[发明专利]一种电动机驱动电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种电动机驱动电路及其控制方法，应用于6出线电动机，电动机设置两相线圈，两组驱动电路和两相线圈一一对应连接，每组驱动电路包括三条控制电路，每组驱动电路对应的三条控制电路分别连接到对应线圈的两端抽头和中间抽头；每条控制电路上均设置有MOS管，每个MOS管连接PWM逻辑控制单元，两端抽头所在控制电路上的MOS管分别输入PWM2、PWM3控制信号，中间抽头所在控制电路上的MOS管输入PWM1控制信号，中间抽头所在控制电路用于输入电动势Us。本发明可以控制6出线电机中每个线圈的电流，既可以节省CPU的PWM波输出引脚，又可以增大电机线圈中的电流，提高电机的输出力矩和高速性能指标。

技术领域

本发明涉及电动机驱动技术领域，特别是涉及一种电动机驱动电路及其控制方法。

背景技术

电动机是一种把电能转换成机械能的设备，它利用通电线圈产生旋转磁场，并作用于转子，形成磁电动力旋转扭矩，广泛应用在各种工业系统中。控制电动机扭矩的大小，实际就是控制电动机线圈中电流的大小。由于直接控制电动机线圈的电流非常困难，一般是采用控制线圈两端电压的方法来控制线圈的电流。

目前，最常用的是脉宽调制(PWM波)驱动系统，如图1所示。两相步进电机一共有两个线圈，图1所示为其中的1相线圈驱动电路，图1中的A+和A-为电机的其中一相线圈的接点号；另一路线圈的驱动电路与图1完全一样，线圈的另一相接点号定义为B+和B-。图1中的V1～V4为开关管，当开关管的控制端加高电平时，开关管导通，当开关管的控制端加低电平时，开关管关闭。当开关管V1、V4导通，V2、V3关闭时，电动机线圈上施加正向电压；当V2、V3导通，V1、V4关闭时，电动机线圈上施加反向电压；当V2、V4导通，V1、V3关闭时，电动机线圈上不施加电压，处于续流状态。通过控制线圈上施加正向电压或者反向电压时间的长短，来控制线圈上的电流大小。在一个控制周期内，线圈上施加正向电压的时间大于反向电压的时间时，线圈电流增加；反之，当线圈上施加反向电压的时间大于正向电压的时间时，线圈电流减小。

当V1导通，V2关闭时，图1中A点的电动势为Us；当V1关闭，V2导通时，A点的电动势为0；当开关管V1和V2同时导通时，流过V1和V2上的电流将非常大，有可能损坏开关管。为了保护开关管，延长开关管的寿命，在实际使用时，会加入死区。即图1中从V1打开、V2关闭的状态向V1关闭、V2打开的状态过度时，会加入一段V1和V2都关闭的状态，该状态称为死区。一般常用的控制方式中，一个PWM周期一般分为三种状态，如图2所示，其中状态1为正向电压时间，状态2、4为死区时间，状态3为电动机线圈续流时间。

目前常用的驱动电路驱动6出线电机时，其电机线圈的接法如图3和图4所示。图3是将电机中的两个线圈串联在一起组成一个线圈后与驱动电路相连，此种接法能够提高电机的电感，增大输出力矩，但是会造成电机的高速性能降低。图4是电机的每个线圈都只接一半，这样可以减小电机的电感，增加线圈的电流，增大电机的高速性能指标，但是会造成电机的输出力矩减小。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动机驱动电路及其控制方法，可以控制6出线电机中每个线圈的电流，既可以节省CPU的PWM波输出引脚，又可以增大电机线圈中的电流，提高电机的输出力矩和高速性能指标。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电动机驱动电路，应用于6出线电动机，电动机设置两相线圈，包括：两组驱动电路，两组驱动电路和两相线圈一一对应连接，每组驱动电路包括三条控制电路，每组驱动电路对应的三条控制电路分别连接到对应线圈的两端抽头和中间抽头；每条控制电路上均设置有MOS管，每个MOS管连接PWM逻辑控制单元，两端抽头所在控制电路上的MOS管分别输入PWM2、PWM3控制信号，中间抽头所在控制电路上的MOS管输入PWM1控制信号，中间抽头所在控制电路用于输入电动势Us。

进一步的，所述两端抽头所在控制电路上串联有电流检测器。