[实用新型]一种基于MOSFET的直流电机控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于直流电机控制技术领域，涉及一种基于MOSFET的直流电机控制器。

背景技术

电机控制器本身是一种功率变换器件，自身需要消耗一定的电能，而自身消耗电功率越大，控制器的效率就会越低。控制器的功耗主要来自续流二极管，而这部分功耗却很难降低，且产生的续流功耗占了整个控制器功耗相当大的比例。

为了降低控制器的功耗以及在过载、堵转等情况下使其不易发生过热损坏，目前的办法主要就是靠选用大功率半导体器件或加大控制器散热面积来解决。但这样并没有真正的降低功耗，反而增加了控制器成本和体积重量。所以在一些对电机控制器的体积和重量有严格要求的场合，这种方法就更无能为力

现中国专利文献公开了一种直流电机控制器[专利号：ZL200920159788.5]，公开的直流点胶机控制器采用智能功率开关与死区、同步控制电路将大电流、高功率的MOSFET场效应管分组设计，以全桥的励磁绕组控制与半桥的电枢功率控制相结合的措施，功率控制可靠，该专利采用智能功率开关和大电流、高功率的MOSFET场效应管虽然解决了现有专利文献中输出功率不高的缺点，但是对于驱动控制系统中电机电枢电流的续流损耗问题没有考虑到位。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种基于MOSFET的直流电机控制器，该直流电机控制器采用MOSFET来进行逆向同步续流，不但能执行原开关管与二极管并联组合的全部功能，而且还能降低驱动控制系统中电机电枢电流的续流损耗。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种基于MOSFET的直流电机控制器，包括PWM驱动控制电路和由大功率可控开关管组成的H型双极式可逆电路，其输入端与电源连接，输出端连接于直流电机上，其特征在于，所述的可控开关管为MOSFET管，每个MOSFET管的漏极和源极之间连接有续流二极管，MOS管的栅极与所述的PWM驱动控制电路连接。

PWM驱动控制电路通过控制MOS管的栅极电压，来控制由大功率可控开关管组成的H型双极式可逆电路的导电通断，每个MOSFET管的漏极接有电源与源极接地形成闭环回路，即漏源极间加正电源，当PWM驱动控制电路没有给MOS管的栅极加电压时，即栅源极间电压为零，此时每个MOSFET管的漏极与源极之间无电流流过，MOSFET管截止；当PWM驱动控制电路给MOS管的栅极加电压，即栅源极间电压大于零，此时每个MOSFET管的漏极与源极导电，MOSFET管导通。PWM驱动控制电路通过控制H型双极式可逆电路中的MOSFET管通断，来控制输出端上连接的直流电机的运行。MOSFET漏源极之间有续流二极管，在MOSFET管从导通到截止的瞬间续流二极管与漏、源极逆向电流的同步续流同时进行续流，提高了直流电机控制器的续流效率。

在上述的基于MOSFET的直流电机控制器中，所述续流二极管的阳极与MOSFET管的源极连接，续流二极管的阴极与MOSFET管的漏极连接。保证续流二极管的续流通路和MOSFET管的漏、源极逆向电流的续流通路同向，从而实现同步续流。

在上述的基于MOSFET的直流电机控制器中，所述的MOSFET管有四个，分别为MOS管V1、MOS管V2、MOS管V3和MOS管V4，MOS管V1和MOS管V3的漏极共同连接于电源正极，MOS管V2和MOS管V4的源极共同连接于电源负极，MOS管V1的源极和MOS管V2的漏极连接并作为输出端A，MOS管V3的源极和MOS管V4的漏极连接并作为输出端B。直流电机连接于输出端A、B，通过MOS管V1与MOS管V4通路和MOS管V2与MOS管V3通路的通断切换给直流电机提供电源。

在上述的基于MOSFET的直流电机控制器中，所述的MOS管V1和MOS管V4为一组，MOS管V2和MOS管V3为一组，在一组导通时另外一组断开。由PWM驱动控制电路进行控制，MOS管V1和MOS管V4导通，MOS管V2与MOS管V3断开，则电流从电源流经MOS管V1供给直流电机，直流电机的输出端电流经MOS管V4形成闭环通路。

在上述的基于MOSFET的直流电机控制器中，所述的MOSFET管为N沟道增强型。N沟道增强型MOSFET管的栅极电压大于零时才存在导电沟道。

现有技术相比，本MOSFET的直流电机控制器具有以下优点：

1、本实用新型是利用MOSFET优良的双向沟道导电特性和处于第三象限的漏极、源极伏安特性，实现了二极管与漏、源极逆向电流的同步续流，达到了提高控制器续流效率的目的。