[实用新型]一种用于多路无刷电机的舵机控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机控制领域，具体涉及一种用于多路无刷电机的舵机控制电路。

背景技术

在使用四路电舵机的场合，由于电舵机基于无刷电机控制，而无刷电机是用霍尔传感器代替老式电刷对转子换向控制，这就需要控制器接收无刷电机的霍尔传感器反馈的电机转子位置信号；在如图1所示的传统技术中，通常采用一个DSP芯片作为控制芯片，但是传统的DSP芯片的CAP单元只有两组六路采集，鉴于资源限制，只能采用DSP的四组12路I/0端口以1ms的定时终端速率进行信号采集，占用了DSP大量的资源，即便如此，由于霍尔信号的读取速率是1ms每次，采用上述方案也会使得电机在转速超过2000rpm/min时，霍尔信号采集失步，从而导致电机转向失败，舵机运行失控；因此，单独采用DSP芯片对四路电舵机进行控制，需要严格限制舵机的转速在2000rpm/min以下，而实际上无刷直流电机若采用高速轴承，理论转速可高达每分钟几十万转，因此，针对需要同时控制多路电机的场合，仅采用DSP进行控制无法达到控制要求。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有四路电舵机控制场合，采用一个DSP芯片作为控制芯片时，由于DSP性能限制导致受控电机转速超过2000rpm/min时会出现采集失步，电机转向失败，导致电机转速受限的问题，提供一种电机转速不受控制器性能限制的多路电机控制电路。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于多路无刷电机的舵机控制电路，所述多路无刷电机为四台受控电机，每台受控电机中设置有三个霍尔传感器；

包括，

DSP芯片，DSP芯片的受控信号输入端与上位机连接，用于接收控制信号；同时，DSP芯片的信号输入端与各个受控电机中的电位器连接，用于实时接收受控电机中电位器信号；所述DSP芯片还包括四路PWM波输出端和四路方向控制信号输出端；所述PWM波输出端、方向控制信号输出端均与CPLD控制芯片的控制信号输入端连接；

CPLD控制芯片，其还包括十二个信号输入端，该十二个信号输入端分别与四台受控电机中的十二个霍尔传感器连接；CPLD控制芯片还包括二十四个信号输出端，所述二十四个信号输出端分为四组，每组信号输出端输出6个PWM信号至驱动电路，用于控制一台受控电机。

进一步的，包括同时与DSP芯片、CPLD控制芯片以及驱动电路连接的二次电源电路，所述二次电源电路用于为DSP芯片、CPLD控制芯片以及驱动电路提供合适的电压。

进一步的，每台受控电机的驱动电路包括，三个驱动芯片以及一个三相全桥电路；

所述三相全桥电路的三个输出端分别与该受控三相电机的三个线圈连接；

三个驱动芯片分别为第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片，每个驱动芯片均与CPLD控制芯片的两路PWM控制波输出端连接，用于分别控制三相全桥电路中一个桥臂上的上下两个功率管。

进一步的，所述DSP芯片包括依次连接的AD转换模块、滤波模块，PID计算模块以及PWM波生成模块；

其中，所述AD转换模块与DSP芯片的信号输入端连接，用于将受控电机中的电位器信号转换为数字信号后传递至滤波模块进行FIR滤波，PID计算模块同时接收滤波模块传递的位置信号和上位传递的控制信号，并根据两者进行积分分离PID计算；所述PWM波生成模块根据PID计算模块的计算结果生成PWM波并输出；

所述PID计算模块同时根据计算结果生成换向控制信号并输出至CPLD芯片。

进一步的，所述CPLD控制芯片与驱动电路之间设置有光耦。

进一步的，所述DSP芯片和所述CPLD控制芯片之间设置光耦。

优选的，CPLD控制芯片采用EPM570T100I5N。

优选的，所述驱动芯片为半桥驱动器IR2108S。

优选的，所述功率管为IRF540NS。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的用于多路无刷电机的舵机控制电路通过在DSP芯片和驱动电路之间增加一CPLD控制芯片，让该CPLD控制芯片承担接收电机霍尔信号，并产生控制各个转子驱动电路的PWM波信号的智能，有效解决了现有四路电舵机控制场合，采用一个DSP芯片作为控制芯片时，由于DSP性能限制导致受控电机转速超过2000rpm/min时会出现采集失步，电机转向失败，导致电机转速受限的问题。

附图说明

图1为现有技术中多路电机控制电路结构框图。