[发明专利]一种流体回路循环泵驱动器

说明书

本发明公开了一种流体回路循环泵驱动器，涉及航天工程领域。该驱动器适用于驱动流体回路循环泵电机，包括：依次连接的数模转换模块、模拟控制模块和驱动模块，驱动模块与循环泵电机连接，其中，数模转换模块用于获取控制循环泵电机转速的数字控制信号，并将数字控制信号转换为模拟控制信号，模拟控制模块用于对模拟控制信号进行脉冲宽度调制，生成驱动信号，驱动模块用于对驱动信号进行功率放大，并发送给循环泵电机。本发明提供的驱动器，不包含高成本的对空间环境免疫的微处理器，驱动器内部采用纯模拟电路控制方式，调速范围宽且转速稳定性高，对外数字控制接口电路简单抗干扰能力强，满足电磁兼容要求。

技术领域

本发明涉及航天工程领域，尤其涉及一种流体回路循环泵驱动器。

背景技术

在空间站工程项目中，流体回路通过系统内部的循环泵运转，并通过调节阀的调整给各实验柜及设备分配用于温控的工质流量，使各实验柜及设备的温度维持在允许范围内，保证了空间应用载荷的正常运行和功能实现。而循环泵驱动器是流体回路的核心动力部件，因此，循环泵驱动器的可靠性对流体回路的可靠性，甚至整个空间应用系统的可靠性具有直接的影响。

而现有的地面用电机驱动器无法直接在空间环境中应用，业内针对航天产品设计的驱动器通常是固定转速或者是转速分档调节，对空间应用系统缺少扩展性；能够连续调节转速的驱动器一般都基于微处理器(DSP或者FPGA)进行设计，而选择对空间环境不敏感的微处理器成本都很高，芯片面积及外围电路都会使得驱动器无法减小体积实现小型化；另外通常驱动器的接口都是模拟量控制易受干扰，不能满足航天应用的高可靠性要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种在空间环境下可用的体积小高可靠性循环泵驱动器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种流体回路循环泵驱动器，用于驱动循环泵电机，包括：

依次连接的数模转换模块、模拟控制模块和驱动模块；所述驱动模块与所述循环泵电机连接；所述模拟控制模块包括：电机控制芯片、霍尔接口电路、电流采样电路、误差校正调节电路和转速软启动电路，所述电机控制芯片分别与所述霍尔接口电路、转速软启动电路、误差校正调节电路以及所述电流采样电路连接，所述霍尔接口电路与所述循环泵电机连接，所述电流采样电路与所述驱动模块连接，所述电机控制芯片还分别与所述数模转换模块和所述驱动模块连接；

其中，所述数模转换模块用于获取外部控制所述循环泵电机转速的数字控制SPI接口信号，并将所述数字控制信号转换为模拟控制信号，在转换电路后增加阻抗匹配和限幅保护电路，数模转换模块的转换公式为：

Uref＝2*REF*Data/4096；

其中Uref为数模转换模块的电压输出，REF为数模转换芯片的内部参考电压值，Data为SPI接口设定的代表期望控制转速的寄存器值，驱动器控制SPI接口定时刷新控制寄存器内容REF和Data，根据电机响应特性，刷新时间间隔介于500ms～1s之间；

所述模拟控制模块用于根据所述循环泵电机的霍尔信号得到循环泵电机的实时转速，根据所述电路采样电路和外部设定的目标转速及当前实时转速对所述循环泵电机进行速度闭环控制，生成驱动信号并发送给所述驱动模块；

所述电机控制芯片用于产生PWM斩波频率，斩波频率f由外部的电阻电容设定，公式为：

f＝2/(R_osc*C_osc)；

其中，R_osc是设定斩波频率的电阻值，阻值介于10kΩ～100kΩ之间，C_osc是设定斩波频率的电容值，容值在1nF到100nF之间；设定后斩波频率信号的电压为锯齿波，峰值为1.2V，直流偏置为1.6V；