基于fpga的小功率电机驱动系统的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及电机驱动领域，尤其涉及一种基于FPGA的小功率电机驱动系统。【背景技术】:
[0002]随着科学技术的快速发展和人们生活水平的不断进步，各类电机在产业自动化和人们的生活工作中起着越来越大的作用。小功率电机作为一个动力驱动源应用十分广泛，在世界各国的经济发展中占据着越来越重要的地位。
[0003]小功率电机是电气设备不可或缺的驱动部件，其应用范围之广几乎遍及所有行业，如风扇、空调、冰箱、洗衣机、排油烟机、小家电、健身用具、产业缝纫机、水泵、汽车电器等家庭、办公电气化用具都是由小功率电机来驱动，同时电机还是这些产品的关键部件，其技术特性、可靠性直接决定了家电产品的技术水平和产品质量。
[0004]目前技术中，小功率电机的控制部分主要采用DSP控制，然而采用DSP控制的成本高，且精度低。
【实用新型内容】:
[0005]针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种基于FPGA的小功率电机驱动系统，克服了现有技术成本高、精度低的问题，具有更高的可扩展性。
[0006]本实用新型提供一种基于FPGA的小功率电机驱动系统，包括:
[0007]用于检测电机的电流、电压和转速的检测模块；
[0008]用于根据电机的电流、电压和转速对电机进行控制的FPGA模块；
[0009]用于驱动电机的功率模块；
[0010]用于接收所述FPGA模块的控制指令对所述功率模块进行驱动的驱动电路；
[0011 ] 其中，所述检测模块的输入端与电机相连，所述检测模块的输出端与所述FPGA模块的输入端相连，所述FPGA模块的输出端与所述驱动电路的输入端相连，所述驱动电路输出端与所述功率模块的输入端相连，所述功率模块的输出端与电机相连。
[0012]可选地，所述FPGA模块包括:
[0013]用于对所述电机的电流和电压信号进行滤波的数字滤波单元；
[0014]用于根据滤波后的电流和电压信号、转速信号得到控制信号的控制单元；
[0015]用于输出所述控制信号至所述驱动电路的SVPWM单元；
[0016]用于将接收到的上位机指令传递至所述控制单元的软核处理器；
[0017]用于将接收到的上位机指令传递至所述软核处理器的CAN总线单元；
[0018]其中，所述数字滤波单元与所述控制单元的输入端相连，所述控制单元的输出端与所述SVPWM单元的输入端相连，所述软核处理器分别与所述CAN总线单元、所述控制单元相连。
[0019]可选地，所述检测模块包括:
[0020]多个用于采集电机的电流和电压信号的霍尔传感器；
[0021]用于采集电机转速的光电编码器和A/D转换单元；
[0022]用于将所述电机电流和电压信号进行A/D转换的A/D转换器；
[0023]所述光电编码器的输出端与所述FPGA模块的输入端相连，所述霍尔传感器的输出端与所述A/D转换器的输入端相连，所述A/D转换器的输出端与所述FPGA模块相连。
[0024]可选地，所述功率模块为IGBT。
[0025]可选地，所述CAN总线单元与上位机相连实现人机交互。
[0026]可选地，所述FPGA模块还包括用于防止过流过压的保护单元，所述保护单元与所述控制单元相连。
[0027]可选地，所述数字滤波单元采用FIR滤波器。
[0028]由上述技术方案可知，本实用新型的基于FPGA的小功率电机驱动系统包括:用于根据电机的电流、电压和转速得到对电机进行控制的FPGA模块，用于驱动电机的功率驱动模块，用于接收所述FPGA模块的控制指令对所述功率模块进行驱动的驱动电路，用于检测电机的电流、电压和转速的检测模块，所述检测模块的输入端与电机相连，所述检测模块的输出端与所述FPGA模块的输入端相连，所述FPGA模块的输出端与所述驱动电路的输入端相连，所述驱动电路输出端与所述功率模块的输入端相连，所述功率模块的输出端与电机相连，由此克服了现有技术成本高、精度低的问题，具有更高的可扩展性。
【附图说明】
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[0029]图1为本实用新型一实施例提供的基于FPGA的小功率电机驱动系统结构不意图；
[0030]图2为本实用新型一实施例提供的功率模块和驱动电路的连接图；
[0031]图3为本实用新型一实施例提供的FPGA模块结构示意图；
[0032]图4为本实用新型一实施例提供的控制单元中FPGA芯片的引脚图。
【具体实施方式】
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[0033]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0034]图1示出了本实用新型一实施例提供的基于FPGA的小功率电机驱动系统结构示意图，如图1所示，本实施例的基于FPGA的小功率电机驱动系统包括:FPGA模块11、驱动电路12，功率模块13、检测模块14 ；
[0035]其中，所述FPGA模块11用于根据电机的电流、电压和转速对电机进行控制；
[0036]所述驱动电路12用于接收所述FPGA模块的控制指令对所述功率模块进行驱动；
[0037]所述功率模块13用于驱动电机；
[0038]所述检测模块14用于检测电机的电流、电压和转速；
[0039]其中，所述检测模块14的输入端与电机相连，所述检测模块14的输出端与所述FPGA模块11的输入端相连，所述FPGA模块11的输出端与所述驱动电路12的输入端相连，所述驱动电路12输出端与所述功率模块13的输入端相连，所述功率模块13的输出端与电机相连。
[0040]进一步地，所述检测模块14包括:多个用于采集电机的电流和电压信号的霍尔传感器；
[0041]用于采集电机转速的光电编码器和A/D转换单元；
[0042]用于将所述电机电流和电压信号进行A/D转换的A/D转换器；
[0043]所述光电编码器的输出端与所述FPGA模块11的输入端相连，所述霍尔传感器的输出端与所述A/D转换器的输入端相连，所述A/D转换器的输出端与所述FPGA模块11相连。
[0044]进一步地，所述功率模块12为IGBT，举例来说，本实用新型采用的IGBT功率驱动芯片的具体型号为IR2110，如图2所示，图2为本实用新型一实施例提供的功率模块和驱动电路的连接图。
[0045]在具体应用中，上述的基于FPGA的小功率电机驱动系统，通过检测模块14检测电机的电流、电压和转速信号，将所述信号传递至FPGA模块11，所述FPGA模块11对采集到信号进行处理，输出控制信号，通过驱动电路12驱动功率模块13对电机进行驱动，完成控制。
[0046]本实施例的