[发明专利]一种伺服电机的驱动与控制电路

权利要求书

1.一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：所述电路包括控制器、分别与所述控制器连接的超级电容模组、电源、用于反馈电机电流及其位置信息的反馈元件和用于驱动电机的功率模块；所述超级电容模组并联所述电源和所述功率模块连接。

2.如权利要求1所述的一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：所述控制器读取所述电源和超级电容模组的状态信息并根据电路的使用需求和控制目标，设定电源和超级电容模组的工作状态。

3.如权利要求2所述的一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：所述根据电路的使用需求和控制目标计算电机需要的电流大小，并控制所述功率模块中功率器件的开关，从而控制功率模块输出交变电流，驱动电机达到指定的扭矩、转速或位置。

4.如权利要求1所述的一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：所述电源为直流稳压电源；所述反馈元件为用于反馈电机电流信息的电流传感器和用于反馈电机位置信息的位置传感器。

5.如权利要求4所述的一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：所述直流稳压电源为所述控制器控制的电压稳定、功率可控的DC/DC电源或AC/DC电源；所述直流稳压电源对超级电容模组的充电状态根据电路的需要通过所述控制器进行控制。

6.如权利要求5所述的一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：所述超级电容模组的放电状态由所述控制器根据电路的需要进行控制，同时为电机提供必要的无功功率，能抑制所述功率模块中功率器件开关导致的过压，同时在制动过程中吸收能量回馈。

7.如权利要求1所述的一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：所述功率模块包括三个并联的开关管支路；每个所述开关管支路包括两个串联的上管和下管；所述上管和下管均包括三极管和与所述三极管反向并联的二极管；在每个开关管支路的上管和下管间均与电机连接。

8.如权利要求1所述的一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：所述电路的短时高功耗工作模式为：所述控制器延长所述功率模块中功率器件的开通时间，输出100～1500安培的大电流驱动电机20～400千瓦的大功率工作，以满足高功耗需求；此时功率模块由直流稳压电源和超级电容模组同时供电，直流稳压电源电压保持恒定，超级电容模组大功率能量释放电压降低。

9.如权利要求8所述的一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：当一次短时高功耗工作后，所述电路进入稳态低功耗工作模式，所述直流稳压电源为功率模块供电以满足稳态低功耗需求，同时对超级电容模组进行恒压恒流充电；超级电容模组的充电功率和稳态低功耗时功率模块的输入功率之和小于直流稳压电源的最大输出功率，充电时间小于短时高功耗工作间隔；当超级电容模组电压达到直流稳压电源电压时，所述控制器控制直流稳压电源停止对其充电。

10.如权利要求4所述的一种伺服电机的驱动与控制电路，其特征在于：所述电机包括旋转电机或直线电机；所述位置传感器或光栅尺或光电编码器用于读取所述电机的角度位置或直线位置。