一種電機功率驅動保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種電機功率驅動保護電路，屬于電機驅動保護技術領域。
【背景技術】
[0002] 在一些控制系統(tǒng)電機驅動方案設計中，針對出現(xiàn)大的慣性阻力矩，以及外部干擾 力矩，如光電偵察平臺等控制對象在多傳感器共裝載時轉動慣量較大，并且在載機飛行中 遇到較大風阻力矩等實際應用場合，電機驅動方案設計必須選擇較大額定功率的電機，而 由此帶來系統(tǒng)啟動電流和峰值堵轉電流較大的問題，甚至能達到十幾安，而且在系統(tǒng)運行 過程中根據(jù)上位機輸入狀態(tài)指令電機不免處于突然啟動、停車或反向制動的運動狀態(tài)，由 此造成大的電流沖擊，對控制回路很不利，極易造成功率放大器的燒毀，電機堵轉損壞，系 統(tǒng)的可靠性降低。
[0003] 目前，在國內外已有的電機驅動功率放大技術領域普遍應用具有禁止功能的功率 放大器，一般多采用電機電流采樣差分放大，配合硬件比較電路獲取邏輯控制信號送給功 率放大器禁止端，實現(xiàn)功放A、B橋PWM輸出信號的封鎖切換。
[0004] 然而，通過工程實踐的應用證明，上述技術存在風險。首先系統(tǒng)峰值堵轉電流出 現(xiàn)或者反接制動情況下產(chǎn)生的異常大電流接近所選擇功放模塊的峰值電流，晶體管易出現(xiàn) 擊穿；其次，功放電路保護關斷時硬件邏輯電壓比較電路的開關頻率過高，在系統(tǒng)持續(xù)過流 時不斷的出現(xiàn)打開關斷，開關頻率高達功放內部三極管、達林頓管、功率管推薦頻率四倍以 上，開關損耗升高，局部溫升過大，極易導致三極管和達林頓管燒毀；另外，在伺服控制系統(tǒng) 調試時，DSP處理器程序擦除重新燒寫下載時，一般均需要預先斷開功放工作電源，否則，軟 件燒寫時DSP輸出的功率放大器PWM脈沖輸入信號會不確定失控，在功放供電正常的情況 下，執(zhí)行電機存在發(fā)生飛轉的高風險。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的是提供一種電機功率驅動保護電路，以解決現(xiàn)有功率放大器采 用電機電流采樣差分控制所導致的功率放大器易損壞，以及在伺服控制軟件調試時無法有 效關斷功率放大器致使電機發(fā)生飛轉的風險。
[0006] 本實用新型為解決上述技術問題而提供一種電機功率驅動保護電路，包括伺服控 制器、光耦隔離單元和驅動功率放大器，伺服控制器輸出端的PWM信號通過光耦隔離單元 接入驅動功率放大器的輸入端，功率放大器的輸出端驅動連接電機，驅動功率放大器帶有 禁止使能端，所述驅動保護電路還包括邏輯控制單元，該邏輯控制單元包括觸發(fā)器和邏輯 電路，邏輯電路采用與非邏輯運算，邏輯電路的輸入端與伺服控制器輸出端的通道到位信 號LF_UMIT、通道到位信號RT_UMIT和使能信號，用于實現(xiàn)通道到位信號LF_UMIT和使能 信號以及通道到位信號RT_LIMIT和使能信號的與非運算，所述邏輯電路的輸出端連接到 觸發(fā)器的下降沿輸入端和置零輸入端，所述觸發(fā)器的上升沿輸入端與伺服控制器輸出端的 PWM信號連接，所述觸發(fā)器的輸出端與驅動功率放大器的禁止使能端連接。
[0007] 所述的邏輯電路包括反相器和或門電路，所述反相器的輸入端與伺服控制器輸出 端的通道到位信號LF_UMIT、通道到位信號RT_LIMIT和使能信號連接，反相器的輸出端與 或門電路的輸入端連接，或門電路用于對反相后通道到位信號LF_LIMIT和使能信號以及 通道到位信號RT_LIMIT和使能信號進行或運算，或門電路的兩個輸出端與觸發(fā)器的下降 沿輸入端和置零輸入端連接。
[0008] 所述邏輯控制單元還包括與觸發(fā)器連接的配置電路，該配置電路包括阻容網(wǎng)絡電 阻、阻容網(wǎng)絡電容和可調電阻，所述配置電路的阻容網(wǎng)絡電阻為Rrait，阻容網(wǎng)絡電容為Crait, 由該配置電路所配置觸發(fā)器的工作周期為Tw= 0. 45Rext*Cext，且Tw大于等于伺服控制器 輸出端的PWM信號的周期Tpwm。
[0009] 所述的觸發(fā)器的輸出端通過可調電阻接地，該可調電阻的調節(jié)端為通道功能使能 信號端，與驅動功率放大器的禁止使能端連接，控制驅動功率放大器的啟動。
[0010] 所述的觸發(fā)器為雙可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器54HCT123。
[0011] 所述的反相器采用集成電路六反相器54HCT04。
[0012] 所述的或門電路采用集成電路或門54HCT32。
[0013] 本實用新型的有益效果是：本實用新型通過增設包括觸發(fā)器和邏輯電路的邏輯控 制單元，邏輯電路采用與非邏輯運算，邏輯電路輸入端與伺服控制器輸出端的通道到位信 號LF_LIMIT、通道到位信號RT_UMIT和使能信號連接，通過該邏輯電路，實現(xiàn)通道到位信 號LF_LIMIT和使能信號以及通道到位信號RT_LIMIT和使能信號的與非運算，并將運算結 果連接至觸發(fā)器的下降沿輸入端和置零輸入端，將觸發(fā)器的上升沿輸入端接入伺服控制器 輸出端的PWM信號，觸發(fā)器的輸出端與驅動功率放大器的禁止使能端連接，邏輯控制單元 根據(jù)電機的運行狀態(tài)和伺服控制器中軟件的運行狀態(tài)輸出通道功放使能信號，實現(xiàn)對驅動 功率放大器的控制，本實用新型結構簡單，效果明顯，能夠廣泛推廣應用于各種具有禁止功 能的PMW可關斷功率放大器的伺服控制系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型實施例中邏輯控制單元的電路組成原理圖；
[0015] 圖2是本實用新型實施例中電機功率驅動保護電路的原理框圖；
[0016] 圖3是電機有限轉角運動軌跡示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0018] 本實用新型針對的是具有禁止功能的PWM可關斷功率放大器，為可關斷功率放大 器提供可編程實現(xiàn)的或者反饋控制電路實現(xiàn)的禁止信號，使得控制系統(tǒng)在伺服控制程序跑 飛、DSP處理器程序擦除重新燒寫下載時、DSP處理器調試在線仿真編譯過程中、電機軟件 控制啟停、電機運轉至機械限位位置制動、電機驅動軟件限位區(qū)域到位制動、電機限位制動 后反方向重新啟動等各種情況下，具備電機功率驅動啟停保護能力，有效保護功率放大器 和執(zhí)行電機。
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