某光电装备电机驱动电路失效分析

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1、第21卷第8期电子设计工程2013年4月Vo1．21No．8ElectronicDesiznEnzineeriApr．2013某光电装备电机驱动电路失效分析芦峰，宋晓明，沈韩，何玉兰，李广良(西安应用光学研究所陕西西安710065)摘要：驱动电路的性能很大程度上影响整个系统的工作性能。驱动电路的设计中主要考虑功能和性能等方面的因素。本文首先介绍了某平台的电机驱动电路，然后就实际工作及实验中驱动电路出现的失效信息作以分析，对问题进行总结：导致样品失效原因是由于电机产生的反电动势使功率模块内部的三极管芯片产生表面击穿，致使电源与地短路．产生大电流导致功率模块与继电器以

2、及三极管烧毁。最后并提出了解决方案。关键词：驱动电路；失效分析；H桥；PWM中图分类号：TP13文献标识码：A文章编号：1674—6236(2013)08—0020—02TheinvalidationanalysisonthedrivingcircuitinaphotoelectricsystemLUFeng，SONGXiao—ming，SHENHan，HEYu—lan，LIGuang—liang(Xi’anInstituteofAppliedoptics，Xi’art710065，China)Abstract：Thedrivingcircuitaffectsth

3、ebehaviourofthesystemonagreatdegree．Thefactorssuchasfunctionareconsideredindesignofdrivingmainly．Atfirst，thedrivingcircuitusedbynavyisintroducedinthispaper，andthensomeanalysisabouttheinvalidationinthejobandexperimentisdiscussed，andasummaryonproblemiscarriedout：thereasonwhythesamplebec

4、omeinvalidisthattheopposingelectromotiveforcewhichisproducedbythemotorLeadstothesurfacepunctureoftheaudion，SOthepowermoduleandthefieldaleinshortcircuit，andthecurrentiscreasingactuallywhichdestroysthemoduleaswellasaudion．Atlast，thesolutionsaregiven．Keywords：drivingcircuit；invalidationa

5、nalysis；Hbridge；PWM驱动电路的性能很大程度上影响整个系统的工作性能。功驱动电路的设计中主要考虑功能和性能等方面的因素，例如电机是单向还是双向转动、需不需要调速等等。对于单向的电机驱动．只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速，只要使用继电器即可；但如果需要调速，可以使用三极管，场效应管等开关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速[1-5]。我某平台的驱动电路为双极性驱动方式，利用H桥驱动电路和PWM控制实现对直流电动机正反两个方向的

6、调速控制和伺服控制。由于H桥驱动电路和PWM调速的电机驱动图1功率驱动电路电路存在共态导通、反向制动电流过大等一些问题，在实际Fig．1P0wdriingircuit工作和实验中，会遇到驱动电路失效问题。下面，就几种经常1．2功率模块部分出现的失效现象对驱动电路作以失效性分析。该设备功率模块采用东芝某型号功率模块，模块内部电1某平台的电机驱动电路纂o4L1功率驱动电路部分垂直腿，而电机就是H中的横杠。控制信号经过比较器产生方波，经过如图1所示电路输如图2所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一出(H1～H4)到功率模块。通过计算机控制继电器的吸合，为个电机。要使

7、电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根一据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至收稿日期：2012—11-17稿件编号：201211142作者简介：芦峰(1979一)，男，河南南阳人，硕士研究生。研究方向：伺服控制器设计。-20-芦峰．等某光电装备电机驱动电路失效分析左流过电机，从而控制电机的转向昀。导致2个功率模块均有一个三极管芯片发生表面击穿，如图2中的Q1、Q4或者Q2、Q3三极管，当发出电机改变方向控制命令时，三极管依然处于导通状态，电机无法停止转动，但由于另一控制电机反方向的两功率管接受了改变方向的信号后也处于在导通状态．这时候两功率模块

8、的四个功率