[發明專利]一種步進驅動器系統及其控制PWM時序和死區的方法

有效

• 申請號: 201610644689.0
• 申請日: 2016-08-08
• 公開（公告）號: CN107707164B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 黃忠報;王衛東;王靜
• 申請（專利權）人: 東莞市一能機電技術有限公司
• 主分類號: H02P8/00
• 分類號: H02P8/00;H02M1/38
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 羅曉聰

1.一種步進驅動器系統控制PWM時序和死區的方法，其特征在于：

該步進驅動器包括：微處理器、與微處理器連接的FPGA模塊、與FPGA模塊連接的功率驅動芯片、以及通過功率驅動芯片驅動的功率管；所述的FPGA模塊外接有基準時鐘信號CLK；

首先，微處理器接收到外部指令后發出PWM控制信號，PWM控制信號先通過FPGA模塊，FPGA模塊產生兩路上下互補帶死區的PWM信號，然后通過功率驅動芯片驅動功率管，完成PWM調制；FPGA模塊產生兩路上下互補帶死區的PWM信號，即PWMH和PWML信號，用于驅動功率管的上橋功率管和下橋功率管；

所述的FPGA模塊實現對PWM死區控制，死區時間td根據驅動器功率的大小設置在0.5us到1us之間，并且根據處理器發出的使能信號EN和過流信號Iin，控制PWM的關機時序；

當微處理器給FPGA模塊發出使能信號EN，FPGA模塊收到微處理器的使能信號EN為有效狀態后，FPGA模塊所控制的PWM輸出才處于有效狀態；

當FPGA模塊收到使能信號EN為無效信號后，FPGA模塊輸出的上橋AH1立即變為無效狀態，下橋信號需要先導通一定時間th再關閉；

當使能信號EN變為無效信號的時刻發生在死區產生區間時，先等待死區時間控制完成后，再關閉上橋AH1并導通下橋AL1，再經過th時間后關閉AL1；

在下橋AL1為有效狀態而上橋AH1為無效狀態期間，使能信號EN變為無效狀態時，保持AH1為無效狀態延長th時間后關閉AL1；

在下橋AL1為無效狀態而上橋AH1為有效狀態期間使能信號EN變為無效狀態時，要先同時關閉AH1和AL1，經過死區時間td后，AH1繼續保持為無效狀態，置AL1為有效狀態，再經過時間th后再把AL1置為無效狀態，由此完成PWM的關閉功能。

2.根據權利要求1所述的一種步進驅動器系統控制PWM時序和死區的方法，其特征在于：FPGA模塊還連接外部復位信號RST，當步進驅動器剛通電時，RST信號處于無效狀態，此時FPGA模塊的內部寄存器清零，關閉PWM輸出，經過設定時間后再變為有效狀態，FPGA模塊開始進入工作狀態。

3.根據權利要求1所述的一種步進驅動器系統控制PWM時序和死區的方法，其特征在于：所述的步進驅動器功率管向FPGA模塊反饋過流信號；當FPGA模塊檢測到過流信號后直接關閉PWM，并向微處理器發送報警信號。

4.根據權利要求1所述的一種步進驅動器系統控制PWM時序和死區的方法，其特征在于：FPGA模塊檢測到過流信號后，自動進行逐波限流，并給微處理器發出過流的報警信號，微處理器根據過流情況向FPGA模塊發出關閉PWM信號。

5.根據權利要求4所述的一種步進驅動器系統控制PWM時序和死區的方法，其特征在于：所述的逐波限流為，當FPGA模塊檢測到過流信號后，關閉輸出的兩路互補PWMH和PWML信號，待下一個輸入的PWM上升沿到來時，如果過流信號已經消失，則恢復PWM導通；在PWM上升沿還沒到來時，即使過流信號已經無效也不能恢復輸出兩路互補PWMH和PWML。

6.根據權利要求1所述的一種步進驅動器系統控制PWM時序和死區的方法，其特征在于：所述的步進驅動器包含兩相驅動器和三相驅動器。