本发明专利技术实施例公开了一种能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路，所述驱动电路包括：信号控制模块；正向电流输出模块，正向电流输出模块与负载线圈电连接，并在信号控制模块的导通信号下为所述负载线圈提供正向电流；负向电流输出模块，负向电流输出模块与负载线圈电连接，并在信号控制模块的导通信号下为所述负载线圈提供负向电流；所述正向电流输出模块、所述负向电流输出模块和所述负载线圈构成桥路结构以使输出至所述负载线圈的电流能够换向；电源模块，电源模块分别与正向电流输出模块和负向电流输出模块电连接。能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路，以产生脉宽精准可调的正反脉冲电压信号，从而提高平衡执行器的控制精度，缩短平衡调节时间。缩短平衡调节时间。缩短平衡调节时间。
【技术实现步骤摘要】
一种能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路
[0001]本专利技术涉及电路
，具体涉及一种能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路。
技术介绍
[0002]随着工业智能制造升级，具备状态监测、振动控制以及健康状态自维护等功能的智能装备将成为高端装备未来的发展方向。而转子系统不平衡振动是上述设备振动超标的主要原因，即使出厂前已做精密动平衡，转子系统在运行过程中也会产生新的不平衡量，逐步破坏其平衡状态，影响设备运行的安全性和可靠性。因此，面向上述领域转子系统的不平衡振动实时抑制需求，研究可在设备运行过程中实时形成补偿质量的在线自动平衡系统具有重要意义。以电磁自动平衡系统为代表的自动平衡技术能够在高端装备不停机的状态下实时调整转子质量分布实现不平衡振动抑制，而驱动电路是自动平衡系统的重要组成部分。
[0003]电磁式平衡执行器作为自动平衡系统的核心部件，需要驱动电路给执行器内部电感线圈提供电压和脉宽合适的正反交替电流实现配重盘按照控制策略精准移动。以高档机床和航空发动机为代表的高端装备在高速运转时，即使很小的不平衡量也能产生较大的不平衡振动，不仅影响工件加工质量，甚至会导致设备损毁，因此要求自动平衡执行器不仅能完成在线动平衡，更要求快速实现振动抑制，平衡速度非常重要。平衡能力、平衡速度和平衡精度是衡量电磁式自动平衡系统的主要性能指标，其中，平衡能力和平衡精度主要由平衡执行器结构设计决定，而平衡速度由平衡执行器、驱动电路和控制算法共同影响，驱动电路在自动平衡过程中通过影响执行器内配重盘单步动作时间，进而影响平衡速度。且输入电感线圈的电压较大时，在电压脉冲结束瞬间会产生远大于输入电压的感应电动势，容易击穿驱动电路中关键控制元件，影响驱动电路的安全性和可靠性。
[0004]在一些已有技术中，提供了一种在线磁平衡头励磁线圈的驱动装置，该驱动装置由调压电路和调流电路两部分组成。调压电路由比较电路、MOSFET驱动电路、MOSFET及滤波电路组成。调压电路基于以上模块可将控制器输出的电压信号转变成与其波形相似的功率信号。调流电路通过控制H桥电路对桥的开通和关断，可将调压电路输出的功率信号的电流方向交错改变，满足动平衡头负载线圈工作的需要。但是，该种现有技术在一个脉冲宽度内采用随时间变化的电压，增加了驱动电路的复杂程度和控制难度，且由于实际电路的响应存在延迟和干扰，难以得到理想的电压波形。
[0005]在另一些已有技术中，提供了一种基于PC/104总线的电磁式自动平衡执行器驱动装置。该装置采用PC/104总线工控机和固态继电器实现脉冲输出，但固态继电器控制精度低、响应速度慢、抗干扰能力差、体积大，在高输出电压下工作必须加装散热器且容易被反向电动势击穿，非常不利于驱动电路的集成和优化。
[0006]可见，现有的电磁式平衡执行器在实现配重盘作动控制时，采用正反交替的驱动电流，但驱动电压较低，正向、反向电流切换时存在较长的断电时间，不仅影响平衡执行器
结构设计，还在一定程度增加了电磁式执行器单步动作时间；一些复合式驱动电路具有较大控制难度，难以输出稳定理想的电压波形，不利于电磁式平衡执行器精准控制；电磁式平衡执行器所需驱动功率较大，驱动电路难以提供所需高额瞬间驱动功率。
[0007]因此，提供一种能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路，以产生脉宽精准可调的正反脉冲电压信号，从而提高平衡执行器的控制精度，缩短平衡调节时间，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0008]为此，本专利技术实施例提供一种能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路，以产生脉宽精准可调的正反脉冲电压信号，从而提高平衡执行器的控制精度，缩短平衡调节时间。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路，所述驱动电路包括：信号控制模块；正向电流输出模块，所述正向电流输出模块与负载线圈电连接，并在所述信号控制模块的导通信号下为所述负载线圈提供正向电流；负向电流输出模块，所述负向电流输出模块与负载线圈电连接，并在所述信号控制模块的导通信号下为所述负载线圈提供负向电流；所述正向电流输出模块、所述负向电流输出模块和所述负载线圈构成桥路结构以使输出至所述负载线圈的电流能够换向；电源模块，所述电源模块分别与所述正向电流输出模块和所述负向电流输出模块电连接。
[0010]在一些实施例中，所述正向电流输出模块为正向电流输出电路，所述正向电流输出电路包括：第一固态继电器，所述第一固态继电器的输入控制端与所述信号控制模块相连接，所述第一固态继电器的输入端与所述电源模块的正极相连接，所述第一固态继电器的输出端通过第一二极管与所述负载线圈电连接；第四固态继电器，所述第四固态继电器的输入控制端与所述信号控制模块相连接，所述第四固态继电器与所述第一固态继电器串联设置，所述第四固态继电器的输出端通过第四二极管与所述电源模块的负极相连通；第一保护电阻，所述第一保护电阻与所述第一固态继电器并联；第四保护电阻，所述第四保护电阻与所述第四固态继电器并联。
[0011]在一些实施例中，所述正向电流输出电路还包括：第一计时器，所述第一、四固态继电器通过所述第一计时器与所述电源模块电连接。
[0012]在一些实施例中，所述负向电流输出模块为负向电流输出电路，所述负向电流输出电路包括：第二固态继电器，所述第二固态继电器的输入控制端与所述信号控制模块相连接，所述第二固态继电器的输入端与所述电源模块的正极相连接，所述第二固态继电器的输出端通过第二二极管与所述负载线圈电连接；第三固态继电器，所述第三固态继电器的输入控制端与所述信号控制模块相连
接，所述第三固态继电器与所述第二固态继电器串联设置，所述第三固态继电器的输出端通过第三二极管与所述电源模块的负极相连通；第二保护电阻，所述第二保护电阻与所述第二固态继电器并联；第三保护电阻，所述第三保护电阻与所述第三固态继电器并联。
[0013]在一些实施例中，所述负向电流输出电路还包括：第二计时器，所述第二、三固态继电器通过所述第二计时器与所述电源模块电连接。
[0014]在一些实施例中，所述电源模块为直流电源，所述直流电源通过切换开关与所述正向电流输出电路和所述负向电流输出电路电连接。
[0015]在一些实施例中，所述电源模块包括集成于驱动芯片中的驱动电源。
[0016]在一些实施例中，所述电源模块还包括辅助电源模块，所述辅助电源模块用于为信号控制模块和电桥输出模块提供辅助电源。
[0017]在一些实施例中，所述信号控制模块的驱动器的输出端通过栅极电阻R4与绝缘栅双极型晶体管的栅极相连；所述驱动器的参考端通过栅极电阻R6与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极相连；所述驱动器的检测端通过高压隔离二极管与绝缘栅双极型晶体管的集电极相连。
[0018]在一些实施例中，所述桥路结构包括桥路输入端口X1、X4接主供电电源输出，IGBT栅极V_G1、V_G2、V_G3、V_G4和IGBT发射极V_E1、V_E2、V_E3、V_E4接信号控本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括：信号控制模块；正向电流输出模块，所述正向电流输出模块与负载线圈电连接，并在所述信号控制模块的导通信号下为所述负载线圈提供正向电流；负向电流输出模块，所述负向电流输出模块与负载线圈电连接，并在所述信号控制模块的导通信号下为所述负载线圈提供负向电流；所述正向电流输出模块、所述负向电流输出模块和所述负载线圈构成桥路结构以使输出至所述负载线圈的电流能够换向；电源模块，所述电源模块分别与所述正向电流输出模块和所述负向电流输出模块电连接。2.根据权利要求1所述的能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路，其特征在于，所述正向电流输出模块为正向电流输出电路，所述正向电流输出电路包括：第一固态继电器，所述第一固态继电器的输入控制端与所述信号控制模块相连接，所述第一固态继电器的输入端与所述电源模块的正极相连接，所述第一固态继电器的输出端通过第一二极管与所述负载线圈电连接；第四固态继电器，所述第四固态继电器的输入控制端与所述信号控制模块相连接，所述第四固态继电器与所述第一固态继电器串联设置，所述第四固态继电器的输出端通过第四二极管与所述电源模块的负极相连通；第一保护电阻，所述第一保护电阻与所述第一固态继电器并联；第四保护电阻，所述第四保护电阻与所述第四固态继电器并联。3.根据权利要求2所述的能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路，其特征在于，所述正向电流输出电路还包括：第一计时器，所述第一固态继电器和所述第四固态继电器通过所述第一计时器与所述电源模块电连接。4.根据权利要求3所述的能够产生正反交替脉冲电压的驱动电路，其特征在于，所述负向电流输出模块为负向电流输出电路，所述负向电流输出电路包括：第二固态继电器，所述第二固态继电器的输入控制端与所述信号控制模块相连接，所述第二固态继电器的输入端与所述电源模块的正极相连接，所述第二固态继电器的输出端通过第二二极管与所述负载线圈电连接；第三固态继电器...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘鑫，许聪聪，彭瑞轩，高金吉，江志农，吴海琦，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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