CN105577044B - 一种旋转式斯特林制冷机驱动控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其对制冷温度的电平值与设定的目标温度的电平值进行比较得到制冷温度信号差，当制冷温度远高于目标温度时，结合电机位置信号，经位置编码器输出固定脉宽的方波控制信号，驱动功率驱动电路控制三相直流无刷电机运转带动斯特林制冷机全速工作；当制冷温度到达控温设定点附近时，将二者的电压差值经过放大、滤波处理后与三角波进行对比，输出一个脉宽调节的方波，驱动功率驱动电路根据该方波占空比的调整来控制输出功率，即采用PWM方式驱动直流无刷电机工作，从而实现基本恒定的闭环动态制冷温度控制。本发明所述方案实现了对旋转式斯特林制冷机的精准控温。

Description

一种旋转式斯特林制冷机驱动控制器

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种旋转式斯特林制冷机驱动控制器。

背景技术

红外探测器件，是一种被动式对温度高灵敏的半导体成像器件，通常情况需要在稳定的低温环境下工作，才能达到最佳的红外成像效果，得到高质量的红外图像。为了提供红外探测器件所需稳定的低温环境，通过驱动电路控制器进行精准控温的旋转式斯特林制冷机为其主要的制冷载体之一。随着红外探测器在军民各领域的应用的普及，研发一款集成度与性价比高，功能完善，实用可靠，能成批量生产以满足大部分红外探测器件使用的驱动控制电路变得非常急迫。

发明内容

本发明提供一种旋转式斯特林制冷机驱动控制器，用以提高控温效率和控温精度。

具体的，本发明提供的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，包括：主控电路和功率驱动电路；

所述主控电路，用于根据所述旋转式斯特林制冷机内的霍尔传感器反馈的霍尔信号，确定电机转子位置；用于比较所述旋转式斯特林制冷机制冷温度的电压值与设定的目标温度的电压值，若二者的差值在设定的误差范围内，则基于所述差值，生成PWM波形控制信号；否则，根据所述差值，判断制冷温度是否大于目标温度，若大于，则生成固定脉宽的方波脉冲控制信号；若小于，则生成电机停转控制信号；以及用于根据电机转子位置，输出对应的控制信号；

所述功率驱动电路，用于将所述主控电路输出的所述方波脉冲控制信号输出到所述旋转式斯特林制冷机的电机，以调控所述旋转式斯特林制冷机全功率输出；将所述主控电路输出的所述PWM波形控制信号输出到所述旋转式斯特林制冷机的电机，以微调所述旋转式斯特林制冷机的功率输出；将所述主控电路输出的电机停转控制信号输出到所述旋转式斯特林制冷机的电机。

本发明有益效果如下：

本发明通过选用通用、集成化的元器件进行设计优化得到所述主控电路，该主控电路具有控温设定快速可调的优点，能够保证对旋转式斯特林制冷机进行精准控制；

另外，本发明所述的驱动控制器具有整体结构小、电路功能通用、调试安装方便快捷，稍作调整即可广泛适于三相无刷电机控制的各方面应用，具备产品化量产能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的旋转式斯特林制冷机驱动控制器的结构框图；

图2为本发明提供的旋转式斯特林制冷机驱动控制器的又一结构框图；

图3为本发明中电源防接反及滤波电路原理图；

图4为本发明中控温设定电路原理图；

图5为本发明中制冷测温反馈电路原理图；

图6为本发明中HALL信号反馈滤波电路原理图；

图7为本发明中功率驱动电路原理图；

图8为本发明中限流电路原理图；

图9为本发明中HALL供电电路原理图；

图10为本发明中主控电路的电路原理图；

图11为本发明中调制电平与三角波实测图；

图12为本发明中主控电路内部误差放大器增益放大部分的低通滤波电路原理示意图；

图13为本发明中电路传递函数对应的伯德图；

图14为本发明中驱动旋转式斯特林制冷机工作的闭环控制示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种旋转式斯特林制冷机驱动控制器，该控制器通过斯特林制冷机制冷腔内温度元件反馈信号与设定温度值比较，对斯特林制冷机电机转速进行调速，从而调节斯特林制冷机输出功率，达到精准控制低温冷头温度恒定的目的，使红外探测器件工作在最近状态，从而得到高质量的红外图像。且本发明，通用性强、控温精度高、控温调节方便、具有通用化和小型化特点，性价比高具有工程实用价值，具备量产条件。

具体的，本发明实施例提供的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，如图1所示，包括：主控电路和功率驱动电路；优选地，还包括：控温设定电路和/或HALL供电电路。其中：

控温设定电路，用于设定目标温度的电压值，并将该电压值输出至所述主控电路；

主控电路，用于根据所述旋转式斯特林制冷机内的霍尔传感器反馈的霍尔信号，确定电机转子位置；用于比较所述旋转式斯特林制冷机制冷温度的电压值与设定的目标温度的电压值，若二者的差值在设定的误差范围内，则基于所述差值，生成PWM波形控制信号；否则，根据所述差值，判断制冷温度是否大于目标温度，若大于，则生成固定脉宽的方波脉冲控制信号；若小于，则生成电机停转控制信号；以及用于根据电机转子位置，输出对应的控制信号；

功率驱动电路，用于将所述主控电路输出的所述方波脉冲控制信号输出到所述旋转式斯特林制冷机的电机，以调控所述旋转式斯特林制冷机全功率输出；将所述主控电路输出的所述PWM波形控制信号输出到所述旋转式斯特林制冷机的电机，以微调所述旋转式斯特林制冷机的功率输出；将所述主控电路输出的电机停转控制信号输出到所述旋转式斯特林制冷机的电机；

HALL供电电路，用于为所述旋转式斯特林制冷机内的霍尔传感器供电。

基于上述结构框架及实施原理，下面给出在上述结构下的几个具体及优选实施方式，用以细化和优化本发明所述控制器结构及功能，以使本发明方案的实施更方便，准确。具体涉及如下内容：

本发明实施例中，所述的误差范围可以灵活设定，本实施例中给出一个具体示例值为±0.5mV。

本发明实施例中，主控电路具体包括：误差放大器、转子位置编码器和处理器；其中：

误差放大器，用于对布设于所述旋转式制冷机内的测温元件反馈的制冷温度的电压值和设定的目标温度的电压值进行比较，得到制冷温度信号差，若该信号差在设定的误差范围内，则对该信号差进行放大、滤波处理，得到调制电压值后输出至所述处理器；否则将所述制冷温度信号差输出至所述转子位置编码器；

处理器，用于接收到所述调制电压值后，生成PWM波形控制信号，并将其输出至所述转子位置编码器；

转子位置编码器，用于根据所述旋转式斯特林制冷机内的霍尔传感器反馈的霍尔信号，得到电机转子位置；以及在接收到所述制冷温度信号差时，根据该信号差，判断制冷温度是否大于目标温度，若是，则生成固定脉宽的方波脉冲控制信号，并根据电机转子位置，输出所述方波脉冲控制信号，以调控所述旋转式斯特林制冷机全功率输出；否则，输出电机停转控制信号；以及，在接收到所述PWM波形控制信号时，根据电机转子位置，输出所述PWM波形控制信号，以微调所述旋转式斯特林制冷机的功率输出。

优选地，主控电路还包括：振荡器，用于根据设定的三角波频率，产生三角波。处理器，通过将所述调制电压值与所述三角波进行对比，生成所述PWM波形控制信号。

优选地，本发明实施例中，主控电路还包括：基准源，用于对外提供基准电源VR。

进一步地，本发明实施例中，主控电路将控制信号输出到主控电路内部的推动极AT、BT、CT、AB、BB、CB；其中推动极AT、BT、CT连接到与其对应的上拉电阻；推动极AB、BB、CB连接到与其对应的输出匹配电阻；

主控电路通过上拉电阻输出H桥TOP端控制信号AT、BT、CT至功率驱动电路，通过输出匹配电阻输出H桥BOTTOM端的控制信号AB、BB、CB至功率驱动电路。

进一步地，本发明实施例中，功率驱动电路具体包括：第一N-MOSFET、第二N-MOSFET、第三N-MOSFET、第一P-MOSFET、第二P-MOSFET和第三P-MOSFET；

所述第一N-MOSFET的栅极G极，接收主控电路输出的AB控制信号；第一P-MOSFET的栅极G极，接收主控电路输出的AT控制信号；第一N-MOSFET与第一P-MOSFET的漏极D极连接到一起输出脉冲方波驱动电机绕组A相；

所述第二N-MOSFET的栅极G极，接收主控电路输出的BB控制信号；第二P-MOSFET的栅极G极，接收主控电路输出的BT控制信号；第二N-MOSFET与第二P-MOSFET的漏极D极连接到一起输出脉冲方波驱动电机绕组B相；

所述第三N-MOSFET的栅极G极，接收主控电路输出的CB控制信号；第三P-MOSFET的栅极G极，接收主控电路输出的CT控制信号；第三N-MOSFET与第三P-MOSFET的漏极D极连接到一起输出脉冲方波驱动电机绕组C相；

三个P-MOSFET的源极S极相连接至电源输入端VOUT；三个N-MOSFET的源极S极相连接后接地。

综上可知，本发明所述驱动控制器通过主控电路对测温元件反馈的制冷温度电平值与设定的目标温度的电平值进行比较，当测温元件反馈的电平值远小于目标温度的电平值时(即当前制冷温度远高于目标温度)，主控电路结合通过电机定子中的HALL传感器获取的电机位置信号，经位置编码器输出固定脉宽方波信号，驱动功率驱动电路控制三相直流无刷电机运转带动斯特林制冷机全速工作；当制冷温度到达控温设定点附近时(即在误差范围内时)，主控电路开始进入温度调节模式，对设定的目标温度的电压值与测温元件反馈的电压值进行比较，并将比较结果经过放大、滤波后与在主控电路内部生成的PWM调制三角波进行对比处理，最终主控电路输出一个脉宽调节的方波，功率驱动电路根据该方波占空比的调整来控制输出功率，即采用PWM方式驱动直流无刷电机工作，从而实现基本恒定的闭环动态制冷温度控制。

下面给出本发明的一个较佳实施例，以更具体、全面的说明本发明所述驱动控制器的结构及功能。

本发明实施例提供一种旋转式斯特林制冷机驱动控制器，如图2所示，包括：主控电路和功率驱动电路，优选地，还包括如下电路中的一个或多个：电源防接反与滤波电路、限流电路、HALL供电电路、控温设定电路、制冷测温反馈电路、HALL信号反馈滤波电路。

所述电源防接反与滤波电路，由钽电容与二极管组成，主要对输入的电压波动通过钽电容进行滤波，并对可能出现的操作失误导致的电源正负反接的情况提供电路保护。如图3所示，为电源防接反与滤波电路的电路结构图，图中，D1为低VF值功率二极管、C7为低等效电阻值钽电容，箭头方向为供电电流流动方向，D1正极外接供电电源V+，D1负极与C7钽电容正极相接，C7钽电容负极接供电电源负(驱动电路的地)，D1与C7相接处为电路供电端标记为VOUT；当电源正确接入时VOUT＝(V+)-VF，C7对输入电源VOUT进行滤波处理，压制供电电压纹波，保证驱动电路不受干扰，正常工作。当供电电源错误接反时，由于D1二极管的单向导通特性，可以保护驱动电路不会因错误接反而损毁。

所述控温设定电路采用驱动主控电路产生的电压基准源，通过电阻及电位器分压的电压值，引入主控电路内误差运放输入脚，作为所需设定控温基准。可根据实际使用中的不同要求对电位器进行调节，从而方便的进行控温的设定。如图4所示，为控温设定电路的电路结构图，图中，电阻R4一端与基准电压VR相连，R4另一端与电位器R22一端相连，电位器R22另一端与R6一端相连，R6另一端接地。电位器R22中心抽头端接电阻R5一端，R5另一端接驱动主控电路误差放大器正端。利用主控电路产生的基准电压VR经过R4、R22、R6组成的分压电阻网络可以方便的设定驱动控制器控温电平值，其计算公式为V＝((R6+R22”)/(R4+R6+R22))*VR，控温值经过匹配电阻R5进入主控电路误差运放正输入端作为温度设定的基准电平值。

所述制冷测温反馈电路经过精密金属膜电阻为测温元件提供所需0.5mA电流，测温元件反馈的制冷舱室内的温度变化转换的电压值经过电感、电容组成的低通滤波网络，具有最平滑响应曲线，反馈入驱动主控电路进行处理。如图5所示，为制冷测温反馈电路的电路结构图，图中，电阻R7一端连接到主控电路VR输出端，R7另一端与无极性磁介电容C2一端相接，C2另一端接地，R7与C2相接处与L1的一端相接，L1的另一端与无极性磁介电容C8的一端相接，C8的另一端与L2的一端相接，L2的另一端接地，C8与L1相接处外接到测温元件正极，C8与L2相接处外接到测温元器件负极，R7、C2、L1相接处接R8的一端，R8的另一端与主控电路PIN12内置误差运放输入负极。制冷测温反馈电路通过电压基准VR经电阻R7为测温元器件提供0.5mA的工作电流，测温元件将温度变化转换成电压变化值经过L1、L2、C2、C8低通滤波网络进行滤波处理去除外界高频干扰(此低通滤波网络也可采取去掉L2的π型滤波方式具有相同效果，此处加入L2主要考虑去除信号地的高频干扰对测温元件影响。)得到平滑变化的测温电平值，经R8送入主控电路的误差放大器负输入端与正输入端的设定电平值比较，作为驱动器判别制冷是否到温的调速的依据。

所述HALL信号反馈滤波电路通过并联滤波电容的方式对直流无刷三相电机反馈的HALL方波信号进行整形滤波处理，送入主控电路进行内部处理。如图6所示，为HALL信号反馈滤波电路的电路结构图，图中，C10、C11、C12采用无极性磁介电容，C10的一端接主控电路H1输入端，C10的另一端接地，C10与主控电路H1相接处外接到定子HALL器件反馈端H1端；C11的一端接主控电路H2，C11的另一端接地，C11与主控电路H2相接处外接到定子HALL器件反馈端H2端；C12的一端接主控电路H3，C12的另一端接地，C12与主控电路H3相接处外接到定子HALL器件反馈端H3端；此部分电路主要针对定子HALL器件的三路位置反馈方波信号进行去毛刺，去高频干扰等作用。防止反馈的HALL位置信号被干扰，导致驱动电路输出波形紊乱，损坏功率驱动电路元件。

所述功率驱动电路是驱动控制器对外连接电机的端口，是输出功率的主要电路，考虑到集成小型化和散热等因素要求，本设计采用H桥电路模式，选用P、N双功率MOSFET对管组成。H桥输出连接到斯特林制冷机电机定子线包，通过主控电路内部产生的输出脉冲对H桥功率驱动电路进行控制，H桥驱动三相直流无刷电机运转，带动斯特林制冷机工作，当达到控温要求时，H桥电路被控输出PWM脉冲，对受控电机进行调速，达到精准控制制冷机输出功率，从而得到稳定制冷环境的目的。如图7所示，功率驱动电路使用NMOSFET与PMOSFET组成H桥驱动电路结构，本发明采用表贴小封装P\N对管，A相对管，N-MOSFET的G极，接收主控电路输出的AB信号控制；P-MOSFET的G极，接收主控电路输出的AT信号控制；N-MOSFET与P-MOSFET的D极连接到一起输出脉冲方波驱动电机绕组A相。B相对管，N-MOSFET的G极，接收主控电路输出的BB信号控制；P-MOSFET的G极，接收主控电路输出的BT信号控制；N-MOSFET与P-MOSFET的D极连接到一起输出脉冲方波驱动电机绕组B相。C相对管，N-MOSFET的G极，接受主控电路输出的CB信号控制；P-MOSFET的G极，接收主控电路输出的CT信号控制；N-MOSFET与P-MOSFET的D极连接到一起输出脉冲方波驱动电机绕组C相。三个N-MOSFET的S极相连接后接入限流电路。三个P-MOSFET的S极相连接至电源滤波电路的输出端VOUT。通过VOUT供电，主控电路根据电机HALL位置反馈信号，生成驱动脉冲方波，驱动H桥电路工作，输出3路关联方波通过电机定子线包驱动直流无刷电机运转，带动制冷机工作。

所述限流电路为驱动主控电路提供驱动输出电路输出电流情况的反馈，从而判断出整体驱动电路是否处于正常工作状态；当负载过大，超出设定电流值后，主控电路根据反馈值做出保护动作，避免功率驱动电路元件的损坏。其设定公式为Istator(max)＝0.1V/RS。如图8所示，为限流电路的电路结构图，图中，取样电阻R20一端与电阻R14一端相连，取样电阻R20另一端接地；电阻R14另一端与C4一端相连，C4另一端接地；C4与R14相接处连接到主控电路PIN9；R20与R14相接处连接到功率驱动电路的三个N-MOSFET的S极公共连接处。电路工作时，取样电阻R20通过对三个N-MOSFET的S极公共连接处流过的负载电流进行取样并转换成电压信号，通过R14与C4组成的RC低通滤波去除尖峰、毛刺等高频干扰后送入主控电路判断电路是否过载。当负载电流过大，超出主控电路内部设定值时，主控电路停止工作，保护驱动控制器不会过载损坏。

所述HALL供电电路主要为三相无刷电机内部HALL传感器提供供电，采用三极管、电阻电容等独立元件组成，作为供电输出形式，所用元件少，简单可靠，可以达到HALL元件所需供电要求。如图9所示，为HALL供电电路的电路结构图，图中，电阻R1一端连接到电源供电电路的输出端VOUT，另一端连接电阻R23，电阻R23的另一端与电阻R24的一端相连，电阻R24的另一端与NPN型三极管Q1(本发明选用的是BC846B)C极相连，Q1的集电极E与电阻R2一端相连，相连处外接到HALL传感器供电正极，R2的另一端接地，同时将HALL传感器的负极接到地。Q1的基极B接电阻R3的一端，R3的另一端接电容C1(0.1UF无极性磁介电容)，电容C1另一端接地，C1与R3相接处再连接到主控电路基准电压源输出VR。HALL供电电路为电机HALL位置传感器提供所需工作电流和电压，通过C1旁路滤除高频干扰。

所述主控电路为驱动控制器的核心部分，其包含误差放大器、振荡器、电压基准源、转子位置编码器、PWM控制、限流比较器；同时，主控电路还具有电机相位和正反转选择功能。本控制器通过R15、C6配置震荡频率为25KHz。电机相位设置为120°，电机HALL信号通过HALL信号反馈滤波电路得到平滑脉冲后进入驱动主控电路，主控电路通过转子位置编码器产生相应的脉冲序列，经内部推挽输出驱动功率驱动电路输出相应的方波脉冲信号。当达到制冷设定温度值时，其通过制冷反馈电路反馈的电平信号与控温设定电路的设定电平值经误差放大器进行比较放大后，控制转子位置编码器输出PWM波形，经功率驱动电路变换后，对电机运转进行调速。控制制冷机的制冷功率达到动态平衡状态。

具体的，如图10所示，电阻R10一端与R11一端相连，相连处与R16一端相连连接处接到电源输入VOUT端，电阻R10另一端与电阻R12相连，R12另一端连接到主控电路内部推动极AT，电阻R10与R12连接处外接到功率驱动电路，输出控制方波AT；电阻R11另一端与电阻R13相连，R13另一端连接到主控电路内部推动极BT，电阻R11与R13连接处外接到功率驱动电路，输出控制方波BT；电阻R16另一端与电阻R18相连，R18另一端连接到主控电路内部推动极CT，电阻R16与R18连接处外接到功率驱动电路，输出控制方波CT；电阻R17一端与主控电路内部推动极AB相连，R17另一端与功率驱动电路相连，输出控制方波AB；电阻R19一端与主控电路内部推动极BB相连，R19另一端与功率驱动电路相连，输出控制方波BB；电阻R21一端与主控电路内部推动极CB相连，R21另一端与功率驱动电路相连，输出控制方波CB。C3为0.1UF旁路无极性磁介电容为主控电路输入电源提供滤波，C3一端连接点与电源输入VOUT相接，C3另一端接地；电阻R15一端连接到主控电路基准源VR，R15另一端与C6的一端相连，连接点与主控电路振荡器相连，C6的另一端接地。主控电路内的限流比较器外接限流电路反馈，位置反馈电路接电机HALL器件经滤波电路的反馈信号H1、H2、H3；通过VOUT供电，C3为主控电路电源旁路滤波，R15与C6设定主控电路内部三角波频率，本发明将主控电路工作频率设定在25KHz左右；R9、C5并联，与制冷测温反馈电路中的R8构成主控电路内部误差放大器的低通高增益，主控电路通过误差放大器判断斯特林制冷机是否到达设定温度值，通过H1、H2、H3处得到的反馈HALL位置信号得到电机转子位置，主控电路根据上述输入值，通过位置编码器经过上拉电阻R10、R11、R12、R13、R16、R18输出相应的H桥TOP端控制方波信号AT、BT、CT，通过匹配电阻R17、R19、R21输出H桥BOTTOM端的控制方波信号，从而推动三相无刷电机运转，带动制冷机工作。当到达设定温度电平值后，主控电路相应输出PWM方波，控制功率驱动电路，对三相无刷电机进行调速，从而达到控制制冷温度目的。

如图11所示，为斯特林制冷机控温正常调制工作状态时，制冷机驱动控制器内的误差放大器输出调制电平与振荡器产生的三角波。可以看到经过滤波与去高频干扰、去毛刺处理，输出电平与三角波均平滑完整。

如图12所示，为主控电路内部误差放大器增益放大部分的低通滤波电路原理示意图，如果采用外接放大器模式同样适用本发明。根据分析，电路的传递函数H(jω)在ωc处分界，ωc为截止频率。在ω<ωc时，表示输入信号幅值没有变化的通过；ω1>ω>ωc时，表示输入信号幅值被衰减，当ω>ω1时，输入信号衰减较大。其归一化的传递函数如下式：

H(jω)＝H0/(1+jω/ω0)

其中：H0＝-R2/R1；

ω0＝1/RC；

电路传递函数对应的伯德图如图13所示。

本发明中截至频率ωC经计算约为2.3HZ，单位增益频率ω1为800Hz左右。实际应用具有高增益，敏感度高，抗高频干扰能力强。

综上所述，可知本发明驱动旋转式斯特林制冷机工作过程为：外部电源通过防接反滤波电路供电VOUT，在斯特林制冷机开始加电工作初始阶段，测温元件的反馈电压值小于设定点电平值，斯特林制冷机全功率输出制冷；当反馈电压值到控温设定点附近时，制冷机驱动电路控制器开始进入温度调节模式，驱动电路控制器根据控温设定电路设定的电压值与测温元件反馈电压值进行比较，经主控电路U1内的误差放大器放大、滤波产生一个调制电压值后与其内部振荡器产生的三角波对比，输出一个PWM方波，功率驱动电路根据该方波占空比来调整三相无刷电机转子从而达到调整斯特林制冷机输出功率目的。当误差放大器得到测温元件反馈电压值在误差范围内大于设定电压值时，经过电路比较放大后，PWM调节功率驱动电路减慢电机转速，从而降低制冷机输出的制冷功率；当比较放大电路得到测温元件反馈电压值在误差范围内小于设定电压时，功率驱动电路增大功率输出，使制冷机制冷量增大，形成闭环控制系统。整体工作过程示意图如图14所示。

虽然通过实施例描述了本申请，本领域的技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，包括：主控电路和功率驱动电路；

所述主控电路，用于根据所述旋转式斯特林制冷机内的霍尔传感器反馈的霍尔信号，确定电机转子位置；用于比较所述旋转式斯特林制冷机制冷温度的电压值与设定的目标温度的电压值，若二者的差值在设定的误差范围内，则基于所述差值，生成PWM波形控制信号；否则，根据所述差值，判断制冷温度是否大于目标温度，若大于，则生成固定脉宽的方波脉冲控制信号；若小于，则生成电机停转控制信号；以及用于根据电机转子位置，输出对应的控制信号；

所述功率驱动电路，用于将所述主控电路输出的所述方波脉冲控制信号输出到所述旋转式斯特林制冷机的电机，以调控所述旋转式斯特林制冷机全功率输出；将所述主控电路输出的所述PWM波形控制信号输出到所述旋转式斯特林制冷机的电机，以微调所述旋转式斯特林制冷机的功率输出；将所述主控电路输出的电机停转控制信号输出到所述旋转式斯特林制冷机的电机。

2.如权利要求1所述的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，还包括：控温设定电路，用于设定所述目标温度的电压值，并将该电压值输出至所述主控电路。

3.如权利要求2所述的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，所述控温设定电路，具体包括：电阻R4、R5、R6和电位器R22；

所述电阻R4一端与基准电压VR相连，另一端与电位器R22一端相连，电位器R22另一端与电阻R6一端相连，电阻R6另一端接地；电位器R22中心抽头端接电阻R5一端，R5另一端接所述主控电路；

所述控温设定电路利用基准电压VR经过R4、R22、R6组成的分压电阻网络设定目标温度的电压值，并将该电压值通过匹配电阻R5输出到所述主控电路。

4.如权利要求1所述的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，所述主控电路，具体包括：误差放大器、转子位置编码器和处理器；

所述误差放大器，用于对布设于所述旋转式斯特林制冷机内的测温元件反馈的制冷温度的电压值和设定的目标温度的电压值进行比较，得到制冷温度信号差，若该信号差在设定的误差范围内，则对该信号差进行放大、滤波处理，得到调制电压值后输出至所述处理器；否则将所述制冷温度信号差输出至所述转子位置编码器；

所述处理器，用于接收到所述调制电压值后，生成PWM波形控制信号，并将其输出至所述转子位置编码器；

所述转子位置编码器，用于根据所述旋转式斯特林制冷机内的霍尔传感器反馈的霍尔信号，得到电机转子位置；以及在接收到所述制冷温度信号差时，根据该信号差，判断制冷温度是否大于目标温度，若是，则生成固定脉宽的方波脉冲控制信号，并根据电机转子位置，输出所述方波脉冲控制信号，以调控所述旋转式斯特林制冷机全功率输出；否则，输出电机停转控制信号；以及，在接收到所述PWM波形控制信号时，根据电机转子位置，输出所述PWM波形控制信号，以微调所述旋转式斯特林制冷机的功率输出。

5.如权利要求4所述的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，所述主控电路还包括：振荡器，用于根据设定的三角波频率，产生三角波；

所述处理器，具体用于将所述调制电压值与所述三角波进行对比，生成所述PWM波形控制信号。

6.如权利要求5所述的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，所述主控电路还包括：用于设定三角波频率的电阻R15和电容C6；

所述电阻R15一端连接到基准电源VR、另一端与所述电容C6的一端相连，连接点与所述振荡器相连；所述电容C6的另一端接地。

7.如权利要求4所述的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，所述主控电路还包括：电阻R8、电阻R9和电容C5；

所述电阻R8一端与测温元件侧相连，另一端连接电阻R9；所述电容C5与所述电阻R9并联；所述电容C5与电阻R9的两个连接点分别外接到所述误差放大器。

8.如权利要求1至7任意一项所述的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，所述主控电路将控制信号输出到主控电路内部的推动极AT、BT、CT、AB、BB、CB；其中，所述推动极AT、BT、CT连接到与其对应的上拉电阻；所述推动极AB、BB、CB连接到与其对应的输出匹配电阻；

所述主控电路通过所述推动极AT、BT、CT将控制信号输出到所述上拉电阻，由所述上拉电阻输出至H桥功率驱动电路的TOP端，通过所述推动极AB、BB、CB将控制信号输出到所述输出匹配电阻，由所述输出匹配电阻输出至H桥功率驱动电路的BOTTOM端。

9.如权利要求8所述的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，所述功率驱动电路具体包括：第一N-MOSFET、第二N-MOSFET、第三N-MOSFET、第一P-MOSFET、第二P-MOSFET和第三P-MOSFET；

所述第一N-MOSFET的栅极G极，接收主控电路的所述推动极AB输出的所述控制信号；第一P-MOSFET的栅极G极，接收主控电路的所述推动极AT输出的所述控制信号；第一N-MOSFET与第一P-MOSFET的漏极D极连接到一起输出脉冲方波驱动电机绕组A相；

所述第二N-MOSFET的栅极G极，接收主控电路的所述推动极BB输出的所述控制信号；第二P-MOSFET的栅极G极，接收主控电路的所述推动极BT输出的控制信号；第二N-MOSFET与第二P-MOSFET的漏极D极连接到一起输出脉冲方波驱动电机绕组B相；

所述第三N-MOSFET的栅极G极，接收主控电路的所述推动极CB输出的所述控制信号；第三P-MOSFET的栅极G极，接收主控电路的所述推动极CT输出的所述控制信号；第三N-MOSFET与第三P-MOSFET的漏极D极连接到一起输出脉冲方波驱动电机绕组C相；

三个P-MOSFET的源极S极相连接至电源输入端VOUT；三个N-MOSFET的源极S极相连接后接地。

10.如权利要求1至7、9任意一项所述的旋转式斯特林制冷机驱动控制器，其特征在于，还包括：HALL供电电路，用于为所述旋转式斯特林制冷机内的霍尔传感器供电。