【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，属于伺服电机控制驱动。
技术介绍
1、我国现行神舟载人飞船的逃逸发动机为不带推力调节的固体火箭发动机，随着新一代载人飞船的研制，为了提高航天员在逃逸状态下的乘坐舒适性，逃逸发动机采用了推力可调节的固体火箭发动机方案。逃逸姿控发动机伺服系统是逃逸塔姿控发动机流量调节工具，上面分布8台伺服机构。
2、8台伺服机构需要8个独立的驱动通道控制，由于8个通道共用同一个功率母线，为了保证将故障通道及时切除避免影响其他通道，8个通道必须配置独立的功率母线开关。而且控制驱动器安装空间有限，目前的伺服控制器无法同时满足8通道、高可靠性、小型化、易拆装、易接线和大功率伺服等多个特点的需求，加上8通道伺服放置在同一壳体内时，散热面有限，需要采用新型的设计结构保证8个通道的良好散热。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，满足小型化设计和控制驱动相互隔离的需求。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、本专利技术公开了一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，包括：壳体、通讯管理器、母板、多个一拖二驱动模块、can通讯总线和连接器；其中，
4、母板置于壳体底部，母板上设置有母板连接器插座，通讯管理器和多个一拖二驱动模块通过母板连接器插头插装在母板上；
5、通讯管理器、多个一拖二驱动模块、输入连接器之间通
6、连接器，将外部输入的功率电引入到母板的端子上，在母板上以印制板走线方式分配到每个一拖二驱动模块；
7、通讯管理器，与多个一拖二驱动模块通过两路can通讯总线连接，实现信息交互；通过连接器将上层飞行控制单元的位移指令，通过can通讯总线发送到每个一拖二驱动模块；将从连接器接入的外部控制电通过母板分配到每个一拖二驱动模块；
8、每个一拖二驱动模块，根据位移指令，控制多台机伺服机构运动到给定位置。
9、进一步地，在上述驱动器中，一拖二驱动模块，包括控制板、驱动板和板间连接器；控制板和驱动板通过板间连接器连接；
10、控制板，通过外部旋变传感器，获取电机转子位置和转速信息；通过外部lvdt位移传感器，获取机构的位置信息；根据位移指令、母线电流、母线电压和电机相电流，结合电机转子位置、转速信息和机构的位置信息，运行位置转速电流三闭环矢量控制算法，产生pwm信号，输出给驱动板；
11、驱动板，采集母线电流、母线电压和电机相电流，输出给控制板；根据所述pwm信号，控制机构运动到给定位置。
12、进一步地，在上述驱动器中，控制板，包括主控单元、旋变调理电路和lvdt调理电路；其中，
13、旋变调理电路，用于解调外部旋变传感器，获取电机转子位置和转速信息；
14、lvdt调理电路，用于解调外部lvdt传感器，获取机构的位置信息；
15、主控单元，以spi通讯方式从外部旋变传感器获取电机转子位置和转速信息，通过ad转换器从外部lvdt位移传感器获取机构的位置信息，通过板间连接器，从驱动板获取母线电流和母线电压以及相电流，运行位置转速电流三闭环矢量控制算法，输出pwm信号，通过板间连接器传输到驱动板。
16、进一步地，在上述驱动器中，驱动板，包括两路独立的功率母线开关电路和两个驱动回路；两路独立的功率母线开关电路，分别用于两个驱动回路的独立通断控制；功率母线开关电路采用贴片单管n沟道mos管；
17、驱动回路，包括母线支撑电容、三相逆变桥、母线电流采样电路、相电流采样电路和母线电压采集电路。
18、进一步地，在上述驱动器中，所述mos管设置在功率母线输入负端，在mos管的两端并联缓起电阻，在mos管开通前，功率母线通过缓起电阻对母线支撑电容充电，用于避免上电过程中的浪涌电流冲击，然后通过母线电压采集电路采集母线支撑电容两端的电压，当电容电压达到功率母线电压的80％～90％时，开通功率母线开关，将缓起电阻短路，其中一个驱动回路得电。
19、进一步地，在上述驱动器中，所述相电流采样电路，包括功率电阻、调制器、滤波模块和电容式双隔离层；功率电阻串联于待采样支路中；调制器采集功率电阻两端的毫伏级电压，并将毫伏级电压信号调制成位流信号；滤波模块从所述位流信号中抽取位流信号转化为待采样支路的电流；电容式双隔离层将调制器的输入和输出电路隔开，实现一拖二驱动模块控制侧和驱动侧的电气隔离。
20、进一步地，在上述驱动器中，所述三相逆变桥，采用表贴封装的单管低内阻mos管，在pcb板上对应贴装mos管的局部位置埋嵌紫铜块，起到mos管工作时产生的热量通过紫铜块传导到pcb另一侧；pcb板采用单面布置元器件方式，在pcb板和壳体之间放置氮化铝基板，氮化铝基板起到电气绝缘的同时降低印制板和壳体的热阻，将pcb板传导过来的mos管产生的热量传导到壳体上。
21、进一步地，在上述驱动器中，所述通讯管理器，包括管理主控mcu，所述管理主控mcu采用双核处理器，一个核处理器处理上层控制算法，一个核处理器实现通讯转换，二个核处理器之间采用核间通信模式。
22、进一步地，在上述驱动器中，所述连接器，包括输入连接器fx1～fx5和输出连接器ag1～ag4；其中，
23、外部输入的100v功率电通过输入连接器fx4和fx5引入到母板的端子上；外部输入的28v控制电通过输入连接器fx1接入通讯管理器；
24、通讯管理器通过输入连接器fx2和fx3接收上层飞行控制单元的位移指令，以can通讯总线形式下发到每个一拖二驱动模块；
25、外部输入的100v控制电，通过输入连接器fx1，经过dc/dc模块变换为28v控制电后接入通讯管理器。
26、每个一拖二驱动模块通过输出连接器ag1～ag4连接两台机伺服结构的电机，其中输出连接器ag1和ag4连接电机的三相线，输出连接器ag2和ag3连接电机的旋变器和外部lvdt位移传感器。
27、进一步地，在上述驱动器中，1个通讯管理器和多个一拖二驱动模块采用插屉式模块结构。
28、本专利技术与现有技术的有益效果在于：
29、(1)本专利技术采用插屉式+母板+母板连接器的结构实现八通道伺服控制驱动器的内部电气互联，减少了导线数量；
30、(2)本专利技术在母线输入端放置独立的功率母线开关，可及时切除故障通道实现故障隔离；
31、(3)本专利技术采用四个硬件和软件配置完全相同的一拖二驱动模块实现八通道伺服驱动，通过母板上的跳线配置实现驱动模块在不同位置的自我识别，提高了驱动模块的互换性；
32、(4)本专利技术从小型化的角度出发，选用贴片封装的大功率mos管，对pcb板采用沉紫铜块和加氮化铝散热基板等改善设计，满足高功率密度、良好散热性的需求；
3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于，包括：壳体、通讯管理器、母板、多个一拖二驱动模块、CAN通讯总线和连接器；其中，
2.根据权利要求1所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：一拖二驱动模块，包括控制板、驱动板和板间连接器；控制板和驱动板通过板间连接器连接；
3.根据权利要求2所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：驱动板，包括两路独立的功率母线开关电路和两个驱动回路；驱动回路，用于采集母线电流、母线电压和电机相电流，输出给控制板；根据控制器发送的PWM信号，控制机构运动到给定位置；两路独立的功率母线开关电路，分别用于两个驱动回路的独立通断控制；功率母线开关电路采用贴片单管N沟道MOS管。
5.根据权利要求4所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：所述驱动回路，包括母线支撑电容、母线电流采样电路和母线电压采集电路；其中，
6.根据权
7.根据权利要求5所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：所述驱动回路，还包括三相逆变桥，采用表贴封装的单管低内阻MOS管，在PCB板上对应贴装MOS管的局部位置埋嵌紫铜块，起到MOS管工作时产生的热量通过紫铜块传导到PCB另一侧；PCB板采用单面布置元器件方式，在PCB板和壳体之间放置氮化铝基板，氮化铝基板起到电气绝缘的同时降低印制板和壳体的热阻，将PCB板传导过来的MOS管产生的热量传导到壳体上。
8.根据权利要求1所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：所述通讯管理器，包括管理主控MCU，所述管理主控MCU采用双核处理器，一个核处理器处理上层控制算法，一个核处理器实现通讯转换，二个核处理器之间采用核间通信模式。
9.根据权利要求1所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：所述连接器，包括输入连接器FX1～FX5和输出连接器AG1～AG4；其中，
10.根据权利要求1所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：1个通讯管理器和多个一拖二驱动模块采用插屉式模块结构。
...【技术特征摘要】
1.一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于，包括：壳体、通讯管理器、母板、多个一拖二驱动模块、can通讯总线和连接器；其中，
2.根据权利要求1所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：一拖二驱动模块，包括控制板、驱动板和板间连接器；控制板和驱动板通过板间连接器连接；
3.根据权利要求2所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：驱动板，包括两路独立的功率母线开关电路和两个驱动回路；驱动回路，用于采集母线电流、母线电压和电机相电流，输出给控制板；根据控制器发送的pwm信号，控制机构运动到给定位置；两路独立的功率母线开关电路，分别用于两个驱动回路的独立通断控制；功率母线开关电路采用贴片单管n沟道mos管。
5.根据权利要求4所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：所述驱动回路，包括母线支撑电容、母线电流采样电路和母线电压采集电路；其中，
6.根据权利要求5所述的一种集成独立功率母线开关的八通道伺服控制驱动器，其特征在于：所述驱动回路，还包括相电流采样电路，所述相电流采样电路，包括功率电阻、调制器、滤波模块和电容式双隔离层；其中，功率电阻串联于待采样支路中；调制器采集功率电阻两...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟淑平，曹巳甲，宋茜，李超，苗世亮，曹永乐，郭翘楚，郑志鹏，李瑶，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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