一种基于一体化EMC设计的控制驱动器的制作方法

本发明属于航空控制驱动器设计领域，涉及一种基于一体化emc设计的控制驱动器。

背景技术：

1、大飞机货舱门作动系统为国产自主研发的一种新式的机电一体化货舱门作动系统，其作为主控装置的控制驱动器负责货舱门作动系统的控制和驱动，进而完成货舱门的开启和关闭功能。

2、而在飞机上电磁兼容性和体积重量要求高的情况下，现有的控制驱动器电磁兼容性较差，结构复杂庞大，质量大，为整体控制效率和控制可靠性带来了风险。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于一体化emc设计的控制驱动器，在飞机上电磁兼容性和体积重量要求高的情况下，设计了基于一体化emc设计的控制驱动器，其电磁兼容性好，且结构紧凑、重量轻，实现了货舱门作动系统的控制。

2、本发明解决技术的方案是：

3、一种基于一体化emc设计的控制驱动器，包括壳体、信号接口板、电源接口板、驱动板、控制板、隔板和连接器；

4、其中，壳体为倒置l型结构，壳体的顶部为水平部分，壳体的底部为竖直部分；连接器设置在壳体水平部分的端处；信号接口板和电源接口板均水平设置在壳体水平部分的内腔中，信号接口板位于电源接口板的上方；且信号接口板和电源接口板通过水平放置的隔板隔开；隔板位于壳体水平部分的中部；驱动板和控制板均竖直设置在壳体竖直部分的内腔中，且驱动板靠近电源接口板，控制板远离接口板。

5、在上述的一种基于一体化emc设计的控制驱动器，所述水平放置的隔板与竖直放置的控制板组成l形分割板；l形分割板将壳体内腔分为2个区域，分别为弱电区和强电区。

6、在上述的一种基于一体化emc设计的控制驱动器，所述弱电区和强电区均为倒置l形腔体；其中，电源接口板和驱动板所在区域为强电区；控制板和隔板外侧区域为弱电区。

7、在上述的一种基于一体化emc设计的控制驱动器，所述驱动板包括lc滤波电路、驱动电源变换电路、母线电压电流采集电路、相电流采集电路和驱动电路；控制板包括emi滤波电路、电源变换电路、母线电压电流调理电路、相电流调理电路、ad采集电路、信号隔离电路、fpga、输出隔离电路、旋变解码电路和rs485通信电路；

8、电源接口板：接收外部28v电源输入，对28v电源进行滤波处理，生成滤波后的28v电源，并将滤波后的28v电源分别发送至lc滤波电路和emi滤波电路；

9、lc滤波电路：接收电源滤波保护电路输出的滤波后的28v电源，对28v电源进行二次滤波，生成28v驱动电源，并将28v驱动电源分别发送至驱动电源变换电路、母线电压电流采集电路和驱动电路；

10、驱动电源变换电路：接收lc滤波电路传来的28v驱动电源，转换为15v电源，并将15v电源发送至驱动电路；

11、驱动电路：接收lc滤波传来的28v驱动电源，接收驱动电源变换电路传来的15v电源，启动工作；接收fpga传来的6路pwm信号，对6路pwm信号进行隔离生成驱动电机的三相信号，将三相信号输出作为电机驱动信号输出；并将其中两相电流信号发送至相电流采集电路；

12、母线电压电流采集电路：接收lc滤波电路传来的28v驱动电源，采集母线电压和母线电流信号，并将采集到的母线电压和母线电流信号发送至母线电压电流调理电路；

13、相电流采集电路：采集驱动电路传来的两相电流信号，并将两相电流信号发送至相电流调理电路；

14、emi滤波电路：接收电源接口板传来的滤波后的28v电源，对28v电源进行二次滤波，生成28v控制电源，并将28v控制电源发送至电源变换电路；

15、电源变换电路：接收emi滤波电路传来的28v控制电源，对28v控制电源进行转换处理后，为控制板中其他各电路供电；

16、母线电压电流调理电路：接收母线电压电流采集电路传来的母线电压和母线电流信号；对母线电压和母线电流信号进行信号调理，生成匹配ad采集电路输入端的母线电压和母线电流模拟信号，并发送至ad采集电路；

17、相电流调理电路：接收相电流采集电路传来的两相电流信号，对两相电流信号进行信号调理，生成匹配ad采集电路输入端的两相电流模拟信号，并发送至ad采集电路；

18、ad采集电路：接收母线电压电流调理电路传来的母线电压和母线电流模拟信号；接收相电流调理电路传来的两相电流模拟信号；分别进行模数转换，生成母线电压和母线电流数字信号、两相电流数字信号；将母线电压和母线电流数字信号、两相电流数字信号发送至fpga；

19、信号接口板：接收外部传来的指示信号，进行滤波处理，将滤波后的指示信号发送至信号隔离电路；

20、信号隔离电路：接收信号接口板传来的滤波后的指示信号，对滤波后的指示信号进行隔离处理，并将隔离处理后的指示信号发送至fpga；

21、旋变解码电路：接收外部传来的电机转子位置信号，将电机转子位置信号解算为电机转子位置数字信号，并电机转子位置数字信号发送至fpga；

22、rs485通信电路：接收外部上位机发出的通信信号，将通信信号转发至fpga；

23、fpga：接收ad采集电路传来的母线电压和母线电流数字信号、两相电流数字信号，进行电压和电流的监测实现对控制驱动器的保护；接收旋变解码电路传来的电机转子位置数字信号；生成6路pwm信号，并将6路pwm信号发送至驱动电路；接收信号隔离电路传来的隔离处理后的指示信号；根据指示信号的组合逻辑，生成执行命令；将执行命令通过输出隔离电路传输至外部控制面板；接收rs485通信电路传来的通信信号，通过rs485通信电路与外部上位机建立通信链路。

24、在上述的一种基于一体化emc设计的控制驱动器，所述电源变换电路先将28v控制电源线转换成15v电源和+5v电源；再将+5v电源转换成+3.3v电源和+1.5v电源。

25、在上述的一种基于一体化emc设计的控制驱动器，电源变换电路为fpga提供+3.3v电源和+1.5v电源，为ad采集电路提供15v电源、+5v电源和+3.3v电源，为信号隔离电路提供+3.3v电源，为旋变解码电路提供15v电源、+5v电源和+3.3v电源，为rs485通信电路提供+5v电源和+3.3v电源，为母线电压电流调理电路和相电流调理电路提供15v电源。

26、在上述的一种基于一体化emc设计的控制驱动器，所述母线电压电流调理电路采用运算放大器对母线电压和母线电流信号进行信号调理；所述相电流调理电路采用运算放大器对两相信号进行信号调理。

27、在上述的一种基于一体化emc设计的控制驱动器，所述fpga与外部上位机建立通信链路后，实现外部上位机与控制驱动器的通信，用于控制驱动器和系统联调测试过程中的数据监测。

28、在上述的一种基于一体化emc设计的控制驱动器，所述指示信号包括关闭信号、锁闭信号、锁定信号、压差信号，起落架的轮载信号，控制面板的开启命令和关闭命令信号。

29、在上述的一种基于一体化emc设计的控制驱动器，所述输出隔离电路通过隔离光耦进行信号的电平匹配和隔离，实现控制驱动器和外界信号的非直接电连接，防止因有电的连接引起的干扰。

30、本发明与现有技术相比的有益效果是：

31、(1)本发明根据强弱电分离的原则，壳体内部，将功率电电源接口板和控制信号信号接口板用金属隔板隔开，形成两个独立的腔体，减少电磁干扰的耦合；

32、(2)本发明增加了电源接口板和信号接口板，在对外接口电路加入滤波和防护，对外部的信号及干扰进行处理；

33、(3)本发明在布局方面，将信号接口板放置在信号连接器的入口处，缩短了滤波防护电路与接口连接器的距离，降低了外部干扰的传导影响。