[实用新型]永磁同步电机DSP光耦驱动电路

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种新型的永磁同步电机IGBT驱动电路，尤其是在工业缝纫机的伺服控制系统应用。

背景技术

现有的工业缝纫机伺服控制系统永磁同步电机驱动电路均是采用DSP(数字信号处理器)经过高速光耦、驱动IC（集成电路）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）来驱动电机或者DSP经过高速光耦、IPM（智能功率模块）来驱动电机的形式。DSP产生的高速PWM（脉冲宽度调制）信号通过高速光耦输入驱动IC，驱动IC根据PWM信号的逻辑关系输出驱动信号驱动IGBT工作使电机转动；或者DSP产生的高速PWM信号通过高速光耦输入到带有驱动模块的IPM使电机转动。以上两种的驱动方式输出部份都需要有稳定的+5V和+15V的电压，对电源的要求比较高，而且外围电路复杂，产品成本过高。更重要的是，驱动IC门极驱动电流比较小，对某种IGBT的驱动可能会存在驱动电流不足，使IGBT及驱动IC击穿，造成炸板，因此IGBT的适用范围不广，故障率偏高。

发明内容

为了克服现有的驱动电路存在的电路复杂、IGBT的适用范围不广、故障率及成本偏高等不足，本实用新型提供一种永磁同步电机DSP光耦驱动电路，该驱动电路结构简单、IGBT和电源的适用范围广，而且故障率和成本低。

 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：永磁同步电机DSP光耦驱动电路，包括采用DSP经过高速光耦、驱动IC、IGBT来驱动电机，其特征在于：所述DSP输出PWM信号引脚通过限流电阻与高速驱动光耦输入引脚连接,高速驱动光耦输出引脚通过门极驱动电阻直接与IGBT栅板相连，驱动上桥臂输出部份增加自举电容，为上桥臂IGBT驱动的悬浮电源存储能量，光耦输出部份用一组+10V—+20V电压，PWM信号通过高速驱动光耦直接输出驱动信号驱动IGBT工作使电机转动。

本实用新型的有益效果是：由于高速驱动光耦输出驱动电流可达到2.5A，驱动电流很大，对IGBT不会出现驱动电流不足的问题，安全可靠，可以有效地降低驱动电路的故障率，扩大产品对电源及IGBT的适用范围，同时又能降低产品成本。驱动电路仅采用高速驱动光耦，电路结构简单。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是图1中一个半桥的驱动电路原理图。

图3是本实用新型的永磁同步电机光耦驱动的原理框图。

图中：U1为DSP ，U2和U3为高速驱动光耦，Q1为下桥臂IGBT，Q2为上桥臂IGBT ，M为永磁同步电机，C2为自举电容，D1为二极管，R1和R2为限流电阻,R7和R8为驱动电阻。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型驱动电路进一步说明。

图1为完整的永磁同步电机的驱动电路原理图，由3个半桥驱动电路组成,这3个半桥的驱动电路原理完全相同。

    图2为其中一个半桥的驱动电路原理图。

在图2中，DSP（U1）通过限流电阻（R1、R2）与高速驱动光耦（U2、U3）输入端连接，高速驱动光耦（U2、U3）输出端通过驱动电阻（R7、R8）与IGBT（Q1、Q2）栅板连接，永磁同步电机（M）与IGBT（Q1、Q2）组成的一个半桥驱动电路连接。

在图1中，正常工作时，DSP（U1）输出6路脉冲信号，驱动下桥臂的信号经高速驱动光耦（U3、U5、U7）隔离放大后，控制IGBT（Q1、Q3、Q5）。驱动上桥臂的信号经过高速驱动光耦（U2、U4、U6）隔离放大后再经过自举电路进行电位变换，变为3路电位悬浮的驱动脉冲，控制IGBT（Q2、Q4、Q6）。

在图2中，自举电容（C2），为上桥臂IGBT的悬浮电源存储能量，二极管（D1）的作用防止上桥臂IGBT导通时的直流母线电压加到高速驱动光耦（U2）电源上而使器件损坏。驱动电阻（R7、R8）是IGBT（Q2、Q1）的门极驱动电阻。