阅读说明：本技术 一种航空高压无刷直流电动机控制器上电控制电路及控制方法 (A kind of aviation high-voltage brushless DC motor controller electrifying control circuit and control method ) 是由 王金强 田英明 于 2019-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种航空高压无刷直流电动机控制器上电控制电路及控制方法,航空高压无刷直流电动机控制器上电同时,上电控制电路接收机上供电系统输出的经电源转换后的控制电V1；RC电路充电,在电容电压上升到V2之前,MOS管断开,切断对功率驱动电路供电；通过调整RC参数,使电容电压上升到V2的时间大于控制芯片上电初始化过程时间；当电容电压上升到V2后,驱动MOS管闭合,将控制电压V1输出至功率驱动电路。本发明在控制信号输出端设计了上电控制电路,确保控制芯片在完成上电初始化之前,功率电路始终处于关闭状态,有效避免在上电过程中发生功率电路直通短路故障,提高控制器可靠性,降低控制器对控制供电及功率供电的时序要求,简化了飞机电源系统供电设计。(The present invention proposes the control electricity V1 after power supply is converted that a kind of aviation high-voltage brushless DC motor controller electrifying control circuit and control method, aviation high-voltage brushless DC motor controller power on simultaneously, and power supply system exports on electrifying control circuit receiver；The charging of RC circuit, before capacitance voltage rises to V2, metal-oxide-semiconductor is disconnected, and cutting powers to power driving circuit；By adjusting RC parameter, the time for making capacitance voltage rise to V2 is greater than the control chip power up initialization process time；After capacitance voltage rises to V2, driving metal-oxide-semiconductor closure exports control voltage V1 to power driving circuit.The present invention devises electrifying control circuit in control signal output, ensure to control chip before completing power-up initializing, power circuit is in close state always, it effectively avoids that power circuit shoot through failure occurs in power up, improve controller reliability, controller is reduced to the timing requirements of control power supply and power power supply, simplifies aircraft power system power-supply service.)

一种航空高压无刷直流电动机控制器上电控制电路及控制 方法

技术领域

本发明涉及航空高压无刷直流电动机驱动控制技术领域，具体为一种航空高压无刷直流电动机控制器上电控制电路及控制方法。

背景技术

随着我国航空科技向着多电技术的发展，无刷直流电动机越来越多的在泵类、机电及电液作动系统动力源使用，该类电动机均需控制器进行驱动，电动机控制器一般要求供电时先上控制电，再上功率电，以避免供电时序错误，因为先上功率电，再上控制电后，在控制器内控制芯片上电初始化过程中会由于端口状态不稳定，导致控制器内功率电路发生直通短路等故障，影响任务可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空高压无刷直流电动机控制器上电控制技术，以解决现有电动机控制器在上电过程中，因供电时序错误而易发生功率电路直通短路故障等问题。

本发明的技术方案为：

所述一种航空高压无刷直流电动机控制器上电控制电路，其特征在于：包括RC电路、MOS管、精密可调电压基准、三极管控制电路；其中MOS管控制航空高压无刷直流电动机中的功率驱动电路供电；

航空高压无刷直流电动机控制器上电同时，所述上电控制电路接收机上供电系统输出的经电源转换后的控制电，控制电压V1；其中RC电路开始充电，在电容电压上升到V2之前，上电控制电路输出端MOS管断开，切断对功率驱动电路供电，使航空高压无刷直流电动机中的功率电路处于关闭状态；且通过调整RC电路的RC参数，使从控制器上电到电容电压上升到V2的时间大于控制器中控制芯片的上电初始化过程时间；

当电容电压上升到V2后，精密可调电压基准工作，将控制电压V1送入三极管控制电路，控制三极管处于饱和工作状态，将MOS管控制信号送入MOS管，驱动MOS管闭合，将控制电压V1输出至功率驱动电路。

所述一种航空高压无刷直流电动机控制器上电控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：航空高压无刷直流电动机控制器上电同时，机上供电系统输出的功率电直接加在航空高压无刷直流电动机的功率电路上，并将机上供电系统输出的控制电经电源转换成相应的控制电源V1和V3，分别输出至上电控制电路及控制芯片；

步骤2：控制芯片接收到V3电源供电后开始上电初始化，并在完成上电初始化后输出电动机控制信号到功率驱动电路；上电控制电路中的RC电路接收到V1电源供电后开始充电，电容电压上升到V2之前，上电控制电路输出端MOS管断开，切断对后级功率驱动电路供电，使功率电路处于关闭状态；且从控制器上电到电容电压上升到V2的时间大于控制器中控制芯片的上电初始化过程时间；

步骤3：当电容电压上升到V2后，精密可调电压基准工作，将控制电压V1送入三极管控制电路，控制三极管处于饱和工作状态，将MOS管控制信号送入MOS管，驱动MOS管闭合，将控制电压V1输出至功率驱动电路，控制芯片输出的电动机控制信号经功率驱动电路后，输出至后级功率电路，驱动电动机正常工作。

有益效果

本发明针对现有电动机控制器上电时序错误所引起的功率电路易发生直通短路的问题，在控制信号输出端设计了上电控制电路，确保控制芯片在完成上电初始化之前，后级功率电路始终处于关闭状态，能有效避免在上电过程中发生功率电路直通短路故障，提高了控制器的可靠性，降低了控制器对控制供电及功率供电的时序要求，简化了飞机电源系统供电设计。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：上电控制电路图；

图2：上电控制方法流程图。

具体实施方式

现有电动机控制器一般要求供电时先上控制电，再上功率电，对供电时序有严格的要求，一旦供电时序错误，可能会造成控制器故障，可靠性较低。采用本发明的电动机控制器，能有效避免在上电过程中因供电时序问题易发生功率电路直通短路故障，提高了控制器的可靠性，降低了控制器对控制供电及功率供电的时序要求。

本发明在航空高压无刷直流电动机控制器上电同时，将机上供电系统输出的功率电直接加在功率电路上，并将机上供电系统输出的控制电经电源转换成3.3V电源和5V电源，分别输出至控制芯片及上电控制电路。

上电控制电路由MOS管、三极管、精密可调电压基准、二极管、电阻、电容等元器件组成，各元器件之间的连接关系如图1所示。

上电控制电路中的RC电路接收到5V电源供电后开始充电，电容电压上升到2.5V之前，上电控制电路输出端MOS管断开，切断对后级功率驱动电路供电，使功率电路处于关闭状态。

同时，控制芯片接收到3.3V电源供电后开始上电初始化，经过测试，确定上电初始化过程约220ms，完成上电初始化后控制芯片处于正常工作状态，输出电动机控制信号到功率驱动电路。但在控制芯片上电初始化过程中，因芯片端口电平状态的变化，可能会误发控制信号，但是此时是在上电初始化过程中，因上电控制电路输出端MOS管断开，切断对后级功率驱动电路供电，功率驱动电路无供电，因此不会触发功率电路工作。

调整上电控制电路中RC电路的RC参数，在控制器上电后延时T时间(本实施例中控制器上电后延时约400ms)，电容电压上升到2.5V，其中T时长大于控制芯片的上电初始化过程时间。在电容电压上升到2.5V后，上电控制电路中的精密可调电压基准开始工作，将5V电源送入三极管控制电路，控制三极管处于饱和工作状态。

三极管工作在饱和状态后，将MOS管控制信号送入上电控制电路输出端MOS管，驱动MOS管闭合，将5V电源输出至功率驱动电路，控制芯片输出的电动机控制信号经功率驱动电路后，输出至后级功率电路，驱动电动机正常工作。

本发明控制方法流程图见图2。流程图简单明了的展示了这种航空高压无刷直流电动机控制器上电控制方法所实施的具体步骤及内在的联系。

本发明具体应用在某型号飞机燃油系统配套的泵用高压无刷直流电动机控制器中，与所控制的燃油泵用高压无刷直流电动机配套进行了数据测试。在不同的工况下，反复对控制器进行上电操作，同时对上电控制电路进行了测试，确定控制芯片上电初始化时间为220ms，而上电控制电路按照设定的参数，延时400ms输出5V电源至功率驱动电路，确保了控制器上电的可靠性，满足设计需求。

该发明目前已经应用于某型号飞机燃油系统配套的电动机控制器上，其技术性能达到了燃油泵的使用要求，满足燃油系统总体要求。该发明还可推广应用于同类航空无刷直流电动机系统中，具有重要的军事价值和经济效益。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。