專利名稱：數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)電源的死區(qū)時(shí)間電壓失真校正電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)電源，尤其是一種超高速精密數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)電源的死區(qū)時(shí)間電壓失真校正電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制，簡稱脈寬調(diào)制)定時(shí)器驅(qū)動(dòng)逆變橋的電子開關(guān)元件時(shí)，必需保證逆變橋同一橋臂內(nèi)上下兩個(gè)電子開關(guān)元件不能同時(shí)開通，否則會(huì)導(dǎo)致直流側(cè)主電路短路，為此通常在上下兩個(gè)脈沖信號(hào)間插入一個(gè)延遲時(shí)間。在這個(gè)時(shí)間內(nèi)上下兩個(gè)電子開關(guān)元件均不開通，這就是所謂的死區(qū)時(shí)間。這個(gè)時(shí)間一般很短，比如5 μ s，當(dāng)PWM的調(diào)制頻率較低時(shí)，比如2 KHz，此時(shí)的開關(guān)周期為500 μ s，死區(qū)時(shí)間造成的電壓失真不過就1%，并不明顯；但當(dāng)調(diào)制頻率較高時(shí)，比如20 KHz，此時(shí)的開關(guān)周期為50μ s，這時(shí)僅電壓損失就已經(jīng)超過10%，還會(huì)造成電壓波形的畸變，故必須對(duì)輸出電壓進(jìn)行校正。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)電源的死區(qū)時(shí)間電壓失真校正電路，能夠校正死區(qū)時(shí)間的電壓失真，即便該驅(qū)動(dòng)電源工作在最高頻率，也能得到1比1的輸出電壓。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型可采取下述技術(shù)方案本實(shí)用新型一種數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)電源的死區(qū)時(shí)間電壓失真校正電路，包括與電網(wǎng)電連接的整流器、與整流器直流側(cè)電連接的用于為電機(jī)供電的逆變器、具有人機(jī)接口的MCU微控制單元、和與逆變器電連接用于控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電路，在整流器直流側(cè)還設(shè)有采用高速霍耳傳感器的電壓檢測器，在MCU微控制單元與驅(qū)動(dòng)電路之間串接有DSP微處理器，所述電壓檢測器的輸出端分別與MCU微控制單元和DSP微處理器電連接。整流器直流側(cè)并聯(lián)有一組大容量濾波電容，用于提高功率因數(shù)，減少對(duì)電網(wǎng)的侵害；在所述大容量濾波電容的正極與整流器之間串接有限流電阻，用于限制上電瞬間對(duì)該大容量濾波電容的充電電流，所述限流電阻兩端并接有繼電器，當(dāng)大容量濾波電容充電結(jié)束后，所述繼電器吸合。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是采用上述技術(shù)方案，利用所述電壓檢測器檢測到的電壓數(shù)據(jù)，MCU微控制單元對(duì)死區(qū)時(shí)間造成的電壓損失進(jìn)行諧波分析，在計(jì)算輸出電壓時(shí)，通過DSP微處理器、驅(qū)動(dòng)電路，給逆變器加入特定諧波的電壓補(bǔ)償，校正死區(qū)時(shí)間的電壓失真，得到1比1的輸出電壓；同時(shí)檢測SPWM(Sinusoidal PWM是一種比較成熟的、用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形來控制逆變電路中電子開關(guān)元件的通斷，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等，通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值)調(diào)制過程中產(chǎn)生的小脈沖，將小于0. 5μ s的窄脈沖強(qiáng)制消去，因?yàn)檫@些小脈沖對(duì)輸出幾乎不做功，這樣不但有效地提高了輸出電壓，也減少了功率開關(guān)的開關(guān)次數(shù)，保護(hù)了功率模塊。本實(shí)用新型可以用于一切使用死區(qū)時(shí)間電壓失真校正技術(shù)的超高速精密數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)電源。

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型一種數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)電源的死區(qū)時(shí)間電壓失真校正電路，包括與電網(wǎng)電連接的整流器1、與整流器1直流側(cè)電連接的用于為電機(jī)2供電的逆變器3、具有人機(jī)接口 4的MCU微控制單元5、和與逆變器3電連接用于控制電機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電路6，在整流器1直流側(cè)還設(shè)有采用高速霍耳傳感器的電壓檢測器9，在MCU微控制單元5與驅(qū)動(dòng)電路6之間串接有DSP微處理器8，所述電壓檢測器9的輸出端分別與MCU微控制單元5和DSP微處理器8電連接。為了提高功率因數(shù)，減少對(duì)電網(wǎng)的侵害，整流器1直流側(cè)并聯(lián)有一組大容量濾波電容C，用于提高功率因數(shù)，減少對(duì)電網(wǎng)的侵害；在所述大容量濾波電容C的正極與整流器1之間串接有限流電阻R，用于限制上電瞬間對(duì)該大容量濾波電容C的充電電流，所述限流電阻R兩端并接有繼電器J，當(dāng)大容量濾波電容C充電結(jié)束后，所述繼電器J吸合，也可以采用延時(shí)的方式讓繼電器自動(dòng)吸合。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)電源的死區(qū)時(shí)間電壓失真校正電路，包括與電網(wǎng)電連接的整流器(1)、與整流器(1)直流側(cè)電連接的用于為電機(jī)(2)供電的逆變器(3)、具有人機(jī)接口(4)的MCU微控制單元(5)、和與逆變器(3)電連接用于控制電機(jī)(2)運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電路(6)，其特征在于在整流器(1)直流側(cè)還設(shè)有采用高速霍耳傳感器的電壓檢測器(9 )，在MCU微控制單元(5)與驅(qū)動(dòng)電路(6)之間串接有DSP微處理器(8)，所述電壓檢測器(9)的輸出端分別與MCU微控制單元(5)和DSP微處理器(8)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)電源的死區(qū)時(shí)間電壓失真校正電路，其特征在于整流器(1)直流側(cè)并聯(lián)有一組大容量濾波電容(C)，用于提高功率因數(shù)，減少對(duì)電網(wǎng)的侵害；在所述大容量濾波電容(C)的正極與整流器(1)之間串接有限流電阻(R)，用于限制上電瞬間對(duì)該大容量濾波電容(C)的充電電流，所述限流電阻(R)兩端并接有繼電器(J)，當(dāng)大容量濾波電容(C)充電結(jié)束后，所述繼電器(J)吸合。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)電源的死區(qū)時(shí)間電壓失真校正電路，包括與電網(wǎng)電連接的整流器、與整流器直流側(cè)電連接的用于為電機(jī)供電的逆變器、具有人機(jī)接口的MCU微控制單元、和與逆變器電連接用于控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電路，在整流器直流側(cè)還設(shè)有采用高速霍耳傳感器的電壓檢測器，在MCU微控制單元與驅(qū)動(dòng)電路之間串接有DSP微處理器，所述電壓檢測器的輸出端分別與MCU微控制單元和DSP微處理器電連接。本實(shí)用新型能夠校正死區(qū)時(shí)間的電壓失真，即便該驅(qū)動(dòng)電源工作在最高頻率，也能得到1比1的輸出電壓。
文檔編號(hào)H02M1/38GK202340186SQ201120475110
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者張新華 申請(qǐng)人:紹興文理學(xué)院