[發明專利]一種半球動壓馬達三相方波功率驅動裝置

有效

• 申請號: 202110266637.5
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113037083B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 李萬軍;李佳;楊朝;胡輝
• 申請（專利權）人: 北華航天工業學院
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;H02M1/088;H02M1/44
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

1.一種半球動壓馬達三相方波功率驅動裝置，其特征在于，包括：兩組直流穩壓電源模塊、兩組數字反饋調壓DCDC電路模塊、數字主控電路模塊、檢測電路模塊、三相方波功率驅動電路模塊、輸出保護控制及故障狀態指示電路模塊和三相方波參數顯示及調節控制電路模塊，兩組直流穩壓電源模塊分別為第一直流穩壓電源模塊和第二直流穩壓電源模塊，兩組數字反饋調壓DCDC電路模塊分別為第一數字反饋調壓DCDC電路模塊和第二數字反饋調壓DCDC電路模塊；所述第一直流穩壓電源模塊與第一數字反饋調壓DCDC電路模塊連接，所述第二直流穩壓電源模塊與所述第二數字反饋調壓DCDC電路模塊連接；

所述第一數字反饋調壓DCDC電路模塊和第二數字反饋調壓DCDC電路模塊均電性連接所述數字主控電路模塊和三相方波功率驅動電路模塊，所述數字主控電路模塊分別與所述檢測電路模塊、輸出保護控制及故障狀態指示電路模塊和三相方波參數顯示及調節控制電路模塊連接；所述檢測電路模塊用于檢測所述三相方波功率驅動電路模塊的線電壓、相電流、頻率、相位以及功率，所述三相方波功率驅動電路模塊連接所述輸出保護控制及故障狀態指示電路模塊；

所述數字主控電路模塊采用STM32F103VET6單片機作為MCU，MCU通過U34-4數模轉換芯片16bit的DAC輸出調節電壓，經過低通濾波器U34-2得到穩定直流電壓，經過芯片U2運放OPA340驅動，串聯電阻反饋到芯片U19的輸出管腳5pin上，和通過分壓獲取U19串聯L3電感輸出的電源與反饋電壓串聯調節U19的反饋電壓輸入芯片TPS54560，同時通過R67和R11電阻對輸出電壓Vout進行分壓，經過運放U3A和電容C106調理緩沖，通過D16肖特基二極管BAV99進行限壓保護，由U3A調理完輸入給低通濾波器U34-1抑制噪聲和抗混疊濾波后，輸入給U34-3模數轉換芯片ADC，再輸入單片機處理，第一數字反饋調壓DCDC電路模塊的主要模擬電路部分由第一直流穩壓電源模塊提供36V/4.2A直流電源，通過電感L2和電容C96、C97、C98組合的低通無源LC濾波器穩壓輸入給U19的2pin，其中3管腳給使能控制端連接R1默認關閉，通過數字主控電路模塊的U34-5單片機MCU來控制電源芯片U19的輸出使能，D17為限壓保護二極管，R64和C104、C103連接U19的6pin，R66連接U19的4pin，為配置電源工作頻率參數，C99、C100、C101、C102為輸出電壓Vout濾波電容，在電感L3之后，之后并聯R65和R5電阻為大負載，提高第一數字反饋調壓DCDC電路模塊的輸出電壓穩定性，保證最低負載和穩定反饋環；

第一數字反饋調壓DCDC電路模塊和第二數字反饋調壓DCDC電路模塊的數字反饋調節電壓由模塊的單片機MCU和DAC輸出，經過低通濾波器和運放調理輸出電壓輸入給第一數字反饋調壓DCDC電路模塊和第二數字反饋調壓DCDC電路模塊，控制電壓分辨率3V范圍下達到0.046mV，精準控制輸出正負電壓調節對稱性和程控調節電壓變化；同時第一數字反饋調壓DCDC電路模塊和第二數字反饋調壓DCDC電路模塊的輸出電壓經過低通濾波器U34-1后經ADC芯片U34-3采集，采集電壓信號輸入給數字主控電路模塊，整體形成一個數字閉環調節電壓；第一數字反饋調壓DCDC電路模塊和第二數字反饋調壓DCDC電路模塊相同，組合電路的輸出調節電壓關系符合公式（1）：

（1）

其中是TPS54560內部基準電壓為0.8V，第一數字反饋調壓DCDC電路模塊3和第二數字反饋調壓DCDC電路模塊4的輸出電壓，是DAC輸出接入電阻和之間的電壓，和是輸出電壓的反饋采集分壓電阻，是DAC輸出接入和之間串聯電阻。

2.根據權利要求1所述的半球動壓馬達三相方波功率驅動裝置，其特征在于，所述裝置還包括PC通信電路模塊，所述PC通信電路模塊與所述數字主控電路模塊連接，所述數字主控電路模塊通過所述PC通信電路模塊與上位機通信連接。

3.根據權利要求1所述的半球動壓馬達三相方波功率驅動裝置，其特征在于，兩組直流穩壓電源模塊均采用波紋噪音低于80mVpp的36V/4.2A開關直流穩壓電源供給，兩組直流穩壓電源模塊與兩組數字反饋調壓DCDC電路模塊之間設置有LC功率濾波器，所述LC功率濾波器用于抑制紋波低于20mVpp。