[发明专利]通用全数字直流电机伺服驱动器

权利要求书

1.一种通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于包括控制器模块和功率驱动模块；所述控制器模块包括微型控制器单元、可编程逻辑处理单元、人机接口单元和第一反馈信号接收单元；第一反馈信号接收单元包括差分信号转换电路和霍尔信号接口电路；功率驱动模块包括磁耦隔离放大单元和智能IPM功率驱动单元；可编程逻辑处理单元通过差分信号转换电路与有刷直流电机或无刷直流电机的编码器信号接口连接，通过霍尔信号接口电路与无刷直流电机的霍尔传感器连接；差分信号转换电路将电机编码器的A+、A-、B+、B-、Z+、Z-6路差分信号转换为A、B、Z三路脉冲信号；可编程逻辑处理单元接收A、B、Z三路脉冲信号并进行计数，通过霍尔信号接口电路捕捉来自无刷直流电机霍尔传感器接口的信号并进行换向处理；微型控制器单元通过人机接口单元接收来自上位机的控制指令，并根据控制指令和来自可编程逻辑处理单元的编码器计数值计算数字控制量，可编程逻辑处理单元读取微型控制器单元的数字控制量并比较产生PWM控制信号；智能IPM功率驱动单元具有U、V、W三个接线端子；可编程逻辑处理单元产生的PWM控制信号经过磁耦隔离放大单元输出，驱动智能IPM功率驱动单元上、下桥臂的开关信号，从而调节加在电机两端的电压大小，实现直流电机的闭环控制。

2.根据权利要求1所述的通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于所述人机接口单元包括串口扩展芯片、RS232接口电路和RS422接口电路；微型控制器单元与串口扩展芯片连接，串口扩展芯片通过RS232接口电路、RS422接口电路与上位机连接。

3.根据权利要求1所述的通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于所述控制器模块还包括液晶显示屏；液晶显示屏与微型控制器单元连接。

4.根据权利要求1所述的通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于所述控制器模块还包括编码器接口，微型控制器单元通过编码器接口与电机编码器计数电路连接，微型控制器单元根据接收的来自编码器计数电路的码值反馈信号和来自上位机的控制指令计算数字控制量。

5.根据权利要求1所述的通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于所述控制器模块还包括电流传感器单元和电流检测单元；电流传感器单元由两个电流转电压检测传感器LEM组成，两个电流转电压检测传感器LEM检测智能IPM功率驱动单元输出的两相电流信号并转换为电压信号，电流检测单元将两个电流转电压检测传感器LEM输出的电压信号转换为微型控制器单元AD模块可以采集的0~5V电压；微型控制器单元利用电流检测单元检测到的电流采样值、读取的编码器计数值和来自上位机的控制指令执行控制器算法并输出数字控制量到可编程逻辑处理单元。

6.根据权利要求1所述的通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于所述控制器模块还包括故障检测电路；智能IPM功率驱动单元通过故障检测电路将检测故障信号反馈到可编程逻辑处理单元，由可编程逻辑处理单元进行故障处理。

7.根据权利要求1所述的通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于所述功率驱动模块还包括电源输入单元；电源输入单元包括直流输入接口、单相交流输入接口、整流滤波电路，直流输入接口直流电压的正极性端接智能IPM功率驱动单元的P端，负极性端接智能IPM功率驱动单元的N端；单相交流输入接口通过整流滤波电路连接到智能IPM功率驱动单元。

8.根据权利要求1所述的通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于所述微型控制器单元为单片机芯片C8051F120；可编程逻辑处理单元采用CPLD芯片EPM570T100C5。

9.根据权利要求2所述的通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于所述串口扩展芯片采用TL16C752芯片。

10.根据权利要求2所述的通用全数字直流电机伺服驱动器，其特征在于智能IPM功率驱动单元采用智能PS21A79功率模块。