CN102923116A - 一种飞机机电刹车驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种飞机机电刹车驱动器，电源部分为力传感器、位置传感器、控制电路与驱动电路隔离供电；控制电路接收指令刹车力信号和力传感器的力反馈信号、位置传感器发来的电机转子位置信号，输出6路PWM信号提供给驱动电路，进而实现无刷直流电机的基本转动及过流保护控制。本发明增强了刹车驱动器的电磁兼容性，原理成熟，技术成熟度高，增强了刹车驱动器的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种刹车驱动器，具体是一种实现电作动刹车的刹车驱动器。
背景技术
现代飞机多使用数字式电传操纵液压作动刹车***，典型的飞机刹车***中刹车压力执行部件由电液压力伺服阀和电磁阀等组成。基本的工作原理为：驾驶员操纵刹车脚蹬，刹车***中防滑刹车控制盒根据指令与速度传感器信号，输出控制信号给电磁阀使其开启以接通电液压力伺服阀进油通路，并输出刹车防滑电流给电液压力伺服阀，调节输出到刹车机轮的刹车压力，产生适当的制动力矩，实现飞机的刹车和防滑。
在现有技术中，刹车***中刹车压力的调节是由电液压力伺服阀和电磁阀等液压部件实现，但电液压力伺服阀、电磁阀和液压管路的质量重、安装拆卸复杂都降低了飞机的有效载荷和维修性，且伺服阀和电磁阀等部件的故障不易监测并存在液压油泄漏燃烧等风险使其影响了飞机的安全性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种电作动刹车的刹车驱动器，能够提高飞机的测试性、维修性和安全性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括电源电路、控制电路和驱动电路。
所述的电源部分包括电源滤波器和DC-DC电源模块，提供15V和5V电源，为力传感器、位置传感器、控制电路与驱动电路隔离供电。
所述的控制电路包括控制芯片DSP和CPLD，DSP接收指令刹车力信号和力传感器的力反馈信号，并对这两种信号进行综合后通过经典PI控制算法，输出PWM信号和电机转向信号给CPLD，同时DSP还采集自检信号和故障信号以完成对对驱动电路、力传感器和位置传感器的检测；CPLD器件对位置传感器发来的电机转子位置信号、DSP输出的PWM信号、使能信号、电机正反转信号和过流保护信号采集后进行逻辑综合，输出6路PWM信号提供给驱动电路，进而实现无刷直流电机的基本转动及过流保护控制。
所述的驱动电路包括驱动芯片和MOSFET组成的三相全桥逆变电路，所述的驱动芯片内部采用自举技术形成悬浮的高压侧电源。
本发明的有益效果是：
本驱动器供电电源部分设计采取了传感器、控制电路与驱动电路隔离供电，减少了电磁干扰，增强了刹车驱动器的电磁兼容性。
控制电路采用了计算性能高的DSP处理器与CPLD组合，这种控制电路原理成熟，技术成熟度高。CPLD能够在硬件上快速实现上述功能，有效地分担了DSP的运算压力，为控制算法的执行节省了处理器资源。另CPLD还可实现一些特殊功能，如***初始状态设置和刹车结束状态设置等。
驱动电路采取了经典的三相桥式电路，该电路技术成熟，可靠性高，从而增强了刹车驱动器的可靠性。集成驱动芯片内部自举技术形成悬浮的高压侧电源，因而只用一路电源即可驱动三相桥式逆变电路中母线的六个MOSFET，大大降低了电路设计的复杂度，提高了刹车驱动器的可靠性。
附图说明
图1是刹车驱动器控制信号框图。
图2是刹车驱动器电源框图。
图3是刹车驱动器驱动部分框图。
具体实施方式
本发明由电源电路、控制电路、驱动电路组成。其特征在于刹车驱动器完全替代了液压刹车***中的电液压力伺服阀和电磁阀并且改变了刹车做动方式。
刹车驱动器中电源部分由电源滤波器和DC-DC电源模块组成，为刹车驱动器的控制板与刹车主机轮上传感器、驱动电路提供15V、5V电源，和提供15V的工作电压。
控制部分电路主要由控制芯片DSP最小***与CPLD器件组成，DSP主要的功能是接收指令刹车力信号和力传感器的力反馈信号，DSP对这两种信号进行综合后通过经典PI控制算法，输出用于控制无刷直流电机的PWM信号和电机转向信号给CPLD器件，另DSP还采集自检信号和故障信号以完成对对驱动电路、力传感器和位置传感器的检测。CPLD器件主要是对是电机转子位置信号、DSP输出的PWM信号、使能信号、电机正反转信号和过流保护信号采集后进行逻辑综合，输出6路PWM信号提供给驱动芯片，进而实现无刷直流电机的基本转动及过流保护控制。CPLD能够在硬件上快速实现上述功能，有效地分担了DSP的运算压力，为控制算法的执行节省了处理器资源。另CPLD还可实现一些特殊功能，如***初始状态设置和刹车结束状态设置等。
驱动电路中由驱动芯片和MOSFET组成的三相全桥逆变电路构成，如图3所示。集成驱动芯片内部自举技术形成悬浮的高压侧电源，因而只用一路电源即可驱动三相桥式逆变电路中母线的六个MOSFET，大大降低了电路设计的复杂度，提高了刹车驱动器的可靠性。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本实施例某型机配套的电刹车***。本实施例在不改变电刹车刹车***原结构组成原理的前提下，仅对刹车驱动器的软件进行更改即可实现本发明的目的。
本实施例包括1.控制电路板2.电源电路板3.驱动电路板
实施中：电源电路板为刹车驱动器的控制板与刹车主机轮上传感器、驱动电路提供15V、5V电源，和提供15V的工作电压。控制电路板为接收来自刹车***中防滑刹车控制盒防滑刹车电流信号与刹车主机轮上力传感器的反馈电流信号，经电路调理后送入DSP控制芯片AD输入端口，DSP控制芯片对刹车指令电流与反馈电流进行采集与比较后，按经典的PI电机控制算法输出电机转向信号与PWM信号给控制电路板中CPLD器件，CPLD器件完成电机的换向逻辑与PWM脉冲的分配后输出给功率驱动板上的驱动电路。控制电路板还完成刹车驱动器中电路和主机轮上传感器和驱动电路板的故障检测。驱动电路板接收控制电路板的控制信号利用集成驱动芯片完成对6个逆变器的控制，进而驱动电机输出要求的刹车力。
Claims (1)
1.一种飞机机电刹车驱动器，包括电源电路、控制电路和驱动电路，其特征在于：
所述的电源部分包括电源滤波器和DC-DC电源模块，提供15V和5V电源，为力传感器、位置传感器、控制电路与驱动电路隔离供电；
所述的控制电路包括控制芯片DSP和CPLD，DSP接收指令刹车力信号和力传感器的力反馈信号，并对这两种信号进行综合后通过经典PI控制算法，输出PWM信号和电机转向信号给CPLD，同时DSP还采集自检信号和故障信号以完成对对驱动电路、力传感器和位置传感器的检测；CPLD器件对位置传感器发来的电机转子位置信号、DSP输出的PWM信号、使能信号、电机正反转信号和过流保护信号采集后进行逻辑综合，输出6路PWM信号提供给驱动电路，进而实现无刷直流电机的基本转动及过流保护控制；
所述的驱动电路包括驱动芯片和MOSFET组成的三相全桥逆变电路，所述的驱动芯片内部采用自举技术形成悬浮的高压侧电源。
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