[实用新型]一种用光耦作为上桥驱动的直流电机控制器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种用光耦作为上桥驱动的直流电机控制器。

背景技术：

目前，直流无刷电机控制器一般带有微处理器MCU和包括IGBT开关的集成功率芯片IPM和霍尔传感器，如图1所示，霍尔传感器检测转子的角度位置信号并送到微处理器MCU，微处理器MCU输出PWM信号到集成功率芯片IPM，集成功率芯片IPM控制电机绕组的导通时间。目前这种微处理器MCU和集成功率芯片IPM的组合，外围电路复杂，导致成本增加，而且集成功率芯片IPM的功率范围不宽，影响应用的范围。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种用光耦作为上桥驱动的直流电机控制器，它采用光耦作为上桥驱动且采用分立元件的IGBT，路结构简单，制造成本低，功率较宽范围。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种用光耦作为上桥驱动的直流电机控制器，包括微处理器和逆变开关单元，逆变开关单元包括上桥功率开关和下桥功率开关，微处理器的输出端通过光耦驱动单元来驱动上桥功率开关。

上述所述的微处理器的输出端连接下桥功率开关的栅极。

上述所述的上桥功率开关的漏极与电源Vcc连接，上桥功率开关的源极与下桥功率开关漏极连接，下桥功率开关源极连接电阻后接地。

上述所述的光耦驱动单元包括光耦A1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1和电容C1，电源Vcc通过电阻链接到光耦A1的第1脚，光耦A1的第2脚连接微处理器1的输出端；上桥功率开关的源极与下桥功率开关漏极连接形成中间节点P；电阻R2、二极管D1和电容C1依次串联起来，电阻R2的自由端连接电源Vcc，电容C1的自由端连接中间节点P，光耦A1的第5脚通过电阻R5与中间节点P连接，光耦A1的第4脚通过电阻R4连接在二极管D1和电容C1之间，光耦A1的第3脚通过电阻R3连接上桥功率开关Q1的栅极。

上述微处理器还连接有霍尔传感器，所述的逆变开关单元包括3组上桥功率开关和下桥功率开关，每组上桥功率开关的源极与下桥功率开关漏极连接并引出分别与电机的三相绕组U、V、W连接。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：1)采用光耦作为上桥驱动且采用分立元件的IGBT开关，电路结构简单，制造成本低，功率较宽范围，应用范围广；2)微处理器的输出端连接下桥功率开关的栅极，简化电路结构，降低成本；3)所述的光耦驱动单元包括光耦A1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1和电容C1，利用电容C1的充电功能保证上桥功率开关的栅极和源极的电位差为15V，保证上桥功率开关的正常工作，提高可靠性。

附图说明：

图1是传统直流电机控制器的方框示意图；

图2是本实用新型的电路方框图；

图3是图2具体化的电路方框图；

图4是图3对应的电路图；

图5是本实用新型的光耦驱动单元对应的电路图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述：

如图2、图3、图4和图5所示，一种用光耦作为上桥驱动的直流电机控制器，包括微处理器和逆变开关单元，逆变开关单元包括上桥功率开关和下桥功率开关，微处理器的输出端通过光耦驱动单元来驱动上桥功率开关，微处理器的输出端连接下桥功率开关的栅极，上桥功率开关的漏极与电源Vdc连接，上桥功率开关的源极与下桥功率开关漏极连接，下桥功率开关源极连接电阻后接地，光耦驱动单元包括光耦A1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1和电容C1，电源Vcc通过电阻连接到光耦A1的第1脚，光耦A1的第2脚连接微处理器1的输出端；上桥功率开关的源极与下桥功率开关漏极连接形成中间节点P；电阻R2、二极管D1和电容C1依次串联起来，电阻R2的自由端连接电源Vcc，电容C1的自由端连接中间节点P，光耦A1的第5脚通过电阻R5与中间节点P连接，光耦A1的第4脚通过电阻R4连接在二极管D1和电容C1之间，光耦A1的第3脚通过电阻R3连接上桥功率开关Q1的栅极，微处理器还连接有霍尔传感器，所述的逆变开关单元包括3组上桥功率开关Q1、Q3、Q5和下桥功率开关Q2、Q4、Q6，每组上桥功率开关的源极与下桥功率开关漏极连接并引出分别与电机的三相绕组U、V、W连接，微处理器是单片机MCU。

本实用新型的原理是：如图5所示，电源Vcc通过电阻R2、二极管D1向电容C1充电，在电容C1两端产生15V的电位差，当微处理器的上桥输出信号UH为低电平，下桥输出信号UL为低电平时，光耦A1导通，光耦A1的第4脚与第3脚的电位一样，光耦A1的第4脚通过电阻R4连接在二极管D1和电容C1之间，使上桥功率开关Q1的栅极与源极的电位差正好是电容C1两端产生15V的电位差，上桥功率开关Q1导通，下桥功率开关Q2截止；随着上桥功率开关Q1导通，上桥功率开关的源极与下桥功率开关漏极连接形成中间节点P的电位不断上升到Vdc，电容C1的正极和负极电位也随之抬高，但在电容C1两端始终保持15V的电位差。当微处理器的上桥输出信号UH为高电平，下桥输出信号UL为高电平时，光耦A1截止，上桥功率开关Q1的截止，下桥功率开关Q2导通。