特种机器人的低电压大功率电机驱动系统设计

光耦模块后将AD1、AD3、AD5接到STM32单片机的AD引脚上，用作电流反馈。在本设计中，采用3个MOS管并联，最终驱动器的最大驱动电流为100 A，由式(6)可算得每个MOS管的电流保护点Ip=43 A。

在如图4所示的电路中，如果HO输入一定占空比PWM信号后，Q1、Q5、Q9都导通，而且流过每个MOS管的电流都在Ip范围内。此时增加PWM的占空比，假设此时流过Q5的电流已超过Ip范围，则会产生过流信号限制PWM的继续增加，由于MOS管的自动均流特性，Q1、Q9的电流会增加，同时Q5的电流减小，小于Ip电流保护点，则过流信号消失，PWM的占空比就可以继续增加。以后一直重复以上过程，直到达到新的电流平衡为止，最终实现驱动器输出电流为100 A的目的。
3 实验验证
(1)RCD吸收电路验证
如图5所示，在没有RCD吸收电路时，随着PWM占空比的增加，尖峰电压迅速增加；使用RCD吸收电路后，尖峰电压没有明显变化。实验表明，本文设计的RCD吸收电路能基本吸收尖峰电压，并将其控制在30 V以下，这样对MOS管的冲击较小，MOS管能更稳定地工作。

(2)驱动器输出特性验证
为了测试驱动器的实际输出性能，本文选用淄博惠康微电机公司生产的J130ZYT66PX36A3直流力矩电机进行了实际测试。如图6所示，本文设计的驱动器在水泥场地上输出的最大电流已超过100 A，且MOS管温升不明显。

本文使用RCD吸收回路削弱了电机启停过程中产生的尖峰，将尖峰控制在30 V以下；同时使用均流保护电路很好地解决了并联MOS管局部过流的问题，从而达到了驱动电压为24 V时，持续驱动电流达100 A的目的。实验表明，本文提出的使用IR2184驱动由并联MOS管搭建的H桥的设计实现了对项目中核应急处理机器人的稳定可靠控制。
参考文献
[1] 黄伟君.双凸极永磁电机恒速系统的研究[D].南京：南京航空航天大学，2006.
[2] 余晓填，杨曦，陈安.基于移动机器人直流电机驱动电路的设计与应用[J].微电机，2011，44(11)：37-38．
[3] 陈曦，隋龙.低电压大功率直流电机驱动器[J].电机控制与应用，2009，36(12)：10-13.
[4] International Rectifier.应用指南AN-978“高压悬浮门驱动IC”[EB/OL].(2013)[2013].http：//www.irf.com/technical-in-fo/appnotes/an-978c.pdf.
[5] 春兰.独立运行光伏发电系统功率控制研究[D].呼和浩特：内蒙古工业大学，2007.
[6] 陈毓辉.功率MOS管并联方法的研究[J].自动化技术与应用，2012，31(5)：72-76.