磁懸浮軸承開(kāi)關(guān)功率放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及開(kāi)關(guān)功率放大器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種磁懸浮軸承開(kāi)關(guān)功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]磁懸浮軸承控制系統(tǒng)普遍采用開(kāi)關(guān)功率放大器，一般采用H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。而在純電磁軸承系統(tǒng)中，線圈中的電流是單向流動(dòng)的，其H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式為半橋結(jié)構(gòu)，半橋結(jié)構(gòu)由2個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂由I個(gè)可控開(kāi)關(guān)管和I個(gè)二極管組成。一個(gè)半橋式H橋控制一個(gè)線圈，在一個(gè)5自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)中，共有10個(gè)軸承線圈，故需要10個(gè)半橋式H橋，即需要20個(gè)可控開(kāi)關(guān)管和20 二極管，因此該方案所需的功率器件較多，硬件成本較高，且硬件體積較大。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種全橋式三橋臂功率放大器方案，三個(gè)橋臂控制兩個(gè)線圈，采用空間矢量法對(duì)6個(gè)開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM調(diào)制。這種方式雖然通過(guò)共用一個(gè)橋臂來(lái)控制兩個(gè)線圈，減少了功率器件的使用，但是其是通過(guò)空間矢量技術(shù)控制6個(gè)開(kāi)關(guān)管的占空比，控制方法較為復(fù)雜，且開(kāi)關(guān)功耗較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型的目的在于提供一種磁懸浮軸承開(kāi)關(guān)功率放大器，減小了開(kāi)關(guān)功率放大器的體積，降低了成本，且開(kāi)關(guān)損耗較低，控制方法簡(jiǎn)單可靠。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種磁懸浮軸承開(kāi)關(guān)功率放大器，包括主控電路、驅(qū)動(dòng)電路、三橋臂功率主電路和電流采樣電路，所述主控電路、所述驅(qū)動(dòng)電路、所述三橋臂功率主電路和所述電流采樣電路依次循環(huán)電連接；
[0007]所述三橋臂功率主電路包括三個(gè)橋臂和兩個(gè)軸承線圈，兩個(gè)所述軸承線圈分別為第一軸承線圈LI和第二軸承線圈L2，三個(gè)橋臂分別為第一橋臂、第二橋臂和第三橋臂，所述第一軸承線圈LI設(shè)置在所述第一橋臂和所述第二橋臂之間，所述第二軸承線圈L2設(shè)置在所述第二橋臂和所述第三橋臂之間，所述第一軸承線圈LI和所述第二軸承線圈L2共用所述第二橋臂；
[0008]所述第一橋臂和所述第三橋臂的上橋臂上設(shè)置有開(kāi)關(guān)管，共用的所述第二橋臂的下橋臂上設(shè)置有開(kāi)關(guān)管，或者所述第一橋臂和所述第三橋臂的下橋臂上設(shè)置有開(kāi)關(guān)管，共用的所述第二橋臂的上橋臂上設(shè)置有開(kāi)關(guān)管，且共用的所述第二橋臂上開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有固定的占空比。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一橋臂包括第一開(kāi)關(guān)管Tl和第一二極管Dl，所述第二橋臂包括第二開(kāi)關(guān)管T2和第二二極管D2，所述第三橋臂包括第三開(kāi)關(guān)管T3和第三二極管D3 ；
[0010]所述第一開(kāi)關(guān)管Tl的基極連接所述驅(qū)動(dòng)電路，適用于輸入第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)gl，所述第一開(kāi)關(guān)管Tl的發(fā)射極連接所述第一二極管Dl的陰極，所述第一二極管Dl的陽(yáng)極連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的發(fā)射極，所述第一開(kāi)關(guān)管Tl的集電極連接所述第二二極管D2的陰極，所述第二二極管D2的陽(yáng)極連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的集電極，所述第二開(kāi)關(guān)管T2的基極連接所述驅(qū)動(dòng)電路，適用于輸入第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)g2 ;
[0011]所述第三開(kāi)關(guān)管T3的集電極連接所述第二二極管D2的陰極，所述第三開(kāi)關(guān)管T3的基極連接所述驅(qū)動(dòng)電路，適用于輸入第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)g3，所述第三開(kāi)關(guān)管T3的發(fā)射極連接所述第三二極管D3的陰極，所述第三二極管D3的陽(yáng)極連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的發(fā)射極；
[0012]所述第一軸承線圈LI的一端連接所述第一開(kāi)關(guān)管Tl的發(fā)射極，所述第一軸承線圈LI的另一端連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的集電極，所述第二軸承線圈L2的一端連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的集電極，所述第二軸承線圈L2的另一端連接所述第三開(kāi)關(guān)管T3的發(fā)射極。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一橋臂包括第一開(kāi)關(guān)管Tl和第一二極管Dl，所述第二橋臂包括第二開(kāi)關(guān)管T2和第二二極管D2，所述第三橋臂包括第三開(kāi)關(guān)管T3和第三二極管D3 ；
[0014]所述第一二極管Dl的陰極連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的集電極，所述第一二極管Dl的陽(yáng)極連接所述第一開(kāi)關(guān)管Tl的集電極，所述第一開(kāi)關(guān)管Tl的基極連接所述驅(qū)動(dòng)電路，適用于輸入第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)gl，所述第一開(kāi)關(guān)管Tl的發(fā)射極連接所述第二二極管D2的陽(yáng)極，所述第二二極管D2的陰極連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的發(fā)射極，所述第二開(kāi)關(guān)管T2的基極連接所述驅(qū)動(dòng)電路，適用于輸入第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)g2 ;
[0015]所述第三二極管D3的陰極連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的集電極，所述第三二極管D3的陽(yáng)極連接所述第三開(kāi)關(guān)管T3的集電極，所述第三開(kāi)關(guān)管T3的發(fā)射極連接所述第二二極管D2的陽(yáng)極，所述第三開(kāi)關(guān)管T3的基極連接所述驅(qū)動(dòng)電路，適用于輸入第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)g3 ;
[0016]所述第一軸承線圈LI的一端連接所述第一開(kāi)關(guān)管Tl的集電極，所述第一軸承線圈LI的另一端連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的發(fā)射極，所述第二軸承線圈L2的一端連接所述第二開(kāi)關(guān)管T2的發(fā)射極，所述第二軸承線圈L2的另一端連接所述第三開(kāi)關(guān)管T3的集電極。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主控電路包括預(yù)設(shè)模塊、PI控制模塊和PWM生成模塊；
[0018]所述預(yù)設(shè)模塊適用于預(yù)設(shè)第一參考電流IMfl和第二參考電流I Mf2，并預(yù)設(shè)所述第二橋臂上開(kāi)關(guān)管對(duì)應(yīng)的PWM2信號(hào)的占空比；
[0019]所述PI控制模塊適用于根據(jù)所述第一軸承線圈的實(shí)際電流1_與預(yù)設(shè)的第一參考電流Irefl的誤差進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，根據(jù)所述第二軸承線圈的實(shí)際電流I _2與預(yù)設(shè)的第二參考電流Id2的誤差進(jìn)行PI調(diào)節(jié)；
[0020]所述PWM生成模塊適用于生成并輸出PWMl信號(hào)?PWM3信號(hào)。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述PWMl信號(hào)和所述PWM3信號(hào)與所述PWM2信號(hào)反相，且所述PWMl信號(hào)和所述PWM3信號(hào)的低電平中心與所述PWM2信號(hào)的高電平中心對(duì)齊。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電流米樣電路包括第一電流米樣電路和第二電流米樣電路，所述第一電流采樣電路與所述第一軸承線圈LI連接，適用于采集所述第一軸承線圈LI的實(shí)際電流；所述第二電流采樣電路與所述第二軸承線圈L2連接，適用于采集所述第二軸承線圈L2的實(shí)際電流。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電流采樣電路還包括第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置在所述第一電流采樣電路和所述主控電路之間，所述第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置在所述第二電流采樣電路和所述主控電路之間。
[0024]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和所述第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊為A/D轉(zhuǎn)換器或運(yùn)算放大器。
[0025]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述三橋臂功率主電路還包括第一電阻Rl和第二電阻R2，所述第一電阻Rl與所述第一軸承線圈LI串聯(lián)設(shè)置，所述第二電阻R2與所述第二軸承線圈L2串聯(lián)設(shè)置。
[0026]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0027]本實(shí)用新型的磁懸浮軸承開(kāi)關(guān)功率放大器，通過(guò)采用兩個(gè)軸承線圈共用H橋的第二橋臂，實(shí)現(xiàn)了三個(gè)橋臂控制主動(dòng)式磁懸浮軸承的兩個(gè)軸承線圈的電流，且第二橋臂上開(kāi)關(guān)管采用固定占空比的PWM2信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使得控制方式簡(jiǎn)單便捷。而且，本實(shí)用新型的磁懸浮軸承開(kāi)關(guān)功率放大器在實(shí)現(xiàn)5自由度的懸浮控制時(shí)，僅需要5個(gè)半橋式三橋臂功率主電路，即共需要15個(gè)可控開(kāi)關(guān)管和15個(gè)二極管，減小了放大器的體積，降低了放大器的成本，降低了放大器的開(kāi)關(guān)損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型的磁懸浮軸承開(kāi)關(guān)功率