精密微电机三相驱动电源
陈本竹（船舶总公司长平机械厂）
l引言
电气设备的可靠度r(t)越来越成为设计者所关注的一项重要技术指标，其简化设计也就成为设备可靠性设计中的重要一环。简化设计是多方面的，其中除应去掉可有可无的电路或元器件和采用尽可能简单的电路形式之外，还应尽可能地选用集成电路取代分立元件电路，选用高稳定性电路，增设保护电路，减少损坏性故障。集成功率运算放大器融运算放大器、功率放大器和过热过流保护等环节于一体，当反相输入端引入深度电压负反馈后，电路的性能指标几乎完全取决于外接电阻和电容等无源元件的参数。因此，集成功率运算放大器有极高的稳定可靠性，而外型尺寸却仅如一个同等功率的普通晶体管一样大。采用集成功率运放制作的微电机驱动电源，很容易实现机内各环节的集成化和系列化，满足其应用不断扩大的各种规格微电机的需要。
2工作原理
精密微电机三相驱动电源的电路结构框图如图1所示。直流32v输给稳压环节，分别输出24v和12v的稳定直流电压。12v作为振荡、分频环节和环形分配环节的供电电源；24v则作为三相开关功率放大环节的供电电源，以输出稳定的三相方波电压。
驱动电源隙功放环节采用集成功率运放之外，其它3个环节的全部有源器件也都采用集成电路，因此整个电路显得极为简单。图2所示电路为稳压环节的电原理图。两个3 端稳压器n1和n2分别采用集成化的7824和7812。7824额定输出电流为1. 5a; 7812可选0. 5a的器件，因为它的实际工作电流很小，不过几十毫安。振荡、分频和环形分配环节的电原理图示于图3。为了尽可能地缩小印刷电路板的面积和整体电源的体积，采用了高集成化的内部已置入振荡器的计数器cc4060集成电路作为振荡和分频环节n3，n3有14级2进制计数电路，****分频数为214=16384。这给选用超小型石英晶体谐振器创造了条件。当 n3的10脚和1 1脚均接上谐振频率为2. 4576mhz的石英谐振器时，其内部有准确的高频方波信号输到各级计数器上。当输出信号由n3的第10个2分频级q10端（也即第15脚）引出时，分频系数就是210=-1024。2457600hz/1024=2400hz。
由cmos集成电路构成的环形分配器n4，采用专为电机控制驱动电路而设计的 ch250b。它可以将（即第7脚）输入的方波电压信号，六分频后由q1、q2和q3端子即第11、12和13脚输出准确的三相正方波电压信号。由于仅将它用于固定相序输出，有些端子可以商接并入手、负迫源线上，从而成为外围元件最少的一种应用形式。r端子（即第10脚）接在电容器c4和电阻r2之间，实现开机复位，保证n4处于有脉冲输入，即有400hz的三相输出这样一种工作状态。
由环形分配器n输出的方波电压幅值接近nz3端稳压器的额定输出电压12v，电流仅为ima，必须施行电压及电流放大才行。三相开关功放环节的 电原理图如图4所示。集成功率运放n5、n6和n7均接成反相开关放大器的形式，放大倍数为-10。3个正相输入端接在一起，固定在24v/3 -8v的电位上，调整r3与r4电阻的比值，即可调整该点电位。当反相输入端输入幅值接近l2v的方波电压(大于8v)时，输出端即有反相幅值接近24v的方波电压输出，输出电流将取决于负载大小和集成功率运放的负载能力。当n5—n7运放选用美国国家半导体公司出品的lm1875功率运放时，输出电流可达1a。lm1875给出的****电流值为3a，可靠性设计原则规定应降额为1/3使用。
在3个运放的输出端，以及电源正、负端之间，都并接了反接的二极管，它为电动机的滞后电流提供通道，减小尖峰电压，同时也提高了电源效率。
3波形分析
精密三相驱动电源的各部位电压波形示于图5。其中砜为振荡、分频环节n3的输出电压，频率为2400hz。ua、ub和uc则分别为环形分配环节n4的三相输出电压信号波形，它们的电压幅值接近12v。都是对电源负端（零电位）而言的。ua、ub和uc三相方波电压系对ua、ub和uc的开关放大，放大后的幅值取决于功率运放n5～n7的供电电压，而相位与ua、ub和uc分别相差180度。n5、n6和n7输出的线电压o-ab、ubc和uca系ua 、ub和uc的矢 |
