[发明专利]一种半球动压马达三相方波功率驱动装置

说明书

本发明公开了一种半球动压马达三相方波功率驱动装置，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、数字主控电路模块以及与数字主控模块连接的检测电路模块、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，三相方波功率驱动电路模块连接输出保护控制及故障状态指示电路模块，两组直流稳压电源模块与两组数字反馈调压DCDC电路模块分别连接，两组数字反馈调压DCDC电路模块均电性连接数字主控电路模块和三相方波功率驱动电路模块。本发明具有频率稳定度高、精度高，频率大小灵活调节，三相驱动电压精准、灵活控制、传输信号波形质量完整，边沿时间灵活调节等优点。

技术领域

本发明涉及功率驱动装置技术领域，特别是涉及一种半球动压马达三相方波功率驱动装置。

背景技术

半球动压马达(属气浮马达)是惯性装备的核心部件，为惯性装备提供可靠稳定的姿态惯量和加速度大小参量，其性能的精准与稳定度直接决定惯性装备的精准度和可靠性。而对于半球动压马达的精准和稳定，驱动成为重要解决技术之一。

现有技术中，张明祥采用D触发器组成分频器，采用分立元器件构成方波电源(1998)，其设计频率单一、稳定度差，噪声较大；李忠波采用NE555作为振荡器，输入CD4040、CD4512和逻辑开关组成的可编程分频器，结合D触发器74LS74环形计数器和功率运放完成，电压14V，电流1A，频率稳定度仅2×10-3，电压稳定度1％，应用于微电机(2002)，缺点就是电压电流太小，电压频率稳定度太低；汤平华等以FPGA芯片为主控，采用IRF460的MOSFET为三相逆变驱动，增加一个功率开关、一个电感、两个电容和一个二极管组成辅助网络，减小开关损耗、减小EMI噪声，输出功率达到750W以上，频率25KHz，应用于无刷电机驱动(2007)，不足之处就是电压不可精准调节；孙跃东采用6MHz晶振经过分频数字电路，分频为2.4KHz，经过CD4017十进制计数译码器和三个或门组成三相合成电路输出400Hz三相方波，增加电源功率放大输出异常警报电路(2008)，缺点频率单一，不灵活。许鹏宇采用DSP作为主控产生三相信号，用光耦隔离数字信号，结合集成芯片PS21267驱动三相信号，相位120，频率1KHz，精度无描述，驱动电流11.6A以内，电压400V以内，应用于动压马达(2011)，缺点就是方波边沿时间处于us级别，边沿太慢，效率较低，传输噪声太大。杭州可靠性仪器厂(2012)采用数字芯片CD4040分频，结合半成品晶体分立元件实现三相驱动和波形产生，优点体积小，缺点功率有限制，且波形容易随着电流增加畸变，输出功率稳定性不足。张彬娜采用NE555和CD4017组合三相电路，结合功率晶体管组合推挽功率电路，产生36V/400Hz三相信号驱动陀螺仪(2015)，缺点频率单一且不稳定。中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心(2015)采用CD4060分频，门控芯片IR2130和MOS管实现三相方波驱动，优点效率有所提高，缺点频率不可变。南京淳泰控制设备有限公司2018年采用FPGA为主控，利用内核DDS产生三相方波信号，结合线性功率放大器驱动，缺点就是效率太低，发热量太大，体积大。

综上所述，现有产品各有优点和不足，目前还缺少一种集成频率稳定度高、精度高，频率大小灵活调节，三相驱动电压精准、灵活控制、驱动效率高，传输信号波形质量完整，边沿时间灵活调节等优点一体的产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种半球动压马达三相方波功率驱动装置，能够实现三相方波频率信号精准控制和高精高稳输出以及功率高效率驱动和波形边沿灵活控制，同时确保三相方波长距离传输信号的完整性和线电压的灵活调节、对称性和高稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：