一种有刷直流电机的控制和电流采样方法技术

本发明专利技术提供了一种有刷直流电机的控制和电流采样方法，包括以下步骤：S1、根据调制系数计算出A、B相PWM的占空比，并对其进行移相调制；S2、经调制后的PWM经预驱控制H桥的MOS管，驱动有刷直流电机的正转或反转；S3、在驱动电机的同时，通过Rs采样电阻对电机电流进行采样；本发明专利技术基于低边单电阻采样，通过PWM移相的方式对小电流进行有效采样，从而实现了全调制区的电流采样，对器件的要求低、成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种有刷直流电机的控制和电流采样方法


[0001]本专利技术涉及电流采样
，特别涉及一种有刷直流电机的控制和电流采样方法。

技术介绍

[0002]目前，有刷直流电机电流采样方法，有以下几种：
[0003]如中国公开授权专利技术：一种基于EPS的电机驱动桥控制及诊断保护系统(公开号CN107493047B)，公开了一种基于EPS的电机驱动桥控制及诊断保护系统，包括依次连接的逻辑控制单元、驱动管理单元、驱动桥以及EPS电机；其特征在于，还包括电流采样单元；所述逻辑控制单元包括逻辑控制模块、通讯模块一以及AD采样模块；所述驱动管理单元包括逻辑信号接收模块、逻辑信号放大模块、通讯模块二、电流采集处理模块、电机相位采集处理模块、电压采集处理模块以及故障诊断模块，其驱动桥包括三对场效应管，分别驱动电机的三相；每个场效应管的G极通过TVS管与自身的S极连接，TVS管并联有电阻；每个场效应管的D极和S极之间设有阻容吸收电路；每对场效应管中，均包括高边场效应管和低边场效应管，高边场效应管的D极与电源正极连接，低边场效应管的S极与电源负极连接；高边场效应管S极与低边场效应管的D极连接，为高边采样，但对运放、采样电阻等器件要求高；
[0004]如中国公开授权专利技术一种电机电流采样方法(公开号CN107462763B)，公开了电机电流采样方法包括：获得各绕组三相发出占空比控制信号的时间；根据所述各绕组三相发出占空比控制信号的时间，设置各绕组的采样区间；根据所述各绕组的采样区间进行电流采样；所述采样区间包括第一采样区间与第二采样区间，属于相上采样，器件成本偏高；
[0005]如中国公开授权专利技术一种电子驻车系统的直流电机电流检测控制电路(公开号CN210578326U)，其包括上电自检模块M1、第一电机电流采集模块M2、第二电机电流采集模块M3、冗余电机驱动开关模块M4、低边电机驱动模块M5和主芯片MCU组成，其属于低边采样，虽然对器件要求低，但为了实现冗余和全调制区的电流采样，一般会采样双电阻采样，成本高；
[0006]为此，提出一种有刷直流电机的控制和电流采样方法。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术实施例希望提供一种有刷直流电机的控制和电流采样方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
[0008]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种有刷直流电机的控制和电流采样方法，包括以下步骤：
[0009]S1、根据调制系数计算出A、B相PWM的占空比，并对其进行移相调制；
[0010]S2、经调制后的PWM经预驱控制H桥的MOS管，驱动有刷直流电机的正转或反转；
[0011]S3、在驱动电机的同时，通过Rs采样电阻对电机电流进行采样。
[0012]进一步优选的：所述S1中，移相调制过程中，包括以下步骤：
[0013]S11、根据调制系数K计算出A、B相PWM的占空比大小；
[0014]S12、根据A、B两相PWM的占空比计算出A、B两相PWM的相移值。
[0015]进一步优选的：所述S11中，A、B相PWM的占空比大小计算时，采用以下公式：
[0016]DutyA＝K/2+50％
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(式1)
[0017]DutyB＝50％－K/2
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(式2)
[0018]其中，当调制系数K＞0时表示正转方向，K＜0时表示反转方向；
[0019]DutyA、DutyB分别为A、B相PWM的占空比。
[0020]进一步优选的：所述S12中，A、B两相PWM的相移值计算时，采用以下公式：
[0021]ShiftA＝(K/2－SampleWindow)/2
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(式3)
[0022]ShiftB＝(K/2+SampleWindow)/2
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(式4)
[0023]其中，SampleWindow表示采样窗口占整个PWM占空比周期的百分比系数。
[0024]进一步优选的：所述电流采样时，采用采样电路进行采样，包括：
[0025]采用四路PWM分别控制H桥四个MOS管，来控制有刷直流电机；
[0026]四路PWM包括PWM－A、PWM－AN、PWM－B、PWM－BN；
[0027]其中，PWM－AN与PWM－A高低电平互补，PWM－BN与PWM－B高低电平互补。
[0028]进一步优选的：所述S3中，Rs采样电阻对电机电流进行采样，采样触发时刻包括：
[0029]占空比DutyA＞DutyB：调制系数0＜K＜(SampleWindow＊2)，采样时刻T/4，为低调制区单采样窗口；
[0030]调制系数K＞＝(SampleWindow＊2)，采样时刻T/4和3T/4，为双采样窗口冗余；
[0031]占空比DutyA＜DutyB：调制系数(－SampleWindow＊2)＜K＜0，采样时刻3T/4，为低调制区单采样窗口；
[0032]调制系数K＜＝(－SampleWindow＊2)，采样时刻T/4和3T/4，为双采样窗口冗余；
[0033]占空比DutyA＜＝DutyB：调制系数K＝0，采样时刻T/4和3T/4，为双采样窗口冗余；
[0034]其中，T表示PWM的周期。
[0035]本专利技术还提供了一种有刷直流电机的控制和电流采样系统，包括：
[0036]移相调制模块，所述移相调制模块用于根据调制系数计算出A、B相PWM的占空比，并对其进行移相调制；
[0037]占空比检测模块，所述占空比检测模块用于检测A、B相PWM的占空比DutyA、DutyB；
[0038]驱动模块，所述驱动模块用于经调制后的PWM经预驱控制H桥的MOS管，驱动有刷直流电机的正转或反转；
[0039]采样模块，所述采样模块用于通过Rs采样电阻对电机电流进行采样；
[0040]存储模块，所述存储模块用于存储。
[0041]本专利技术还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器、与所述处理器耦接的存储器，所述存储器中存储有程序指令，所述程序指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一项所述的有刷直流电机的控制和电流采样方法的步骤。
[0042]本专利技术还提供了一种存储介质，存储有能够实现如上述任一项所述的有刷直流电机的控制和电流采样方法的程序指令。
[0043]本专利技术实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
[0044]一、本专利技术电流采样灵敏度高；
[0045]二、本专利技术采用低边采样的方式，对运放等器件要求低，成本低；
[0046]三、本专利技术在低调制系数的情况下仍能通过PWM移相的方式对小电流进行有效采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有刷直流电机的控制和电流采样方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据调制系数计算出A、B相PWM的占空比，并对其进行移相调制；S2、经调制后的PWM经预驱控制H桥的MOS管，驱动有刷直流电机的正转或反转；S3、在驱动电机的同时，通过Rs采样电阻对电机电流进行采样。2.根据权利要求1所述的一种有刷直流电机的控制和电流采样方法，其特征在于：所述S1中，移相调制过程中，包括以下步骤：S11、根据调制系数K计算出A、B相PWM的占空比大小；S12、根据A、B两相PWM的占空比计算出A、B两相PWM的相移值。3.根据权利要求2所述的一种有刷直流电机的控制和电流采样方法，其特征在于：所述S11中，A、B相PWM的占空比大小计算时，采用以下公式：DutyA＝K/2+50％
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(式1)DutyB＝50％－K/2
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(式2)其中，当调制系数K＞0时表示正转方向，K＜0时表示反转方向；DutyA、DutyB分别为A、B相PWM的占空比。4.根据权利要求2所述的一种有刷直流电机的控制和电流采样方法，其特征在于：所述S12中，A、B两相PWM的相移值计算时，采用以下公式：ShiftA＝(K/2－SampleWindow)/2
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(式3)ShiftB＝(K/2+SampleWindow)/2
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(式4)其中，SampleWindow表示采样窗口占整个PWM占空比周期的百分比系数。5.根据权利要求1所述的一种有刷直流电机的控制和电流采样方法，其特征在于：所述电流采样时，采用采样电路进行采样，包括：采用四路PWM分别控制H桥四个MOS管，来控制有刷直流电机；四路PWM包括PWM－A、PWM－AN、PWM－B、PWM－BN；其中，PWM－AN与PWM－A高低...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建敢，罗大志，林联伟，焦久顺，黄瑞，刘续荣，王宇，
申请(专利权)人：株洲易力达机电有限公司，
类型：发明
国别省市：