一种耐高温电机脉冲控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种耐高温电机脉冲控制器，包括主控模块、霍尔处理模块、转换模块和输出模块；主控模块由高速DSP芯片及外围电路组成，DSP芯片内设有时钟处理电路，通过DSP芯片可高速采集电压、电流、霍尔信号；霍尔处理模块包括霍尔传感器，通过霍尔传感器对霍尔信号进行预处理、滤波；转换模块包括DCDC模块和LDO芯片，通过DCDC模块将高电源转换成低电压，通过LDO芯片稳压转化成低电平；输出模块包括DSP处理器，通过DSP处理器控制PWM信号输出。该控制器可长期稳定的工作在155度。通过预设速度或实时通讯控制，电机脉冲控制器可产生不同占空比的PWM信号，控制三相全桥功率输出电路不同电平信号。同电平信号。同电平信号。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温电机脉冲控制器


[0001]本技术涉及是有钻探设备
，尤其涉及一种耐高温电机脉冲控制器。

技术介绍

[0002]目前用于井下测井仪器的电机多为直流有刷电机和交流异步电机，直流有刷电机在高温环境下使用时，电刷损耗极大，使用寿命短，综合成本很高，交流异步电机是一种感应励磁电机，与直流电机相比，它没有电刷，具有结构简单、皮实耐用等优点，但是他的缺点是效率较低，启动电流极大，在井下使用时由于存在远距离输电问题，交流异步电机启动异常困难，直流无刷电机兼有直流电机的高效率以及交流异步电机的可靠性，它采用电子装置换向，性能可靠，寿命比有刷电机提高了数倍,代表了未来的发展方向,主要的优点是效率高和体积小；
[0003]由于测井仪器一般工作在油井里，环境温度远高于地表温度，最高温度可达150度以上，现有的电机驱动器无法胜任高温环境，因此，需要设计一款耐高温电机脉冲控制器来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种耐高温电机脉冲控制器，该控制器可以长期稳定的工作在155度。通过预设速度或者实时通讯控制，电机脉冲控制器可以产生不同占空比的PWM信号，控制三相全桥功率输出电路不同电平信号。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0006]一种耐高温电机脉冲控制器，包括主控模块、霍尔处理模块、转换模块和输出模块；所述主控模块由高速DSP芯片以及外围电路组成，所述DSP芯片内设有时钟处理电路，通过DSP芯片可高速采集电压、电流、霍尔信号；所述霍尔处理模块包括霍尔传感器，通过霍尔传感器对霍尔信号进行预处理、滤波，然后送主控模块；所述转换模块包括DCDC模块和LDO芯片，通过DCDC模块将高电源转换成低电压，在通过LDO芯片稳压转化成低电平；所述输出模块包括DSP处理器，通过DSP处理器控制PWM信号输出。
[0007]优选地，所述主控模块内设有单片机、主控电路，所述主控电路内设有控制电路和栅极驱动电路。
[0008]优选地，所述时钟处理电路中的时钟可倍频至150MHz。
[0009]优选地，所述单片机型号为STM32F103ZET6。
[0010]优选地，所述转换模块内设有+24V电源。
[0011]与现有的技术相比，本装置的优点在于：
[0012]1、与现有技术相比，本控制器可以接收上位机控制命令，根据命令产生电机控制信息，且通过采集电机霍尔信号，处理并产生电机位置信息，同时可以采集电机供电电压、电流信号，产生电机状态信息并监测过流、欠压状态根据控制信息、电机位置信息以及状态信息，通过PID控制产生换向驱动PWM脉冲信号电路可稳定工作于155℃。
附图说明
[0013]图1为本技术提出的一种耐高温电机脉冲控制器的模块流程图；
[0014]图2为DCDC开关电源模块的接线示意图；
[0015]图3为LDO线性稳压模块的接线示意图；
[0016]图4为霍尔传感器供电电路的接线示意图；
[0017]图5霍尔传感器信号处理电路的接线示意图；
[0018]图6为电压\电流采用处理电路的接线示意图；
[0019]图7为DSP及其外围电路的接线示意图；
[0020]图8软件PID处理流程的接线示意图；
[0021]图9为接线引脚图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]参照图1
‑
图9，一种耐高温电机脉冲控制器，包括主控模块、霍尔处理模块、转换模块和输出模块；主控模块由高速DSP芯片以及外围电路组成，DSP芯片内设有时钟处理电路，时钟处理电路中的时钟可倍频至150MHz，DSP芯片内置ADC转换功能，可高速采集电压、电流、霍尔信号；芯片指令执行时间短，速度快，可快速处理控制命令、位置、状态信息，并通过PID调节的方式产生PWM信号，主控模块内设有单片机、主控电路，单片机型号为STM32F103ZET6，主控电路内设有控制电路和栅极驱动电路；
[0024]其中，霍尔处理模块包括霍尔传感器，霍尔处理模块内设有霍尔传感电路，给霍尔传感器提供电源以及对霍尔信号进行预处理、滤波，然后送主控电路。
[0025]其中，转换模块主要作用是对电机的电压、电流信号进行取样、滤波、放大、限幅等处理，将处理后的电流信号送至控制电路以及栅极驱动电路，进行过来保护监测。
[0026]其中转换模块包括DCDC模块和LDO芯片，转换模块内设有+24V电源，转换模块可以将+24V电源转换成控制电路所需的低压电源，利用DCDC模块和LDO芯片，采用高温DCDC转换与LDO电平转换结合的方式，先通过高效率的DCDC模块将高电源转换为低电压，然后再通过低压差LDO芯片稳压转化出单片机需要的低电平，兼顾效率以及低纹波，保证电路性能稳定，经过LDO芯片线性稳压后，无需很大的储能电容即可保证电源纹波小于10mV，且无DCDC开关管切换时产生的毛刺，保证单片机稳定工作。
[0027]其中，输出模块包括DSP处理器，通过DSP处理器控制PWM信号输出。
[0028]其中，主控电路接收到上位机的速度设定指令后，根据采集到的位置信息、电压电流信息，通过速度PID控制产生电机换向需要的控制信号。控制信号是TTL电平信号，含有三相全桥换向模块需要的3路高端控制电平以及三路低端控制电平。
[0029]其中，脉冲控制器电路板布线时严格进行高低压分开设计，通过大面积覆铜、开窗的方式将热量高热导率的传输到电路板底面，然后通过绝缘、高热度的硅胶垫与仪器骨架紧密连接，通过铝合金骨架整体散热，保证仪器在高温下无热堆积、无高温差。
[0030]以上，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限
于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温电机脉冲控制器，其特征在于：包括主控模块、霍尔处理模块、转换模块和输出模块；所述主控模块由高速DSP芯片以及外围电路组成，所述DSP芯片内设有时钟处理电路，通过DSP芯片可高速采集电压、电流、霍尔信号；所述霍尔处理模块包括霍尔传感器，通过霍尔传感器对霍尔信号进行预处理、滤波，然后送主控模块；所述转换模块包括DCDC模块和LDO芯片，通过DCDC模块将高电源转换成低电压，在通过LDO芯片稳压转化成低电平；所述输出模块包括DSP处理器，通过DSP处理器控制PW...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增浩，彭大龙，
申请(专利权)人：天津市朝华电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：