一种可控直线电机控制驱动电路.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103457533A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103457533103457533A(43)申请公布日2013.12.18(21)申请号201310416040.X(22)申请日2013.09.13(71)申请人中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心地址215163江苏省苏州市高新区龙山路89号(72)发明人杨侃张剑王晓曼张恺李贵娇(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林(51)Int.Cl.H02P25/06(2006.01)H02M7/5387(2007.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图6页附图6页(54)发明名称一种可控直线电机控制驱动电路(57)摘要本发明公开了一种可控直线电机控制驱动电路。温度信号读出单元读取测温二极管电压降，经处理后的信号通过光电耦合器输出到脉宽调制电路；脉宽调制单元中的MCU根据温度信号读出电路的输出，控制组合逻辑电路产生SPWM波；SPWM波经缓冲驱动电路后生成四路SPWM，分别作为H桥中的四只VDMOS管的控制信号，使VDMOS管轮流导通对24VDC斩波，通过输出滤波电路整形后提取出50Hz交流电压供给直线电机工作。本发明的电路将控制部分和驱动部分物理分开，有效地抑制了电磁噪声及相互干扰；结构简单，成本低，易于实施，使用灵活。采用单片机为控制核心，软件实现正弦脉宽调制，驱动控制电路参数调整方便，工作效率高。CN103457533ACN103457ACN103457533A权利要求书1/2页1.一种可控直线电机控制驱动电路，其特征是，包括温度信号读出单元、脉宽调制单元、功率驱动单元体部分；温度信号读出单元的一端与脉宽调制电路连接，温度信号读出单元的另一端与外置的测温二极管连接；功率驱动单元的一端与脉宽调制电路连接，功率驱动单元的另一端与制冷机的直线电机连接；所述的温度信号读出单元读取测温二极管的电压降，经处理后的输出信号通过光电耦合器输出到所述脉宽调制电路；脉宽调制单元中的MCU根据温度信号读出电路的输出，控制组合逻辑电路产生SPWM波，并调节SPWM波形的脉冲宽度；功率驱动单元包括缓冲驱动电路、H桥电路；脉宽调制电路产生的SPWM波经缓冲驱动电路后生成四路SPWM，分别作为H桥中的四只VDMOS管的控制信号，使VDMOS管轮流导通对24VDC斩波，通过输出滤波电路整形后提取出50Hz交流电压供给直线电机工作。2.根据权利要求1所述的可控直线电机控制驱动电路，其特征是，SPWM到50Hz交流电的转变：脉宽调制电路输出的SPWM经过缓冲驱动电路后，生成两路反相的SPWM，这两路SPWM再经过两只有两个次级输出的脉冲耦合变压器，生成四路SPWM，分别作为H桥中的四只VDMOS的控制信号。3.根据权利要求1所述的可控直线电机控制驱动电路，其特征是，脉宽调制电路中的MCU同时还根据环境温度信号和采样到的电源电压的大小，对SPWM的每个脉冲宽度进行补偿。4.根据权利要求3所述的可控直线电机控制驱动电路，其特征是，所述补偿的方式为：当环境温度升高，则制冷机的负载增加，那么脉宽调制增加SPWM的平均占空比，使输出的交流电压升高；反之，则脉宽调制器减小SPWM的平均占空比，使输出的交流电压降低；若电源电压下降，则脉宽调制增加SPWM的平均占空比，使输出的交流电压保持不变；反之则脉宽调制器减小SPWM的平均占空比，使输出的交流电压保持不变。5.根据权利要求1所述的可控直线电机控制驱动电路，其特征是，所述脉宽调制器电路中由两只可预置减法计数器和两只与非门构成组合逻辑，两只计数器在第一计数器D3结束时同时预置数，第一计数器D3重复置数为：01100011，第二计数器D2的预置数Y则由MCU在第一计数器D3记数结束时预置；令第一计数器D3的输出信号为A，第二计数器D2的输出信号为B，则SPWM的输出信号为：SPWM的占空比D为：D=（99-Y）/（99+1）。6.根据权利要求1所述的可控直线电机控制驱动电路，其特征是，缓冲驱动电路包括使用同一个使能信号的两个反相驱动器和一个同相驱动器；所述同相驱动器的四个输出端分别对应与两个脉冲耦合变压器的初级输入端连接；同时，每个反相驱动器的四个输出端分别对应与一个脉冲耦合变压器的初级输入端连接；每个脉冲耦合变压器耦合为两个次级输出端；次级输出端输出的SPWM信号控制H桥中2CN103457533A权利要求书2/2页的VDMOS管的导通或截止；两个脉冲耦合变压器次级输出端输出的两组SPWM信号为同幅反相，且任一脉冲耦合变压器次级输出端输出的两个SPWM信号同幅同相；同相驱动器与反相驱动器的使能端有效信号相反；反相驱动器的使能端有效时，脉冲耦合变