[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

本發明公開了一種半球動壓馬達三相方波功率驅動裝置，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、數字主控電路模塊以及與數字主控模塊連接的檢測電路模塊、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，三相方波功率驅動電路模塊連接輸出保護控制及故障狀態指示電路模塊，兩組直流穩壓電源模塊與兩組數字反饋調壓DCDC電路模塊分別連接，兩組數字反饋調壓DCDC電路模塊均電性連接數字主控電路模塊和三相方波功率驅動電路模塊。本發明具有頻率穩定度高、精度高，頻率大小靈活調節，三相驅動電壓精準、靈活控制、傳輸信號波形質量完整，邊沿時間靈活調節等優點。

技術領域

本發明涉及功率驅動裝置技術領域，特別是涉及一種半球動壓馬達三相方波功率驅動裝置。

背景技術

半球動壓馬達(屬氣浮馬達)是慣性裝備的核心部件，為慣性裝備提供可靠穩定的姿態慣量和加速度大小參量，其性能的精準與穩定度直接決定慣性裝備的精準度和可靠性。而對于半球動壓馬達的精準和穩定，驅動成為重要解決技術之一。

現有技術中，張明祥采用D觸發器組成分頻器，采用分立元器件構成方波電源(1998)，其設計頻率單一、穩定度差，噪聲較大；李忠波采用NE555作為振蕩器，輸入CD4040、CD4512和邏輯開關組成的可編程分頻器，結合D觸發器74LS74環形計數器和功率運放完成，電壓14V，電流1A，頻率穩定度僅2×10-3，電壓穩定度1％，應用于微電機(2002)，缺點就是電壓電流太小，電壓頻率穩定度太低；湯平華等以FPGA芯片為主控，采用IRF460的MOSFET為三相逆變驅動，增加一個功率開關、一個電感、兩個電容和一個二極管組成輔助網絡，減小開關損耗、減小EMI噪聲，輸出功率達到750W以上，頻率25KHz，應用于無刷電機驅動(2007)，不足之處就是電壓不可精準調節；孫躍東采用6MHz晶振經過分頻數字電路，分頻為2.4KHz，經過CD4017十進制計數譯碼器和三個或門組成三相合成電路輸出400Hz三相方波，增加電源功率放大輸出異常警報電路(2008)，缺點頻率單一，不靈活。許鵬宇采用DSP作為主控產生三相信號，用光耦隔離數字信號，結合集成芯片PS21267驅動三相信號，相位120，頻率1KHz，精度無描述，驅動電流11.6A以內，電壓400V以內，應用于動壓馬達(2011)，缺點就是方波邊沿時間處于us級別，邊沿太慢，效率較低，傳輸噪聲太大。杭州可靠性儀器廠(2012)采用數字芯片CD4040分頻，結合半成品晶體分立元件實現三相驅動和波形產生，優點體積小，缺點功率有限制，且波形容易隨著電流增加畸變，輸出功率穩定性不足。張彬娜采用NE555和CD4017組合三相電路，結合功率晶體管組合推挽功率電路，產生36V/400Hz三相信號驅動陀螺儀(2015)，缺點頻率單一且不穩定。中國兵器工業集團第二一四研究所蘇州研發中心(2015)采用CD4060分頻，門控芯片IR2130和MOS管實現三相方波驅動，優點效率有所提高，缺點頻率不可變。南京淳泰控制設備有限公司2018年采用FPGA為主控，利用內核DDS產生三相方波信號，結合線性功率放大器驅動，缺點就是效率太低，發熱量太大，體積大。

綜上所述，現有產品各有優點和不足，目前還缺少一種集成頻率穩定度高、精度高，頻率大小靈活調節，三相驅動電壓精準、靈活控制、驅動效率高，傳輸信號波形質量完整，邊沿時間靈活調節等優點一體的產品。

發明內容

本發明的目的是提供一種半球動壓馬達三相方波功率驅動裝置，能夠實現三相方波頻率信號精準控制和高精高穩輸出以及功率高效率驅動和波形邊沿靈活控制，同時確保三相方波長距離傳輸信號的完整性和線電壓的靈活調節、對稱性和高穩定性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：