一种内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路，该电路包括主控电路、驱动电路、采样电路、编码器电路、电源电路、复位电路、下载电路以及通讯电路。该电路空间小、造价低、易于开发，且运行稳定。且运行稳定。且运行稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路


[0001]本技术涉及电机驱动
，具体涉及一种内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路。

技术介绍

[0002]目前电机控制方式主要分为：1、方波控制；2、正弦波控制；3、矢量控制。而矢量控制究其噪声小、效率高、脉振低等特点广泛应用于永磁同步电机驱动技术中，可通过邻边矢量合成技术驱动电机以任意角度进行选择。但现有的永磁同步电机驱动技术主要存在以下问题：1、采用分离式元件，造成占地空间大、开发成本高；2、驱动技术复杂，造成应用市场受限；3、驱动器功能繁多，造成现场调试不便。

技术实现思路

[0003]本
技术实现思路
的目的在于提供一种内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路，以减小电路空间、降低造价成本、简化开发难度、提高运行速率、增强系统抗扰性、扩展市场应用范围。
[0004]为实现上述目的，本技术提供了一种技术方案：一种内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路，包括主控电路、驱动电路、采样电路、编码器电路、电源电路、复位电路、下载电路以及通讯电路；
[0005]其中电源电路具有正3.3V和正12V供电端；
[0006]主控电路包括芯片U1，型号为STM32F302C8T6，U1的TIM三路PWM信号接口与驱动电路连接，U1的ADC接口与采样电路连接，U1的SPI通讯接口与编码器电路连接，U1的VBAT引脚和VDD引脚与电源电路的正3.3V供电端连接，U1的NRST引脚与复位电路连接，U1的SWDIO、SWCLK引脚与下载电路连接，U1的USART1_TX、USART1_RX引脚与通讯电路连接；
[0007]驱动电路的输出端与永磁同步电机连接。
[0008]按上述方案，驱动电路包括型号相同的栅极驱动芯片Q1、Q2、Q3，阻值相同的限流电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7，容值相同的升压电容C11、C12、C13，型号相同的N沟道集成芯片U2、U3、U4；
[0009]驱动电路包括相同的U相驱动电路、V相驱动电路以及W相驱动电路；在U相驱动电路中，Q1的VCC引脚连接至电源电路的正12V供电端；Q1的HIN和LIN#引脚构成非运算逻辑，且均连接至U1的PA8引脚；Q1的GND
[0010]引脚连接至地端；Q1的LO引脚经过R3后连接至U2的G2引脚；Q1的VS引脚分别连接至C11的低压侧和U2的S1引脚；Q1的HO引脚经过R2后连接至U2的G1引脚；Q1的VB引脚连接至C11的高压侧；U2的S1引脚与U2的D2引脚相连；U2的S2引脚连接至地端；U2的D1引脚连接至电源电路的正12V供电端；U2的D2引脚与采样电路相连；
[0011]V相驱动电路包括Q2、C12、R4、R5、U3；W相驱动电路包括Q3、C13、R6、R7、U4；V相驱动电路和W相驱动电路中各元件连接方式均与U相驱动电路相同。
[0012]按上述方案，Q1、Q2、Q3型号为EG3013，R2、R3、R4、R5、R6、R7阻值为22欧姆，C11、C12、C13容值为10微法，U2、U3、U4型号为WSP4882。
[0013]按上述方案，采样电路包括相同型号的运算放大器U5、U6、U7，阻值相同的采样电阻R8、R9、R10，阻值相同的分压电阻R11、R12，滤波电容C14、C15；
[0014]采样电路包括相同的U相采样电路、V相采样电路、W相采样电路以及分压电路；分压电路为由电源电路正3.3V供电端经过C14、C15后连接至R11的一端，R11的另一端连接至R12，并引出R11与R12相连接的中点作为1.65V电压信号的输出，R12的另一端连接至地端；
[0015]U5的OUT引脚连接至主控电路中U1的U相ADC检测引脚PA6；U5的GND引脚连接至地端；U5的IN+引脚连接至R8的一端；U5的IN
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引脚连接至永磁同步电机的U相接口；U5的REF引脚连接至分压电路的1.65V电压信号端；U5的VS引脚连接至电源电路正3.3V供电端；
[0016]V相采样电路包括U6、R9；W相采样电路包括U7、R10；V相驱动电路和W相驱动电路中各元件连接方式均与U相驱动电路相同。
[0017]按上述方案，U5、U6、U7型号为INA181A2IDBVT；R8、R9、R10阻值为0.01欧姆；R11、R12阻值为10千欧姆；C14容值为100纳法；C15容值为10微法。
[0018]按上述方案，编码器电路包括角度、位置线性传感器U10，阻值相同的限流电阻R20、R21，阻值相同的限流电阻R22、R23，上拉电阻R24，滤波电容C31，绝对式编码器接口CN1、CN3，增量式编码器接口CN2、CN4；
[0019]U10的IFC引脚与CN4的第一引脚相连；U10的SCK引脚经过R20后与CN3的第四引脚相连，U10的CSQ引脚经过R21后与CN3的第三引脚相连，U10的DATA引脚先经过R24上拉至电源电路的正3.3V后再分别经过R22连接至CN3的第六引脚和经过R23连接至CN3的第五引脚；U10的IFA引脚与CN4的第三引脚相连；电源电路正3.3V电压信号端经过C31后与U10的VDD引脚相连；U10的GND引脚连接至地端；U10的IFB引脚连接至CN4的第二引脚；
[0020]CN1的第一至第四引脚分别连接至主控电路中U1的PB15、PB14、PB13、PB12引脚；CN1的第五、第六引脚分别连接至地端和电源电路正3.3V供电端；CN2的第一至第三引脚分别连接至主控电路中U1的PA0、PA1、PA2引脚；CN2的第四和第五引脚分别连接至地端和电源电路正3.3V供电端；其中，U10型号为TLE5012B E1000；R20、R21阻值为100欧姆；R22、R23阻值为470欧姆，R24阻值为5.1千欧姆；C31容值为100纳法；CN1、CN3型号为1.25T
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6P
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WT；CN2、CN4型号为1.25T
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5P
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WT。
[0021]按上述方案，电源电路包括Buck电路、LDO电路以及去耦电路；
[0022]其中，Buck电路包括DC
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DC电源芯片U9，滤波电容C27、C28，容值相同的滤波电容C29、C16、C17，升压电容C18，限流电阻R14，分压电阻R15、R17，电感L2；
[0023]U9的BS引脚连接至C18的高压侧；U9的GND引脚连接至地端；U9的FB引脚连接至由R15和R17构成的分压电路的中点，其中R15的一端连接至地端，另一端连接至R17的一端，R17的另一端连接至正5V电压信号端；U9的EN引脚经过R14后连接至U9的IN引脚；电源电路的正12V供电端经过C29、C28、C27后连接至U9的IN引脚；U9的SW引脚分别连接至C18的低压侧和L2的一端，L2的另一端经过C16、C17后输出稳定的正5V电压信号；
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路，其特征在于：包括主控电路、驱动电路、采样电路、编码器电路、电源电路、复位电路、下载电路以及通讯电路；其中电源电路具有正3.3V和正12V供电端；主控电路包括芯片U1，型号为STM32F302C8T6，U1的TIM三路PWM信号接口与驱动电路连接，U1的ADC接口与采样电路连接，U1的SPI通讯接口与编码器电路连接，U1的VBAT引脚和VDD引脚与电源电路的正3.3V供电端连接，U1的NRST引脚与复位电路连接，U1的SWDIO、SWCLK引脚与下载电路连接，U1的USART1_TX、USART1_RX引脚与通讯电路连接；驱动电路的输出端与永磁同步电机连接。2.根据权利要求1所述的内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路，其特征在于：驱动电路包括型号相同的栅极驱动芯片Q1、Q2、Q3，阻值相同的限流电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7，容值相同的升压电容C11、C12、C13，型号相同的N沟道集成芯片U2、U3、U4；驱动电路包括相同的U相驱动电路、V相驱动电路以及W相驱动电路；在U相驱动电路中，Q1的VCC引脚连接至电源电路的正12V供电端；Q1的HIN和LIN#引脚构成非运算逻辑，且均连接至U1的PA8引脚；Q1的GND引脚连接至地端；Q1的LO引脚经过R3后连接至U2的G2引脚；Q1的VS引脚分别连接至C11的低压侧和U2的S1引脚；Q1的HO引脚经过R2后连接至U2的G1引脚；Q1的VB引脚连接至C11的高压侧；U2的S1引脚与U2的D2引脚相连；U2的S2引脚连接至地端；U2的D1引脚连接至电源电路的正12V供电端；U2的D2引脚与采样电路相连；V相驱动电路包括Q2、C12、R4、R5、U3；W相驱动电路包括Q3、C13、R6、R7、U4；V相驱动电路和W相驱动电路中各元件连接方式均与U相驱动电路相同。3.根据权利要求2所述的内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路，其特征在于：Q1、Q2、Q3型号为EG3013，R2、R3、R4、R5、R6、R7阻值为22欧姆，C11、C12、C13容值为10微法，U2、U3、U4型号为WSP4882。4.根据权利要求2所述的内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路，其特征在于：采样电路包括相同型号的运算放大器U5、U6、U7，阻值相同的采样电阻R8、R9、R10，阻值相同的分压电阻R11、R12，滤波电容C14、C15；采样电路包括相同的U相采样电路、V相采样电路、W相采样电路以及分压电路；分压电路为由电源电路正3.3V供电端经过C14、C15后连接至R11的一端，R11的另一端连接至R12，并引出R11与R12相连接的中点作为1.65V电压信号的输出，R12的另一端连接至地端；U5的OUT引脚连接至主控电路中U1的U相ADC检测引脚PA6；U5的GND引脚连接至地端；U5的IN+引脚连接至R8的一端；U5的IN
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引脚连接至永磁同步电机的U相接口；U5的REF引脚连接至分压电路的1.65V电压信号端；U5的VS引脚连接至电源电路正3.3V供电端；V相采样电路包括U6、R9；W相采样电路包括U7、R10；V相驱动电路和W相驱动电路中各元件连接方式均与U相驱动电路相同。5.根据权利要求4所述的内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路，其特征在于：U5、U6、U7型号为INA181A2IDBVT；R8、R9、R10阻值为0.01欧姆；R11、R12阻值为10千欧姆；C14容值为100纳法；C15容值为10微法。6.根据权利要求2所述的内置电流采样的一体化永磁同步电机驱动电路，其特征在于：编码器电路包括角度、位置线性传感器U10，阻值相同的限流电阻R20、R21，阻值相同的限流电阻R22、R23，上拉电阻R24，滤波电容C31，绝对式编码器接口CN1、CN3，增量式编码器接口
CN2、CN4；U10的IFC引脚与CN4的第一引脚相连；U10的SCK引脚经过R20后与CN3的第四引脚相连，U10的CSQ引脚经过R21后与CN3的第三引脚相连，U10的DATA引脚先经过R24上拉至电源电路的正3.3V后再分别经过R22连接至CN3的第六引脚和经过R23连接至CN3的第五引脚；U10的IFA引脚与CN4的第三引脚相连；电源电路正3.3V电压信号端经过C31后与U10的VDD引脚相连；U10的GND引脚连接至地端；U10的IFB引脚连接至CN4的第二引脚；CN1的第一至第四引脚分别连接至主控电路中U1的PB15、PB14、PB13、PB12引脚；CN1的第五、第六引脚分别连接至地端和电源电路正3.3V供电端；CN2的第一至第三引脚分别连接至主控电路中U1的PA0、PA1、PA2引脚；CN2的第四和第五引脚分别连接至地端和电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峻峰，刘健，宋雷鸣，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：新型
国别省市：