[发明专利]一种直流电机伺服驱动器

权利要求书

1.一种直流电机伺服驱动器，其特征在于，包括运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元，且运动控制单元、供电及保护单元和伺服驱动单元通过内部总线依次连接，其中：

所述运动控制单元，用于规划电机的运动；

所述供电及保护单元，用于为整个伺服驱动器提供合适电源、转换电机控制信号以及采集电机限流和限位信号，为伺服驱动器提供限流、限位保护；

所述伺服驱动单元，用于对直流电机的直接驱动以及电枢电流和码盘信号的预处理。

2.如权利要求1所述的直流电机伺服驱动器，其特征在于，所述运动控制单元包括DSP芯片和FPGA芯片，二者通过内部总线相互连接；

所述FPGA芯片用于存储电机码盘运行参数。

3.如权利要求2所述的直流电机伺服驱动器，其特征在于，所述运动控制单元还包括：

与所述FPGA芯片连接的JTAG电路、PROM、FPGA芯片的电源模块和时钟电路；

与DSP芯片连接的JTAG电路、DSP的电源模块、时钟电路、RS485总线；

DSP芯片通过其内部A/D转换模块与内部总线连接、FPGA芯片通过其内部I/O模块与内部总线连接。

4.如权利要求2所述的直流电机伺服驱动器，其特征在于，所述供电及保护单元包括电源管理模块和CPLD芯片；其中，电源管理模块为CPLD芯片提供电源，同时为运动控制单元和伺服驱动单元提供电源。

5.如权利要求4所述的直流电机伺服驱动器，其特征在于，所述供电与保护单元还包括与CPLD芯片相连的时钟模块、电机选择模块、限流信号处理电路和限位信号处理电路；

CPLD芯片通过内部总线接收来自运动控制单元的电机PWM和方向信号，并通过内部逻辑将其转换成H桥驱动信号；

CPLD芯片通过所述限流信号处理电路和限位信号处理电路接收电机的限流/限位信号，控制电机的启停，实现对电机和机构的保护。

6.如权利要求5所述的直流电机伺服驱动器，其特征在于，所述伺服驱动单元包括电机驱动电路以与及电机驱动电路相连的码盘信号采集单元和电枢信号采集单元，其中：

电枢电流采集模块用于采集电枢电流；

码盘信号采集模块外接电机码盘输入信号，并进行差分处理以连接到内部总线。

7.如权利要求6所述的直流电机伺服驱动器，其特征在于，

所述电机驱动电路由H桥电路以及连接于H桥电路的电源模块、电机选择模块实现；

所述电机选择模块用于选择驱动多个直流电机中希望被驱动的直流电机；

所述电枢电流采集模块通过检测电阻与H桥桥臂直接连接，用于采集桥臂电流作为电枢电流。

8.如权利要求7所述的直流电机伺服驱动器，其特征在于，所述DSP芯片接收到运动控制指令后，进行内部轨迹规划和插补运算，并通过内部总线读取FPGA芯片内的电机码盘运行参数得到期望电机的期望位置与当前运行位置之间的差值，形成位置闭环，或通过读取电枢电流值并与期望的电枢电流值进行比较，形成电流闭环，从而得到各电机运行所需的速度和方向信号，经内部总线传输给供电及保护单元。

9.如权利要求8所述的直流电机伺服驱动器，其特征在于，所述CPLD芯片对接收到的电机速度和位置信号进行分解和逻辑计算，生成适合伺服驱动单元的脉冲宽度调制信号，并通过内部总线传给伺服驱动单元，同时接收来自伺服驱动单元的电机限流信号和机构限位信号，通过内部逻辑及时控制电机的启停，对电机进行保护。

10.如权利要求9所述的直流电机伺服驱动器，其特征在于，

所述伺服驱动单元通过内部总线接收来自供电及保护单元的脉冲宽度调制信号，控制电机的启停，实现不同的电机转速要求。