[實用新型]一種兩輪機器人的直流無刷電機控制系統

有效

• 申請號: 201821968457.1
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN209419197U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 何海雄;肖曙
• 申請（專利權）人: 珂伯特機器人（天津）有限公司
• 主分類號: H02H7/085
• 分類號: H02H7/085;H02P6/17;B60L15/00
• 代理公司: 天津合正知識產權代理有限公司 12229
• 代理人: 郭樂

1.一種兩輪機器人的直流無刷電機控制系統，其特征在于：包括STM32F103VCT6單片機(1)，用于輸出PWM三相控制信號；

驅動單元(2)，用于接收單片機(1)的PWM三相控制信號并驅動直流無刷電機轉動，包括結構相同的左輪驅動電路和右輪驅動電路；

所述左輪驅動電路包括：U相驅動電路，其輸入端連接單片機(1)的67和52針腳，用于控制左輪電機U相上兩個MOS管的導通和截止；V相驅動電路，其輸入端連接單片機(1)的68和53針腳，用于控制左輪電機V相上兩個MOS管的導通和截止；W相驅動電路，其輸入端連接單片機(1)的69和54針腳，用于控制左輪電機W相上兩個MOS管的導通和截止；

所述右輪驅動電路包括：U相驅動電路，其輸入端連接單片機(1)的63和32針腳，用于控制右輪電機U相上兩個MOS管的導通和截止；V相驅動電路，其輸入端連接單片機(1)的64和35針腳，用于控制右輪電機V相上兩個MOS管的導通和截止；W相驅動電路，其輸入端連接單片機(1)的65和36針腳，用于控制右輪電機W相上兩個MOS管的導通和截止；

采樣檢測單元(3)，包括采樣電路和對比電路，所述采樣電路用于采集電機相電流和母線電流信號，并對其進行保真處理，包括相電流電路和母線電流電路；

所述相電流電路的輸入端連接電機各相驅動電路的單相采樣電阻(21)，其中左輪電機的U、V、W相相電流電路的輸出端分別連接單片機(1)的15、16、17針腳，右輪電機的U、V、W相相電流電路的輸出端分別連接單片機(1)的26、29、30針腳；所述母線電流電路的輸入端連接母線采樣電阻(22)，其中左輪電機的母線電流電路輸出端連接單片機(1)的18針腳，右輪電機的母線電流電路輸出端連接單片機(1)的31針腳；

所述對比電路用于將母線電流電路的輸出信號與預設值進行對比，其中左輪對比電路的輸入端連接單片機(1)的18針腳，輸出端連接單片機(1)的51針腳，右輪對比電路的輸入端連接單片機(1)的31針腳，輸出端連接單片機(1)的91針腳；

供電單元(4)，用于對電源進行變壓并供給系統內各單元使用。

2.根據權利要求1所述的一種兩輪機器人的直流無刷電機控制系統，其特征在于所述驅動電路包括：

IR2101S功率驅動器(27)，用于對電機上的三相MOS管進行驅動，驅動器(27)的2、3針腳接收PWM信號，其7、6針腳分別連接上橋臂和下橋臂的MOS管的柵極；

自舉升壓模塊，用于提升上橋臂MOS管(25)的電壓，包括升壓二極管(23)和升壓電容(24)，所述升壓二極管(23)的正極連接電源電壓，其負極連接驅動器(27)的8針腳，所述升壓電容(24)的正極連接升壓二極管(23)的負極，升壓電容(24)的負極連接上橋臂MOS管(25)的源極。

3.根據權利要求2所述的一種兩輪機器人的直流無刷電機控制系統，其特征在于：所述單相采樣電阻(21)的第一端與下橋臂MOS管(26)的漏極相連，第二端連接母線采樣電阻(22)的第一端，所述母線采樣電阻(22)的第二端接地。

4.根據權利要求1所述的一種兩輪機器人的直流無刷電機控制系統，其特征在于：所述采樣檢測模塊還包括參考電路，所述參考電路用于生成參考電壓，所述參考電壓用于供給采樣電路使用。

5.根據權利要求4所述的一種兩輪機器人的直流無刷電機控制系統，其特征在于：所述參考電路包括第一運算放大器(35)、第一分壓電阻(31)、第二分壓電阻(32)、第一保護電容(33)和第二保護電容(34)；

所述第一分壓電阻(31)的第一端連接電源電壓，第二端與第二分壓電阻(32)的第一端相連，所述第二分壓電阻(32)的第二端接地；所述第一運算放大器(35)的正向輸入端與第一分壓電阻(31)的第二端相連，其反向輸入端與自身輸出端相連，其輸出端輸出參考電壓；所述第一保護電容(33)的正極與第一運算放大器(35)的正電源端相連，負極接地；所述第一運算放大器(35)的負電源端接地；第二保護電容(34)的正極與第一運算放大器(35)的輸出端相連，負極接地。