基于DRV8301驱动芯片的直线电机驱动器设计实现.pdfVIP

学兔兔 务l 勺 化 基于DRV8301驱动芯片的直线电机驱动器设计实现 The Iinearm otordriverdesignand realization basedon DRV8301 汲庆鹏 ，曹荣敏 JlQing．peng．CAO Rong—min (北京信息科技大学 自动化院，北京 100192) 摘 要：依据直线电机原理和驱动方法，基于Tl公司的集成驱动芯片DRV8301设计、制造了一款直线电 机驱动器 ，该驱动器利用PWM控制技术实现对直线电机的位置控制，提高了直线电机的控制 性能，降低了驱动器的使用成本。论文介绍了驱动器的设计方法与原理，通过试验验证了驱 动器的可靠性，利用DSP软件编程 ，实现了对直线电机的运动控制。 关键词 ：驱动器 ；DRV8301；直线电机 ；位置控制 中图分类号 ：TP391 文献标识码 ：A 文章编号：1009—0134(2013)12(下)一0126一O5 Dei：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．12(下)．35 0 引言 本 次 设 计 主 要 应 用 到 了TI公 司 生 产 的 DRV8301驱动芯片，提供PWM波控制输 出，并配 直线 电机较旋转电机能直接产生直线推力， 推力大、行程长、响应快，可作为首选电机类型 有过温 ，过流，过压保护 ，启动保护 ，死区时间 来构成直接驱动直线伺服单元，但是因为直接驱 保护等功能电路 。同时，遵循低压大 电流的设计 动具有端部效应、纹波效应、齿槽效应产生推力 要求 ，选取MOSFET搭建全桥逆变 电路 ，并在每 波动，运行时产生的负载力，以及初次级吸引力 个MOSFET安装瞬态抑制二极管保护 电路，防止 电机启停时，回流 电流过大 。与上位机通讯功能 还有导轨预压而引入 的摩擦力会对其精度产生影 通过设计的RS232串口功能实现。 响，因此整个伺服控制系统设计需要非常精心， 驱动器 的核心控制芯片采用TI公司的DSP 驱动器作为其 中关键 的部分，也有着很高的设计 要求 叫。 TMS320F28035，控制芯片发 出PWM信号通过 目前 ，仍有许多直线 电机驱动器设计采用分 DRV8301，调理 ，放大 ，将驱动信号传送给三相 立元件 ，这使得 电路板整体体积偏大，同时影响 控制系统的调试和设计 。随着许多驱动控制专用 芯片大大简化整个系统的软 、硬件设计 ，主控芯 片就能够处理来 自上层的更复杂的算法 。本文 利用TI公司的驱动专用芯片DRV8301，实现PWM 波控制的输 出运算 ，同时提供电流放大 ，电压转 换，以及各种保护 电路，最终能够高效地驱动直 线电机 。为今后整个直线伺服控制系统 的设计提 供必要支持 。 1 系统介绍 直线电机驱动原理与普通的无刷直流 电机驱 动原理很相似 ，所 以本次设计直线电机驱动器在 硬件系统理论上也与无刷直流 电机驱动器相似 。 驱动电压为52V，功率为200W。驱动器整体硬件 设