电机失电制动的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别是直流电机的控制技术。

背景技术

现有电机在失电情况下的制动刹车，有的是靠弹簧和刹车片抱住电机轴，有的是用大功率继电器短路电机线，这两种失电制动，都存在体积大成本高故障率高的问题。

发明内容

为了克服体积大成本高故障率高的问题，本发明提供了一种电机失电制动的控制系统及方法，不用大功率继电器及弹簧刹车片，只要两个电解电容和几个二极管和两个三极管就解决问题了。

本发明所采取的方案是用电解电容储能，专门用来控制MOS管的栅极电位，使MOS管导通，电机线短路，而使电机制动刹车。

与现有技术相比 ，本发明的有益效果是：没有了 机械结构，和机械接触，是纯电子元件组成的电路，体积小，成本低，故障率低。

附图说明

图1为控制下桥MOS管的栅极电位的示意图。

图2为控制上桥P沟MOS管的栅极电位的示意图。

图中1是上桥MOS管的栅极，3是上桥MOS管的栅极，5是上桥MOS管的栅极，2是下桥MOS管的栅极，4是下桥MOS管的栅极，6是下桥MOS管的栅极,7是给储能电容供电的供电模块，8是主电源，9是储能电容，10是驱动模块，11是驱动模块，12是驱动模块，13是隔离二极管。

实施方法1：

参照图1，7是给储能电容供电的供电模块，是通过主电源降压到15V，通过隔离二极管13给储能电容9充电，再给驱动模块12供电（驱动模块在没有PWM脉宽输入时，耗电很小）。储能电容用二个16V2200UF的电解电容就可以维持1分钟的制动了。隔离二极管13要用电流2A及以上的，因为主电源上电的瞬间电流大。3个驱动芯片是常用的FD2103（不是因为我们的方案加的，原控制电路本来就有的），二极管D1.D2.D3及三极管Q1.Q2的电流都很小，参数不限。

在主电源12有电的情况下，主电源12给供电模块7供电，再通过隔离二极管给储能电容充电和驱动模块工作。主电源还通过R4.R2分压给三极管Q2加电压，使Q2输出接地，这样Q1就停止输出，就不会控制驱动芯片10、11、12了，驱动芯片就完全受控单片机了。

在主电源12失电的1分钟内，储能电容放电给驱动模块以及R2.R1.Q1。主电源没有给三极管Q2加电压了，使Q2输出悬空，这样Q1就输出接地了，通过二极管D1.D2.D3控制驱动芯片10、11、12了，使3个驱动芯片的LIN端都低电位，致使全部下桥MOS管M2.M4.M6的栅极高电位，下桥MOS管M2.M4.M6全部导通，电机的三相A.B.C短路而制动刹车。

实施方法2：

针对上桥是P沟MOS管的控制系统。参照图2，7是给储能电容供电的供电模块，是通过主电源降压到5V或3.3V(单片机的电源)，通过隔离二极管13给储能电容9充电，储能电容用二个6.3V1000UF的电解电容就可以维持30分钟的制动了。隔离二极管13要用电流1A及以上的，二极管D1.D2.D3及三极管Q1.Q2的电流都很小，参数不限。

在主电源12有电的情况下，主电源12给供电模块7供电，再通过隔离二极管给储能电容充电。主电源还通过R4.R2分压给三极管Q2加电压，使Q2输出接地，这样Q1就停止输出，就不会控制上桥MOS管M1.M3.M5的栅极电位了。

在主电源12失电时，储能电容放电给R2.R1.Q1。主电源没有给三极管Q2加电压了，使Q2输出悬空，这样Q1就输出接地了，通过二极管D1.D2.D3控制上桥MOS管M1.M3.M5的栅极电位了，使3个上桥MOS管M1.M3.M5的栅极都低电位，致使上桥MOS管M1.M3.M5全部导通，电机的三相A.B.C短路而制动刹车。