寇浩宇

（中国电子科技集团第二十研究所，西安 710068）

随着电力电子技术、传感器技术以及电机控制理论的不断发展，高性能永磁同步电机交流伺服系统在许多高科技领域得到了广泛应用[1-2]，如机床、航天航空、雷达与各种武器装备系统等。在伺服系统设计过程中，高性能功率驱动电路设计关系到整个控制系统的优劣。近年来，随着微电子技术和功率电力电子技术的飞速发展，出现了一些高性能、高集成度的功率驱动器件。本文将智能功率模块（Intelligent Power Module，IPM）引入驱动控制设计，以永磁同步电机为对象，分析了主电路拓扑结构、检测电路及保护电路等，并在此基础上研究和探讨了功率驱动电路 设计[3]。

1 功率驱动电路设计

IPM主拓扑结构如图1所示。内部封装6个绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）进行单独控制，具有功率容量大、电流大的特点，保护功能完善，具备三相过流、母线过流及过温保护功能。当发生故障时，故障信号输出端会输出故障信号，内部会对外部控制信号进行光耦隔离。该结构采用隔离电压供电，输入6路脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）方波工作频率高，导通压降低，损耗小。实际使用时，伺服控制系统还需要辅助外围保护和检测电路，主要包括相电流、母线电压、故障信号检测电路以及过压泄放保护电路，以提高可靠性[4-5]。

图1 IPM内部主拓扑结构

1.1 信号检测电路

1.1.1 母线检测电路

通过220 V整流得到母线直流电压（Vias Voltage Direct Current，VDC），由于存在工作或输入异常产生的过压情况，需要设置过压的阈值，使用电阻式分压电路来调解母线直流电压，以适应数字信号处理（Digital Signal Process，DSP）0～3 V的输入电压。……