[发明专利]直流电机控制驱动模块

说明书

技术领域

本发明涉及直流电机控制驱动模块，属于直流电机控制驱动的电子技术 领域，特别适于海、陆、空各类空间小、对噪声和散热有特别要求的设备使 用。

背景技术

目前，现有技术是采用脉宽调制(PWM)技术驱动中、大功率型直流电机， 但存在的缺点在于：

1、产生的开关噪声较大，易对设备中其他弱小信号产生干扰，影响系统 性能；例如：易干扰光电设备的红外、电视成像系统。若PWM频率低于2KHZ， 产生声音噪声；PWM频率调高至十几千赫兹，虽消除了声音噪声，但电路里 开关尖峰是整个电气设备的主要干扰源，严重的情况下会导致系统无法正常 实现功能。

2、用于驱动直流电机的功率驱动元件不可避免地会产生附加热量。为了 让功率驱动元件在高温的环境下可靠工作，一般靠安装散热器来解决功率元 件的发热问题，但此项措施导致电机驱动电路的使用空间较大，无法满足在 有限的狭小空间使用，限制了其适用性；

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的缺点，提供一种无散热、无干扰无 噪音，成本低廉、占用空间小、动态响应快、性能稳定、安全可靠、能满足 光电设备稳定跟踪使用要求的直流电机控制驱动模块。

本发明的技术方案是：一种直流电机控制驱动模块，包括一个用于抑制 桥式驱动电路内功率驱动器件的峰值功率、并且控制功率驱动器件噪声和发 热的尖峰抑制与吸收电路；

一个用于光电设备稳定跟踪伺服系统直流电机的驱动、缩短直流电机的 动态反应时间、由脉宽调制信号发生电路、前端驱动控制电路和桥式驱动电 路搭建成的双极性电机驱动主电路；

一个用于将直流电机的电流值实时采样并隔离线性输出、和外部运动控 制模块一起实现数字化电流闭环调整并从电路上实现直流电机过流保护的 电流实时采样电路、线性隔离电路、过流保护电路；

一个用于实现电气隔离、抑制驱动模块的干扰、实现无干扰无噪音控制 驱动的控制信号隔离电路、线性隔离电路、电压转换电路；

所述桥式驱动电路的输出端与直流电机联接。

尖峰抑制与吸收电路用于实现直流电机的无散热驱动；控制信号隔离电 路、线性隔离电路、电压转换电路、脉宽调制信号发生器用于实现直流电机 的无干扰无噪音驱动。

在上述技术方案的基础上进一步的技术方案是：

所述的直流电机控制驱动模块，其桥式驱动电路输入端与前端驱动控制 电路、尖峰抑制与吸收电路及电压转换电路联接。

所述的直流电机控制驱动模块，其前端驱动控制电路具有一个用于防止 出现上下管同臂导通的延时导通功能的，采用贴片式超快恢复二极管作为前 端驱动控制电路内半桥驱动电路的V_cc与V_B间的二极管，同时，自举电容选用 高稳定、低串联电感、高频率特性的电容。

所述的直流电机控制驱动模块，其桥式驱动电路输出端联接有两个回路， 每个回路分别按顺序联接，第一个回路是：电流实时采样电路、过流保护电 路、前端驱动控制电路，最后接桥式驱动电路输入端，实现直流电机的过流 保护功能；第二个回路是：电流实时采样电路、线性隔离电路、外部运动控 制模块、控制信号隔离电路、脉宽调制信号发生电路、前端驱动控制电路， 最后接桥式驱动电路输入端；所述线性隔离电路是用于实时采样电机电枢电 流、并线性隔离输出给外部运动控制模块；所述的外部运动控制模块是用于 根据采样的电流值做电流闭环调整环，将调整后的信号输出给控制信号隔离 电路。

所述的控制直流电机驱动模块，其桥式驱动电路由表贴TO-220AB封装的 功率驱动器件为MOSFET管组成桥式驱动电路，与脉宽调制信号发生电路、 前端驱动控制电路构成双极性电机驱动主电路。

所述的直流电机控制驱动模块，其尖峰抑制与吸收电路包括电阻、充放 电电容、二极管，设置在桥式驱动电路的四个MOSFET管的源极和漏极近处， 抑制功率驱动器件的峰值功率。

所述的直流电机控制驱动模块，其前端驱动控制电路是驱动低压侧和高 压侧四个MOSFET管的驱动器，包括低端功率晶体管驱动器、高端功率晶体 管驱动器、电平转换器、输入逻辑电路、延时导通电路。