[发明专利]一种有刷直流电机多闭环驱动控制器

摘要

本发明提供了一种有刷直流电机多闭环驱动控制器，包括上位机、通信接口模块、MCU控制模块、电机驱动模块、信息采集模块和电源模块，上位机通过通信接口模块与MCU控制模块连接，MCU控制模块与电机驱动模块连接，电机驱动模块与信息采集模块连接，通信接口模块、MCU控制模块和电机驱动模块均与电源模块连接；其特征在于，所述电机驱动模块包括两块半桥控制芯片和H桥驱动电路。通过本发明的有刷直流电机多闭环驱动控制器，能实现车载控制系统中电压输入、高功率输出，而且制作简单，成本低，体积小。本发明的有刷直流电机多闭环驱动控制器还提供了温度采集模块，能实施检测控制温度因素对系统控制的影响，使系统稳定性进一步提高。

主权项

一种有刷直流电机多闭环驱动控制器，其特征在于，包括上位机、通信接口模块、MCU控制模块、电机驱动模块、信息采集模块和电源模块，上位机通过通信接口模块与MCU控制模块输入端连接，MCU控制模块输出端与电机驱动模块输入端连接，电机驱动模块输出端与直流电机连接，信息采集模块输入端与电机驱动模块和直流电机连接，信息采集模块输出端与MCU控制模块连接，通信接口模块、MCU控制模块和电机驱动模块均与电源模块连接；所述电机驱动模块包括两块半桥控制芯片和H桥驱动电路；所述电机驱动模块中半桥控制芯片为IR2110，其接收来自MCU控制模块的PWM信号，PWM信号通过阻容电路调节死区时间，防止同侧桥臂上下导通；H桥驱动电路为8个NMOS功率管组成，其中每个桥臂由两个功率管并联组成，增大驱动功率；第一半桥控制芯片与第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管连接，第一NMOS管与第二NMOS管并联组成左半桥上桥臂，第三NMOS管与第四NMOS管并联组成左半桥下桥臂；第二半桥控制芯片与第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管和第八NMOS管连接，第五NMOS管与第六NMOS管并联组成右半桥上桥臂，第七NMOS管与第八NMOS管并联组成右半桥下桥臂；所述信息采集模块包括速度采集模块、电流采集模块和温度采集模块；MCU控制模块根据上位机发送的指令对电机驱动模块执行相应操作，进而控制直流电机执行相应动作，同时信息采集模块采集电机转速、驱动电流以及系统温度发送给MCU控制模块；MCU控制模块接收反馈过来的速度和电流信息，通过PID控制算法，对速度进行恒定控制；当温度值超过预设的一个值时，MCU控制模块会停止系统工作，同时向上位机发出警报指令，上位机收到警报指令后会在桌面上显示警报信息；所述多闭环驱动控制器还包括保护电路；保护电路包括电位器R56、电位器R49、比较器、LED1和LED2；所述电位器R56和电位器R49分别用于检测过流和欠压情况，并调整过流值和欠压值；所述比较器用于比较检测信号与设定的基准值；LED1和LED2分别用于过流和欠压提醒；当电流值超过设定的电流值时，LED1亮起，提示过流，同时给出高电平Protect信号，Protect信号连接在两块半桥控制芯片的逻辑输入关闭端，使得H桥驱动电路中的MOS管截止，电机停转；当电压值低于设定欠压值时，LED2亮起，提示欠压，同时给出高电平Protect信号，使得H桥驱动电路中的MOS管截止，电机停转。