[发明专利]一种半球动压马达三相方波功率驱动装置

权利要求书

1.一种半球动压马达三相方波功率驱动装置，其特征在于，包括：两组直流稳压电源模块、两组数字反馈调压DCDC电路模块、数字主控电路模块、检测电路模块、三相方波功率驱动电路模块、输出保护控制及故障状态指示电路模块和三相方波参数显示及调节控制电路模块，两组直流稳压电源模块分别为第一直流稳压电源模块和第二直流稳压电源模块，两组数字反馈调压DCDC电路模块分别为第一数字反馈调压DCDC电路模块和第二数字反馈调压DCDC电路模块；所述第一直流稳压电源模块与第一数字反馈调压DCDC电路模块连接，所述第二直流稳压电源模块与所述第二数字反馈调压DCDC电路模块连接；

所述第一数字反馈调压DCDC电路模块和第二数字反馈调压DCDC电路模块均电性连接所述数字主控电路模块和三相方波功率驱动电路模块，所述数字主控电路模块分别与所述检测电路模块、输出保护控制及故障状态指示电路模块和三相方波参数显示及调节控制电路模块连接；所述检测电路模块用于检测所述三相方波功率驱动电路模块的线电压、相电流、频率、相位以及功率，所述三相方波功率驱动电路模块连接所述输出保护控制及故障状态指示电路模块；

所述数字主控电路模块采用STM32F103VET6单片机作为MCU，MCU通过U34-4数模转换芯片16bit的DAC输出调节电压，经过低通滤波器U34-2得到稳定直流电压，经过芯片U2运放OPA340驱动，串联电阻反馈到芯片U19的输出管脚5pin上，和通过分压获取U19串联L3电感输出的电源与反馈电压串联调节U19的反馈电压输入芯片TPS54560，同时通过R67和R11电阻对输出电压Vout进行分压，经过运放U3A和电容C106调理缓冲，通过D16肖特基二极管BAV99进行限压保护，由U3A调理完输入给低通滤波器U34-1抑制噪声和抗混叠滤波后，输入给U34-3模数转换芯片ADC，再输入单片机处理，第一数字反馈调压DCDC电路模块的主要模拟电路部分由第一直流稳压电源模块提供36V/4.2A直流电源，通过电感L2和电容C96、C97、C98组合的低通无源LC滤波器稳压输入给U19的2pin，其中3管脚给使能控制端连接R1默认关闭，通过数字主控电路模块的U34-5单片机MCU来控制电源芯片U19的输出使能，D17为限压保护二极管，R64和C104、C103连接U19的6pin，R66连接U19的4pin，为配置电源工作频率参数，C99、C100、C101、C102为输出电压Vout滤波电容，在电感L3之后，之后并联R65和R5电阻为大负载，提高第一数字反馈调压DCDC电路模块的输出电压稳定性，保证最低负载和稳定反馈环；

第一数字反馈调压DCDC电路模块和第二数字反馈调压DCDC电路模块的数字反馈调节电压由模块的单片机MCU和DAC输出，经过低通滤波器和运放调理输出电压输入给第一数字反馈调压DCDC电路模块和第二数字反馈调压DCDC电路模块，控制电压分辨率3V范围下达到0.046mV，精准控制输出正负电压调节对称性和程控调节电压变化；同时第一数字反馈调压DCDC电路模块和第二数字反馈调压DCDC电路模块的输出电压经过低通滤波器U34-1后经ADC芯片U34-3采集，采集电压信号输入给数字主控电路模块，整体形成一个数字闭环调节电压；第一数字反馈调压DCDC电路模块和第二数字反馈调压DCDC电路模块相同，组合电路的输出调节电压关系符合公式（1）：

（1）

其中是TPS54560内部基准电压为0.8V，第一数字反馈调压DCDC电路模块3和第二数字反馈调压DCDC电路模块4的输出电压，是DAC输出接入电阻和之间的电压，和是输出电压的反馈采集分压电阻，是DAC输出接入和之间串联电阻。

2.根据权利要求1所述的半球动压马达三相方波功率驱动装置，其特征在于，所述装置还包括PC通信电路模块，所述PC通信电路模块与所述数字主控电路模块连接，所述数字主控电路模块通过所述PC通信电路模块与上位机通信连接。

3.根据权利要求1所述的半球动压马达三相方波功率驱动装置，其特征在于，两组直流稳压电源模块均采用波纹噪音低于80mVpp的36V/4.2A开关直流稳压电源供给，两组直流稳压电源模块与两组数字反馈调压DCDC电路模块之间设置有LC功率滤波器，所述LC功率滤波器用于抑制纹波低于20mVpp。