一种基于限定电流输出的电机启动控制设备的制作方法

本实用新型涉及一种基于限定电流输出的电机启动控制设备。

背景技术：

在电动车用无刷直流电机控制系统中，启动转矩的脉动导致电机起动时出现抖动。目前解决方法一般有两种，一是降低起动时电压上升的速率，延长启动时间，二是非零速启动。上述两种方法可以克服启动转矩波动带来的电机抖动问题，但给使用者增添了麻烦和不便。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供了一种基于限定电流输出的电机启动控制设备，结构简单，可以平稳的启动转矩而且启动速度快。

为了实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于限定电流输出的电机启动控制设备，包括依次连接形成闭环控制回路的PI控制器模块、PWM调节模块、Mos驱动模块和Buck模块；

所述Buck模块接于主电路中，其输入端接电源，输出端为电机提供稳定的电流；

所述PI控制器模块的两个输入端分别接入Bcuk模块的输出电流(即主电路反馈电流)和参考电流，输出端接入PWM调节模块；PI控制器模块，在电机启动阶段，将采集到Bcuk模块的输出电流和参考电流作为输入，然后通过PI控制算法，得到PWM控制量，输出至PWM调节模块；

PWM调节模块用于根据输出信号产生PWM驱动信号，控制Mos驱动模块；

Mos驱动模块的输出端连接Buck模块的控制端，根据输入信号控制Buck模块输出给定的电流，从而形成一个闭环控制。

进一步地，所述的Buck模块采用碳化硅MOS管和碳化硅二极管，Buck模块能够恒定输出50A的稳定电流。

进一步地，所述的PI控制器模块采用二型误差放大器；所述PI控制器模块包括一个比较器；二型误差放大器比较Buck模块的输出电流(即主电路反馈电流)与参考电流，然后参考电压和三角波输入PI控制器模块中的比较器，进行比较产生PWM驱动信号；控制部分的核心内容是保证二型误差放大器参数合理，最大化稳定性，无需过多关注快速性。

进一步地，还包括保护电路和逻辑门电路，所述保护电路包括电流采集模块和比较器，电流采集模块用于采集Buck模块的输出电流；所述比较器的两个输入端分别接入电流采集模块采集的Buck模块的输出电流及设置的电流阈值，其输出端接连接至逻辑门电路；

PWM调节模块的输出端接逻辑门电路的另一输入端，由逻辑门电路的输出端连接至Mos驱动模块；保护电路与PI控制器模块和PWM调节模块形成的反馈控制部分一同连接至逻辑门电路，构成双重“保险”。

进一步地，还包括定时模块和启动模块，定时模块和启动模块分别与逻辑门电路其它两个输入端连接。

有益效果：

本实用新型通过闭环控制和阈值比较两种方式限定BUCK模块的电流输出，相比于以往的启动方式，本实用新型结构简单，可以平稳的启动转矩而且启动速度快。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的PI控制模块和PWM调节模块形成的反馈控制部分；

图3为本实用新型的保护电路框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步具体说明。

如图1所示，本实用新型公开了一种基于限定电流输出的电机启动控制设备，包括依次连接形成闭环控制回路的PI控制器模块、PWM调节模块、Mos驱动模块和Buck模块；

所述Buck模块接于主电路中，其输入端接电源，输出端为电机提供稳定的电流；

所述PI控制器模块的两个输入端分别接入Bcuk模块的输出电流(即主电路反馈电流)和参考电流，输出端接入PWM调节模块；PI控制器模块，在电机启动阶段，将采集到Bcuk模块的输出电流和参考电流作为输入，然后通过PI控制算法，得到PWM控制量，输出至PWM调节模块；

PWM调节模块用于根据输出信号产生PWM驱动信号，控制Mos驱动模块；

Mos驱动模块的输出端连接Buck模块的控制端，根据输入信号控制Buck模块输出给定的电流，从而形成一个闭环控制。

进一步地，所述的Buck模块采用碳化硅MOS管和碳化硅二极管，Buck模块能够恒定输出50A的稳定电流。

图2为本实用新型的PI控制模块和PWM调节模块形成的反馈控制部分；；所述的PI控制器模块采用二型误差放大器；所述PI控制器模块包括一个比较器；二型误差放大器比较Buck模块的输出电流(即主电路反馈电流)与参考电流，然后参考电压和三角波输入PI控制器模块中的比较器，进行比较产生PWM驱动信号；控制部分的核心内容是保证二型误差放大器参数合理，最大化稳定性，无需过多关注快速性。

进一步地，本实用新型还包括保护电路和逻辑门电路；图3示出了本实用新型保护电路的框图；所述保护电路包括电流采集模块(电流传感器)和比较器，电流采集模块用于采集Buck模块的输出电流；所述比较器的两个输入端分别接入电流采集模块采集的Buck模块的输出电流及设置的电流阈值；

比较器的输出端与PWM调节模块的输出端一同连接至逻辑门电路的两个输入端，由逻辑门电路的输出端连接至Mos驱动模块，构成双重“保险”。

进一步地，本实用新型还包括定时模块和启动模块，定时模块和启动模块分别与逻辑门电路其它两个输入端连接。

定时模块输出的定时信号、保护模块输出的过流保护信号和启动模块输出的启动信号、以及PWM调节模块输出的PWM驱动信号均经逻辑门电路控制Mos驱动模块。所述逻辑门电路采用或非门电路或与门电路。

采用或非门电路时，当定时信号、过流保护信号和启动信号三者中的任意一个信号为高电平时，或非门的输出都是低电平，即此时的MOS驱动模块的驱动信号为低电平，PWM调节模块输出的PWM驱动信号不能控制Mos驱动模块。当电机正常启动时定时信号、过流保护信号、启动信号三个信号都为低电平时，PWM调节模块输出的PWM驱动信号能够正常控制Mos驱动模块，进而控制电机正常启动。

采用与门电路时，当定时信号、过流保护信号和启动信号三者中的任意一个信号为低电平时，与门电路的输出都是低电平，即此时的MOS驱动模块的驱动信号为低电平，PWM调节模块输出的PWM驱动信号不能控制Mos驱动模块。当电机正常启动时定时信号、过流保护信号、启动信号三个信号都为高电平时，PWM调节模块输出的PWM驱动信号能够正常控制Mos驱动模块，进而控制电机正常启动。