[发明专利]一种基于MCU和FPGA的8路无刷直流电机驱动电路

摘要

本发明公开了一种基于MCU和FPGA的8路无刷直流电机驱动电路，包括由CAN驱动电路、MCU模块、FPGA模块、8路无刷直流电机驱动电路；所述的CAN通信电路通过CAN总线接口与MCU模块的CAN总线接口相连，MCU模块通过FSMC总线接口与FPGA模块的普通IO口相连，FPGA模块通过普通IO口分别与八路无刷直流电机驱动电路的控制口相连；每一路无刷直流电机驱动电路结构完全相同；本发明可以满足改进后的纺织机械设备上多电机控制的要求，相比现有的单电机驱动电路，本驱动电路可实现8路无刷直流电机完全独立可控制，结构简单、工作稳定、成本低，维护使用方便。

主权项

一种基于MCU和FPGA的8路无刷直流电机驱动电路，包括CAN驱动电路、MCU模块、FPGA模块和8路无刷直流电机驱动电路；其特征在于：CAN通信电路通过CAN总线接口与MCU模块的CAN总线接口相连，MCU模块通过FSMC总线接口与FPGA模块的普通IO口相连，FPGA模块通过普通IO口分别与8路无刷直流电机驱动电路的控制口相连；每一路无刷直流电机驱动电路结构完全相同；所述的每一路无刷直流电机驱动电路，包括二十三个电阻、六个无极性电容、四个二极管、六个MOS管、一片集成驱动芯片U1和一个八针接插件P1；集成驱动芯片U1的VCC脚接系统电源+5V，VSS脚与第十二电阻R12的一端、第十三电阻R13的一端连接并接系统电源地GND，脚与第一电阻R1的一端连接，脚与第二电阻R2的一端连接，脚与第三电阻R3的一端连接，脚与第四电阻R4的一端连接，脚与第五电阻R5的一端连接，脚与第六电阻R6的一端连接，脚与第七电阻R7的一端、第十电阻R10的一端相连，脚与第八电阻R8的一端连接，SD脚与第九电阻R9的一端连接，ITRIP脚与第四二极管D4的负极连接，CAO脚与第十一电阻R11的一端、FPGA模块的一个普通IO口相连，CA‑脚与第十一电阻R11的另一端、第十二电阻R12的另一端连接，CA+脚与第十四电阻R14的一端、第十三电阻R13的另一端、集成驱动芯片U1的COM脚、第二MOS管Q2的源极、第四MOS管Q4的源极、第六MOS管Q6的源极连接，VB1脚与第一二极管D1的负极、第一无极性电容C1的一端连接，HO1脚与第十五电阻R15的一端连接，VS1与第一无极性电容C1的另一端、第一MOS管Q1的源极、第二MOS管Q2的漏极、八针接插件P1的1脚连接，VB2脚与第二二极管D2的负极、第二无极性电容C2的一端连接，HO2脚与第十六电阻R16的一端连接，VS2与第二无极性电容C2的另一端、第三MOS管Q3的源极、第四MOS管Q4的漏极、八针接插件P1的2脚连接，VB3脚与第三二极管D3的负极、第三无极性电容C3的一端连接，HO3脚与第十七电阻R17的一端连接，VS3与第三无极性电容C3的另一端、第五MOS管Q5的源极、第六MOS管Q6的漏极、八针接插件P1的3脚连接，LO1脚与第十八电阻R18的一端连接，LO2脚与第十九电阻R19的一端连接，LO3脚与第二十电阻R20的一端连接；第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端分别与FPGA模块的六个普通IO口连接；第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端、第九电阻R9的另一端分别与FPGA模块的三个普通IO口连接；第十四电阻R14的另一端与第四二极管D4的负极连接；第十电阻R10的另一端接系统电源+5V；第一二极管D1的正极与第二二极管D2的正极、第三二极管D3的正极连接并接系统电源+5V；第十五电阻R15的另一端与第一MOS管Q1的栅极连接；第十六电阻R16的另一端与第三MOS管Q3的栅极连接；第十七电阻R17的另一端与第五MOS管Q5的栅极连接；第十八电阻R18的另一端与第二MOS管Q2的栅极连接；第十九电阻R19的另一端与第四MOS管Q4的栅极连接；第二十电阻R20的另一端与第六MOS管Q6的栅极连接；第一MOS管Q1的漏极与第三MOS管Q3的漏极、第五MOS管Q5的漏极连接并接系统电源+24V；八针接插件P1的4脚与第二十一电阻R21的一端连接，5脚与第二十二电阻R22的一端连接，6脚与第二十三电阻R23的一端连接，7脚接系统电源+5V，8脚接系统电源地GND；第二十一电阻R21的另一端与第四无极性电容C4的一端、FPGA模块的一个普通IO连接；第二十二电阻R22的另一端与第五无极性电容C5的一端、FPGA模块的一个普通IO连接；第二十三电阻R23的另一端与第六无极性电容C6的一端、FPGA模块的一个普通IO连接；第四无极性电容C4的另一端与第五无极性电容C5的另一端、第六无极性电容C6的另一端连接并接系统电源地GND；所述的CAN驱动电路，包括四个无极性电容、一个电阻、一个DC/DC电源隔离模块U2、一片自带隔离的CAN收发器U3、一片CAN总线ESD保护二极管U4和一个四针接插件P2；DC/DC电源隔离模块U2的VIN脚与第七无极性电容C7的一端、第八无极性电容C8的一端连接并接系统电源+5V，GND脚与第七无极性电容C7的另一端、第八无极性电容C8的另一端连接并接系统电源地GND，+VO脚与第九无极性电容C9的一端、第十无极性电容C10的一端连接并作为隔离电源CAN_5V的输出端，OV脚与第九无极性电容C9的另一端、第十无极性电容C10的另一端连接并接隔离地CAN_GND；自带隔离的CAN收发器U3的电源输入端VCC1脚接系统电源+5V，电源输入端VCC2脚接隔离电源CAN_5V，电源地GND1脚接系统电源地GND，电源地GND2脚接隔离地CAN_GND，RXD脚接MCU模块的CAN_RX脚，TXD脚接MCU模块的CAN_TX脚,CANH脚与第二十四电阻R24的一端、四针插件P2的1脚和四针插件P2的3脚相连，CANL脚与第二十四电阻R24的另一端、四针插件P2的2脚和四针插件P2的4脚连接；CAN总线ESD保护二极管U4的公共端接隔离地CAN_GND，另外两端分别与自带隔离的CAN收发器U3的CANH脚和CANL脚连接。