[实用新型]一种大功率直流电机驱动器

说明书

本实用新型具体公开了一种大功率直流电机驱动器，包括电源模块、微控制器、方向控制信号模块、MOSFET并联模块和电流信号采集模块；电源模块与微控制器连接，用于提供工作电源；微控制器用于产生PWM信号与方向控制信号DIR；方向控制信号模块与微控制器连接，用于接收PWM信号与方向控制信号DIR，并产生四路信号，作为H桥桥臂的控制信号；MOSFET并联模块，用于分散电源模块产生的大电流；电流信号采集模块分别与MOSFET并联模块和微控制器连接。仅需要一路PWM信号与一路方向控制信号便可产生直流电机正反转所需要的四路控制信号，而且H桥的上下两个桥臂的控制信号具有逻辑互锁保护功能，可以保证同侧桥臂的上下两个桥臂不会同时导通而造成能量浪费甚至烧毁电机。

技术领域

本实用新型属于直流电机驱动技术领域，涉及一种大功率直流电机驱动器。

背景技术

现有的直流电机驱动器工作时通常需要两路PWM波来进行控制，这两路控制信号分别控制H桥的两个上桥臂，而H桥的下桥臂的控制信号通常是将上桥臂的控制信号进行反向得到的，从而可以控制直流电机的速度以及正反转。此种方法存在着一定缺陷，首先要驱动一个完整的H桥就需要两路PWM波，其次这两路PWM信号还必须保持同步且极性相反，这两点对于低端单片机而言实现起来有很大难度。

另外，直流电机驱动器在工作时，由于外界负载的变化易发生过流过载等问题，容易损坏驱动芯片以及H桥上的功率MOSFET模块，最终导致直流电机无法正常工作，更严重的甚至烧毁电机。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种大功率直流电机驱动器，采用一路PWM波控制技术与一种MOSFET并联技术来实现大功率直流电机的正反转。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种大功率直流电机驱动器，包括电源模块、微控制器、方向控制信号模块、MOSFET并联模块和电流信号采集模块；

电源模块与微控制器连接，用于为所述大功率直流电机驱动器提供工作电源；

微控制器，用于产生PWM信号与方向控制信号DIR；

方向控制信号模块与微控制器连接，用于接收微控制器产生的PWM信号与方向控制信号DIR，并产生四路信号，其中两路信号作为H桥左侧上下两个桥臂输入端的控制信号，另两路信号作为H桥右侧上下两个桥臂输入端的控制信号；当DIR为1时，左侧上桥臂和右侧下桥臂导通，电机正转，当DIR为0时，右侧上桥臂和左侧下桥臂导通，电机反转；

MOSFET并联模块，与直流电机连接，用于分散电源模块产生的大电流；

电流信号采集模块分别与MOSFET并联模块和微控制器连接，电流信号采集模块用于将采集到的MOSFET并联模块分散后的电流信号回送到微控制器，微控制器用于检测工作电流。

进一步，微控制器采用STM32芯片，型号为STM32F103C8T6。

进一步，方向控制信号模块采用74HC00芯片与74HC08芯片。

进一步，MOSFET并联模块采用四个MOS管并联构成四管并联电路，并且在每个MOS管的信号输入端串有栅极电阻，在桥臂一侧跨接大电容，在下桥臂源极到地之间串有采样电阻。

进一步，MOS管型号为IRF3205。

进一步，H桥的每个桥臂正常工作时承载电流达200A。

进一步，采样电阻为0.001Ω。

进一步，电流信号采集模块采用由采样电阻构成的电流采样电路，包括参考电压产生电路和运算放大电路，参考电压产生电路和运算放大电路连接；