其前级电压3V以上时，PMOS器件导通，第二防倒灌电路后级电压的电流经泄放电阻进行泄放，从而避免第二防倒灌电路后级电压进一步上升，第二防倒灌电路用于防止电机制动时第二防倒灌电路后级电压的电流倒流至采样电流。


5.如权利要求3所述的差分式高性能无刷电机驱动器，其特征在于，所述差分式高性能无刷电机驱动器还包括三相功率桥、过流采样电路、磁隔离接口电路、霍尔接口电路、霍尔换相逻辑变换电路和过流保护判别电路；
磁隔离接口电路接收差分接口电路传来的舵控PWM信号、舵控FR信号和舵锁DS信号并发送给霍尔换相逻辑变换电路；
三相功率桥与第二防倒灌电路连接，过流采样电路串入三相功率桥的母线回线端；过流保护判别电路将过流采样电路采到的电压值与限流阀值进行比较，输出相应过流保护信号至霍尔换相逻辑变换电路；
霍尔接口电路接收外部电机霍尔信号并发送给霍尔换相逻辑变换电路；
霍尔换相逻辑变换电路根据将霍...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚衍超，唐德佳，潘强，马策宇，刘一，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31