[发明专利]一种专用于可植入式心脏功能衰竭机电系统的控制系统

摘要

本发明公开了一种专用于可植入式心脏功能衰竭机电系统的控制系统，包括位置检测电路、控制电路，功率驱动电路、电源、保护报警电路、按键显示电路、通信电路和上位机；控制电路输出6路PWM控制信号至功率驱动电路，功率驱动电路根据6路PWM控制信号输出3路驱动信号至电机；所述电机为盘式无位置传感器无刷直流电机；位置检测电路通过对3路驱动信号的检测输出3路过零信号；3路过零信号输入至控制电路；控制电路根据所述3路过零信号确定所述6路PWM控制信号；所述功率驱动电路采用双路全桥驱动器。本发明的控制系统用于控制盘式无位置传感器无刷直流电机，该控制系统外围器件少、功耗低、可靠性高、体积较小。

主权项

一种专用于可植入式心脏功能衰竭机电系统的控制系统，其特征在于，包括位置检测电路、控制电路，功率驱动电路、电源、保护报警电路、按键显示电路、通信电路和上位机；上位机通过通信电路与控制电路相连；控制电路分别与位置检测电路、功率驱动电路、按键显示电路、保护报警电路相连；电源分别与位置检测电路、控制电路，功率驱动电路、保护报警电路、按键显示电路和通信电路相连；控制电路输出6路PWM控制信号至功率驱动电路，功率驱动电路根据6路PWM控制信号输出3路驱动信号至电机；所述电机为盘式无位置传感器无刷直流电机；位置检测电路通过对3路驱动信号的检测输出3路过零信号；3路过零信号输入至控制电路；控制电路根据所述3路过零信号确定所述6路PWM控制信号；保护报警电路包括保护电路和报警电路，功率驱动电路输出检测信号至保护报警电路的保护电路，所述保护电路对检测信号进行A/D转换后获得数字检测信号，并将数字检测信号输入至控制电路；控制电路判断所述数字检测信号是否超过设定值，当数字检测信号超过设定值时，控制电路停止输出6路PWM控制信号，并通过控制电路控制保护报警电路的报警电路进行报警；按键显示电路用于显示电机转速并对电机转速进行设定；所述控制电路包括FPGA以及与FPGA相连的反相器，通过所述反相器输出6路PWM控制信号；所述3路驱动信号分别为驱动信号DA、DB和DC；所述6路PWM控制信号分别为PWMALL、PWMAHL、PWMBLL、PWMBHL、PWMCLL、PWMCHL；功率驱动电路包括第一功率驱动芯片U22、第二功率驱动芯片U23、电容C21、C22、C8、C98、二极管D26、D27、D28、D29、D30、D31和电阻RP4；PWMAHL连接到第一功率驱动芯片U22的输入端7、9，PWMBHL连接到第一功率驱动芯片U22的输入端13、15，PWMCHL连接到第二功率驱动芯片U23的输入端7、9，PWMALL连接到第一功率驱动芯片U22的使能端8，PWMBLL连接到第一功率驱动芯片U22的使能端14、PWMCLL连接到第二功率驱动芯片U23的使能端8，第一功率驱动 芯片U22的输出端4、5互连输出驱动信号DA，第一功率驱动芯片U22的输出端16、17互连输出驱动信号DB，第二功率驱动芯片U23的输出端4、5互连输出驱动信号DC；第一功率驱动芯片U22的传感端2和19、以及第二功率驱动芯片U23的传感端2互连后作为检测信号SENSE，检测信号SENSE通过取样电阻RP4与电源地相连，检测信号SENSE输入至保护报警电路的保护电路;电容C21连接在第一功率驱动芯片U22的电源端6和地端10之间，电容C22连接在第一功率驱动芯片U22的电源端12和地端11之间，电容C8连接在第二功率驱动芯片U23的电源端6和地端10之间，电容C98连接在第二功率驱动芯片U23的电源端12和地端11之间；二极管D26连接到第二功率驱动芯片U23的驱动信号DC与电源VCC之间；二极管D27连接到第二功率驱动芯片U23的驱动信号DC与电源地之间；二极管D28连接到第一功率驱动芯片U22的驱动信号DB与电源VCC之间，二极管D29连接到第一功率驱动芯片U22的驱动信号DB与电源地之间；二极管D30连接到第一功率驱动芯片U22的驱动信号DA与电源VCC之间，二极管D31连接到第一功率驱动芯片U22的驱动信号DA与电源地之间；二极管D26、D27、D28、D29、D30、D31起到续流作用。