直流电机调速换向控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直流电机调速换向控制器，将主控MCU芯片、电机驱动电路网络、电流检测单元集成到同一块电路板，所述电机驱动电路网络包括上端驱动电路单元和下端驱动电路单元，所述的主控MCU芯片产生4路两两互补的脉宽调制PWM驱动信号，其中两路互补脉宽调制PWM信号连接到上端驱动电路单元，另两路互补脉宽调制PWM信号连接到下端驱动电路单元，电流检测单元一端连接到上端驱动电路单元中的驱动芯片VS引脚，另一端连接到直流电机中的A相，下端驱动电路单元的VS引脚连接到直流电机中的B相。可实现直流电机的调速和换向，具备体积小，调速更加精准等优点。调速更加精准等优点。调速更加精准等优点。

【技术实现步骤摘要】
直流电机调速换向控制器


[0001]本技术涉及电机控制
，具体涉及一种直流电机调速换向控制器。

技术介绍

[0002]直流电机是实现直流电能与机械能进行转换的装置，直流电机与交流电机相比，具有优良的调速性能和启动性能，平滑的无极调速性能，过载能力大，能承受频繁的负载冲击，能满足自动化生产系统中的运行要求。由于其具有良好的启动和调速性能，常用于对启动和调速有较高要求的场合，如大型可逆轧钢机、矿井卷扬机、龙门刨床、电力机车、地铁列车和大型起重机等生产机械。
[0003]直流电机的转动速度和加给电机两相的电压成正比例关系，直流电机的转动方向和加给电机两相的电压方向有关，传统的直流电机通过改变电枢回路中的电阻进行调速，这种调速方法简单易行，价格低廉，缺点是效率低，机械特性软，不能得到较宽和平滑的调速性能，只能应用在一些小功率且调速范围要求不大的场合。
[0004]现有技术中的专利1申请号：2020216769541，专利名称为：一种直流电机控制电路，该电机控制电路中使用了4个独立的NMOS场效应管开关芯片，体积较大。
[0005]专利2的申请号为202010629833X，名称为：一种直流电机的驱动控制电路，该驱动电路使用的三级管和NMOSNMOS场效应管开关芯片，器件较多，且无法实现换向功能。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的不足，本技术提供一种直流电机调速换向控制器,可实现直流电机的调速和换向，具备体积小，调速更加精准等优点。
[0007]本技术所采用的技术方案是直流电机调速换向控制器，将主控MCU芯片、电机驱动电路网络、电流检测单元集成到同一块电路板，所述电机驱动电路网络包括上端驱动电路单元和下端驱动电路单元，所述的主控MCU芯片产生4路两两互补的脉宽调制PWM驱动信号，其中两路互补脉宽调制PWM信号连接到上端驱动电路单元，另两路互补脉宽调制PWM信号连接到下端驱动电路单元，电流检测单元一端连接到上端驱动电路单元中的驱动芯片VS引脚，另一端连接到直流电机中的A相，下端驱动电路单元的VS引脚连接到直流电机中的B相。
[0008]更优选的方案为，所述的主控MCU芯片采用STM32F103VET6芯片，所述的STM32F103VET6芯片侧引脚PE8、PE9为两路互补脉宽调制PWM波形发生器引脚，引脚PE10、PE11为两路互补脉宽调制PWM波形发生器引脚，所述的STM32F103VET6芯片的PA3引脚采集电流检测单元输出的电压信号。
[0009]更优选的方案为，所述的电机驱动电路网络包括上端UCC27282驱动芯片和下端UCC27282驱动芯片，上端UCC27282驱动芯片的HIN引脚与STM32F103VET6芯片的PE8引脚连接，上端UCC27282驱动芯片的LIN引脚与STM32F103VET6芯片的PE9引脚连接，下端UCC27282驱动芯片的HIN引脚与STM32F103VET6芯片的PE10引脚连接，下端UCC27282驱动芯片的LIN
引脚与STM32F103VET6芯片的PE11引脚连接。
[0010]更优选的方案为，所述的UCC27282驱动芯片内部嵌有高端MOS管开关和低端MOS管开关，所述的STM32F103VET6芯片输出互补脉宽调制PWM驱动信号连接到UCC27282驱动芯片的HIN引脚和LIN引脚，所述的UCC27282驱动芯片结构大小仅为7.5mm*8.5mm，最大处理电压为100V，最大处理电流为30A,漏极和源极间电阻最小7.3mΩ。
[0011]更优选的方案为，所述的上下两端UCC27282驱动芯片的VCC引脚分别由VCC15V电压连接供电，上下两端UCC27282驱动芯片的VB引脚和VS引脚分别串联一个自举升压电容C59和C513，上下两端UCC27282驱动芯片的COM引脚和V
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接到电源负端，所述的上端UCC27282驱动芯片的VB引脚串联一路由自举二极管VD51、自举电阻R53组成的自举升压电路，所述的自举电阻R53一端连接到VCC15V电源，所述的下端UCC27282驱动芯片的VB引脚串联一路由自举二极管VD52、自举电阻R57组成的自举升压电路，所述的自举电阻R57一端连接到VCC15V电源。
[0012]更优选的方案为，所述的上下两端UCC27282驱动芯片的HO、G1引脚分别连接到0欧姆电阻R54、R58，所述的上下两端UCC27282驱动芯片的LI、G2引脚分别连接到0欧姆电阻，将脉宽调制PWM驱动信号输入到内部NMOS开关管。
[0013]更优选的方案为，所述的上端UCC27282驱动芯片的HS引脚连接到电流检测电路的IP+引脚，所述的电流检测电路的IP
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引脚连接电机中的A相，所述的下端UCC27282驱动芯片的HS引脚连接到电机中的B相。
[0014]更优选的方案为，所述的电流检测单元包括电流检测电路芯片BSC067N06LS3，所述的电流检测电路芯片BSC067N06LS3IP+引脚与上路RSM005
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301MH驱动芯片的VS引脚相连，所述的电流检测电路芯片BSC067N06LS3的IP
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引脚与直流电机的A相相连，所述的电流检测电路芯片BSC067N06LS3的VCC引脚与直流3.3V电压相连，所述的电流检测电路芯片BSC067N06LS3的GND引脚与电源负极相连。
[0015]更优选的方案为，所述的电流检测电路芯片BSC067N06LS3的VOUT引脚与限流电阻R56和滤波电容C511相连，所述的限流电阻R56一端与STM32F103VET6芯片的PA3引脚相连，通过测量电流检测电路芯片BSC067N06LS3的VOUT引脚的输出电压，得出流过电机的电流值。
[0016]本技术的有益效果是：随着电力电子技术，大规模集成电路技术的发展，由MCU主控芯片、MOS开关管、IGBT开关管控制的直流电动机调速系统，以其平滑的调速及换向性能，逐渐取代了原有的调速系统。本申请采用了上下两路集成的驱动芯片，其内部包含电平转换及NMOS场效应开关管电路，控制台通过串行通信接口输出目标转速、转向指令，主控芯片根据指令输出的控制信号，通过主控芯片的控制程序可实现直流电机的调速和换向，具备体积小，调速更加精准等优点。
附图说明
[0017]图1为本技术直流电机调速换向控制器总体框图。
[0018]图2为本技术主控MCU芯片电路原理图。
[0019]图3为本技术电机驱动电路原理图。
[0020]图中标记：1
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主控MCU芯片，2
‑
有线通信单元，3
‑
上端驱动电路，4
‑
下端驱动电路，
5
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电流检测单元，6
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直流电机，
具体实施方式
[0021]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.直流电机调速换向控制器，其特征在于：将主控MCU芯片、电机驱动电路网络、电流检测单元集成到同一块电路板，所述电机驱动电路网络包括上端驱动电路单元和下端驱动电路单元，所述的主控MCU芯片产生4路两两互补的脉宽调制PWM驱动信号，其中两路互补脉宽调制PWM信号连接到上端驱动电路单元，另两路互补脉宽调制PWM信号连接到下端驱动电路单元，电流检测单元一端连接到上端驱动电路单元中的驱动芯片VS引脚，另一端连接到直流电机中的A相，下端驱动电路单元的VS引脚连接到直流电机中的B相。2.根据权利要求1所述的直流电机调速换向控制器，其特征在于：所述的主控MCU芯片采用STM32F103VET6芯片，所述的STM32F103VET6芯片侧引脚PE8、PE9为两路互补脉宽调制PWM波形发生器引脚，引脚PE10、PE11为两路互补脉宽调制PWM波形发生器引脚，所述的STM32F103VET6芯片的PA3引脚采集电流检测单元输出的电压信号。3.根据权利要求1所述的直流电机调速换向控制器，其特征在于：所述的电机驱动电路网络包括上端UCC27282驱动芯片和下端UCC27282驱动芯片，上端UCC27282驱动芯片的HIN引脚与STM32F103VET6芯片的PE8引脚连接，上端UCC27282驱动芯片的LIN引脚与STM32F103VET6芯片的PE9引脚连接，下端UCC27282驱动芯片的HIN引脚与STM32F103VET6芯片的PE10引脚连接，下端UCC27282驱动芯片的LIN引脚与STM32F103VET6芯片的PE11引脚连接。4.根据权利要求3所述的直流电机调速换向控制器，其特征在于：所述的UCC27282驱动芯片内部嵌有高端MOS管开关和低端MOS管开关，所述的STM32F103VET6芯片输出互补脉宽调制PWM驱动信号连接到UCC27282驱动芯片的HIN引脚和LIN引脚，所述的UCC27282驱动芯片结构大小仅为7.5mm*8.5mm，最大处理电压为100V，最大处理电流为30A,漏极和源极间电阻最小7.3mΩ。5.根据权利要求3所述的直流电机调速换向控制器，其特征在于：所述的上下两端UCC27282驱动芯片的VCC引脚分别由VCC15V电压连接供电，上下两端UCC27282驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冬，王宝新，刘俭佳，曲凯，方学林，
申请(专利权)人：沈阳航天新光集团有限公司，
类型：新型
国别省市：