《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一种伺服功率驱动电路的设计与实现
电子技术应用
张竟飞，郭晓光，付强，乔辉
中国电子科技集团公司第五十八研究所
摘要： 针对现有电动伺服系统驱动电路效率低、电路复杂、强弱电不隔离等问题，介绍了一种输出电流达36 A的直流有刷电机功率驱动电路，该电路具有效率高、热功耗小、与微控制电路光电隔离、单电源供电等优点。将该电路分解为四个组成部分，对各部分详细说明，并从整个电路内部工作原理及仿真实验情况作具体分析。
關(guān)鍵詞： 电动伺服 功率驱动 硬件设计
中圖分類號(hào)：TP211.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.246084
中文引用格式： 張竟飛，郭曉光，付強(qiáng)，等. 一種伺服功率驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(7)：41-44.
英文引用格式： Zhang Jingfei，Guo Xiaoguang，F(xiàn)u Qiang，et al. Design and implementation of a power servo drive circuit[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(7)：41-44.
Design and implementation of a power servo drive circuit
Zhang Jingfei，Guo Xiaoguang，Fu Qiang，Qiao Hui
No.58 Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation
Abstract： Aiming at the problems such as low efficiency, complex circuit and non-isolation of strong and weak electricity in existing electric servo system, a DC-brushed motor power drive circuit with output current of 36 A is introduced in this paper. This circuit has the advantages of high efficiency, low thermal power consumption, photoelectric isolation from micro control circuit, single power supply and so on. In this paper, the circuit is decomposed into four components, and each part is explained in detail. The concrete analysis is made from the working principle of the whole circuit and the simulation experiment.
Key words : electric servo；power drive；hardware design

引言

隨著智能機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，要求伺服系統(tǒng)尺寸小型化，性能最優(yōu)化，功耗最小化[1]，這就對(duì)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。微處理器的應(yīng)用大大改善了控制系統(tǒng)的性能，而功率驅(qū)動(dòng)部分的發(fā)展卻很緩慢[2-3]?，F(xiàn)有的功率驅(qū)動(dòng)電路或效率低下[4]，或與控制電路不隔離，干擾嚴(yán)重，又或者電路設(shè)計(jì)復(fù)雜可靠性低[5]，這嚴(yán)重限制了伺服系統(tǒng)的發(fā)展，因此新型伺服功率驅(qū)動(dòng)電路的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文提出了一種數(shù)字隔離式大功率[6]有刷直流電機(jī)伺服功率驅(qū)動(dòng)電路，該電路使用單電源供電，將功率電壓通過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)化供驅(qū)動(dòng)控制部分使用，有極寬的電壓輸入范圍（15 V~60 V）；控制地與功率地采用光耦數(shù)字隔離技術(shù)，使系統(tǒng)具有較低的噪聲和優(yōu)良的抗干擾性；使用了新穎的自舉集成芯片[7]及大功率低內(nèi)阻MOS管，使得電路更簡(jiǎn)潔、頻響更快、效率更高[8]；可以直接輸入DSP或TTL數(shù)字PWM信號(hào)進(jìn)行電機(jī)控制[9]。該功率驅(qū)動(dòng)電路可獨(dú)立于控制部分（或做成混合集成模塊）使伺服系統(tǒng)硬件電路大幅簡(jiǎn)化[10]，成本降低，可靠性提高，能夠廣泛應(yīng)用于多種有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中[11]。


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作者信息：

張竟飛，郭曉光，付強(qiáng)，喬輝

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇 無(wú)錫 214035）


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