CN113325743B - 一种磁流体飞轮驱动控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁流体飞轮驱动控制电路，属于电路设计领域；包括驱动电路、控制电路和磁流体飞轮；其中，控制电路包括切换缓冲电路、极性判别电路、隔离缓冲电路、电流控制及PWM产生电路和换向逻辑及换向驱动电路；驱动电路包括换向开关和电流采样模块；本发明实现产品的电流控制及正反转、加减速控制，电路结构简单、使用方便，功耗低、体积小、重量轻、寿命长。

Description

一种磁流体飞轮驱动控制电路

技术领域

本发明属于电路设计领域，涉及一种磁流体飞轮驱动控制电路。

背景技术

飞轮是航天器姿态控制系统中的重要执行部件。传统的机械式飞轮是由驱动电机带动一个具有一定质量大小和质量分布的高速转动的转子。传统机械式飞轮结构相对复杂，小型化难度大；因存在机械磨损，长寿命实现困难；同时存在振动噪声方面的问题。磁流体飞轮原理是通过主动调节导电液体两端电场强度，流体内部产生高密度电流，在磁场作用下导电液体产生旋转运动。飞轮的转动惯量由导电液体实现。与传统机械飞轮相比，结构简单，易于实现产品的微小型化，因无机械磨损可以实现产品长寿命工作，同时利用流体的自平衡来抑制振动噪声。

磁流体飞轮由磁流体飞轮本体和磁流体飞轮驱动控制电路组成。传统飞轮的驱动控制电路对直流电机进行驱动控制，被控对象工作电流最大值一般1A～3A，阻抗一般1Ω～2Ω；磁流体飞轮电路的驱动控制对象—磁流体飞轮本体具有大工作电流(最高可达30A)、低阻抗(低于5mΩ)的特点，传统的直流电机驱动电路如果直接应用于磁流体飞轮，存在电路功耗过大，电路结构复杂，小型化难度大等问题，不能在磁流体飞轮中应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种磁流体飞轮驱动控制电路，实现产品的电流控制及正反转、加减速控制，电路结构简单、使用方便，功耗低、体积小、重量轻、寿命长。

本发明解决技术的方案是：

一种磁流体飞轮驱动控制电路，包括驱动电路、控制电路和磁流体飞轮；其中，驱动电路包括切换缓冲电路、极性判别电路、隔离缓冲电路、电流控制及PWM产生电路和换向逻辑及换向驱动电路；驱动电路包括换向开关和电流采样模块；

切换缓冲电路：接收外部传来的信号电源VCC的供电，开始工作；接收外部功率电源VB；接收极性判别电路传来的极性DC信号；生成切换缓冲信号DS；将切换缓冲信号DS发送至电流控制及PWM产生电路；

换向开关：接收外部传来的功率电源VB的供电，开始工作；并将功率电源VB导通至磁流体飞轮；磁流体飞轮旋转；

电流采样模块：采集磁流体飞轮的输出电流信号VI；

隔离缓冲电路：接收外部传来的控制信号VC和控制信号地VCG，生成隔离缓冲信号VCR；将隔离缓冲信号VCR发送至极性判别电路；

将隔离缓冲信号VCR与输出电流信号VI求差，获得差值信号VCZ，并将差值信号VCZ发送至电流控制及PWM产生电路；

极性判别电路：接收隔离缓冲电路传来的隔离缓冲信号VCR，生成极性DC信号，将极性DC信号发送至切换缓冲电路；将极性DC信号发送至换向逻辑及换向驱动电路；

电流控制及PWM产生电路：接收差值信号VCZ；接收切换缓冲电路传来的切换缓冲信号DS；生成PWM信号，将PWM信号发送至换向逻辑及换向驱动电路；

换向逻辑及换向驱动电路：接收电流控制及PWM产生电路传来的PWM信号；接收极性判别电路传来的极性DC信号；生成换向驱动信号，发送至换向开关，驱动相应的开关导通，使功率电压加在磁流体飞轮内环、外环的电极上，驱动磁流体飞轮正转或反转，加速、稳速或制动。

在上述的一种磁流体飞轮驱动控制电路，所述换向逻辑及换向驱动电路包括反相器N4、第二与门N2、第三与门N3、第一隔离式栅极驱动器U1、第二隔离式栅极驱动器U2、第三隔离式栅极驱动器U3、第四隔离式栅极驱动器U4；

其中，极性DC信号分别与反相器N4的输入端、第三与门N3的其中一个输入端连接；反相器N4的输出端与第二与门N2的其中一个输入端连接；PWM信号分别与第二与门N2的另一个输入端、第三与门N3的另一个输入端连接；第二与门N2的输出端分别与第二隔离式栅极驱动器U2的输入的、第三隔离式栅极驱动器U3的输入端连接；第三与门N3的输出端分别与第一隔离式栅极驱动器U1的输入端、第四隔离式栅极驱动器U4的输入端连接。

在上述的一种磁流体飞轮驱动控制电路，所述第一隔离式栅极驱动器U1的其中一个输出端输出第一换向驱动信号A_UP_G，另一个输出端输出第二换向驱动信号A_UP_S；第二隔离式栅极驱动器U2的其中一个输出端输出第三换向驱动信号A_DOWN_G，另一个输出端输出第四换向驱动信号A_DOWN_S；第三隔离式栅极驱动器U3的其中一个输出端输出第五换向驱动信号B_UP_G，另一个输出端输出第六换向驱动信号B_UP_S；第四隔离式栅极驱动器U4的其中一个输出端输出第七换向驱动信号B_DOWN_G，另一个输出端输出第八换向驱动信号B_DOWN_S。

在上述的一种磁流体飞轮驱动控制电路，所述换向开关包括第一MOS管T10、第二MOS管T20、第三MOS管T30、第四MOS管T40、第一电阻R11、第二电阻R12、第三电阻R13、第四电阻R21、第五电阻R22、第六电阻R23、第七电阻R31、第八电阻R32、第九电阻R33、第十电阻R41、第十一电阻R42、第十二电阻R43、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4；

其中，第一MOS管T10的D极分别与电阻R13的一端、功率电源VB连通；第一换向驱动信号A_UP_G通过第一电阻R11后分别与第一MOS管T10的G极、第二电阻R12的一端连接；第二电阻R12的另一端分别与第一MOS管T10的S极、第一电容C1的另一端连接；第一MOS管T10的G极通过第二电阻R12接入第二换向驱动信号A_UP_S连接；第三电阻R13的另一端与第一电容C1的一端连接；第一电容C1的另一端分别与第一MOS管T10的S极、第二电阻R12的另一端、磁流体飞轮内环电极、第二MOS管T20的D极、第六电阻R23的一端连接；

第三换向驱动信号A_DOWN_G通过第四电阻R21后分别与第二MOS管T20的G极、第五电阻R22的一端连接；第五电阻R22的另一端分别与第二MOS管T20的S极、第二电容C2的另一端连接；第二MOS管T20的G极通过第五电阻R22接入第四换向驱动信号A_DOWN_S；第六电阻R23的另一端与第二电容C2的一端连接；第二电容C2的另一端分别与第二MOS管T20的S极、第五电阻R22的另一端、输出电流信号VI连接；

第三MOS管T30的D极分别与第九电阻R33的一端功率电源VB连通；第五换向驱动信号B_UP_G通过第七电阻R31后分别与第三MOS管T30的G极、第八电阻R32的一端连接；第八电阻R32的另一端分别与第三MOS管T30的S极、第三电容C3的另一端连接；第三MOS管T30的G极通过第八电阻R32接入第六换向驱动信号B_UP_S连接；第九电阻R33的另一端与第三电容C3的一端连接；第三电容C3的另一端分别与第三MOS管T30的S极、第八电阻R32的另一端、磁流体飞轮外环电极、第四MOS管T40的漏极、第十二电阻R43的一端连接；

第七换向驱动信号B_DOWN_G通过第十电阻R41后分别与第四MOS管T40的G极、第十一电阻R42的一端连接；第十一电阻R42的另一端分别与第四MOS管T40的S极、第四电容C4的另一端连接；第四MOS管T40的G极通过第十一电阻R42接入第八换向驱动信号B_DOWN_S；第十二电阻R43的另一端与第四电容C4的一端连接；第四电容C4的另一端分别与第四MOS管T40的S极、第十一电阻R42的另一端、输出电流信号VI连接；第四换向驱动信号A_DOWN_S与第八换向驱动信号B_DOWN_S连接后接功率地。

在上述的一种磁流体飞轮驱动控制电路，所述电流采样模块输出电流信号VI电压值范围为-5V～+5V，与磁流体飞轮流过电流的大小成正比。

在上述的一种磁流体飞轮驱动控制电路，所述切换缓冲电路包括异或门N1、第一电压比较器A1、第一二极管D1、第五电容C5、第十三电阻R51、第十四电阻R52、第十五电阻R53、第十六电阻R54、第十七电阻R55、第十八电阻R56、第十九电阻R57；

其中，极性DC信号分别与异或门N1的其中一个输入端、第十三电阻R51的一端连接；第十三电阻R51的另一端分别与异或门N1的另一个输入端、第五电容C5的一端连接；第五电容C5的另一端接信号地；异或门N1的输出端通过第十四电阻R52与第一二极管D1的正极连接；第一二极管D1的负极分别与第十五电阻R53的一端、第十六电阻R54的一端、第一电压比较器A1的输入正端连接；第十五电阻R53的另一端接入信号电源VCC；第十六电阻R54的另一端分别与第十八电阻R56的一端、第十九电阻R57的一端、信号地连接；第十八电阻R56的另一端分别与第十七电阻R55的一端、第一电压比较器A1的输入负端连接；第十七电阻R55的另一端接入功率电源VB；第一电压比较器A1的输出端与第十九电阻R57的另一端连接；且第一电压比较器A1的输出端输出切换缓冲信号DS。

在上述的一种磁流体飞轮驱动控制电路，所述电流控制及PWM产生电路包括第一运算放大器A2、第二电压比较器A3、场效应管T1、三角波发生器A4、第六电容C6、第二十电阻R58、第二十一电阻R59、第二十二电阻R60、第二十三电阻R61；

其中，差值信号VCZ与第二十电阻R58的一端接通；第二十电阻R58的另一端分别与第一运算放大器A2的负输入端、场效应管T1的S极、第六电容C6的一端连接；第一运算放大器A2的正输入端与第二十一电阻R59的一端连接；第二十一电阻R59的另一端接信号地；切换缓冲信号DS与场效应管T1的G极连接；第六电容C6的另一端分别与场效应管T1的D极、第二十三电阻R61的一端连接；第一运算放大器A2的输出端分别与第二十二电阻R60的一端连接；第二十二电阻R60的另一端分别与第二十三电阻R61的另一端、第二电压比较器A3的正输入端连接；三角波发生器A4输出信号T至第二电压比较器A3的负输入端；第二电压比较器A3的输出端输出PWM信号。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明设计的磁流体飞轮及驱动控制线路带来飞轮产品的显著进步：结构简单，寿命长，可自平衡；

(2)本发明针对磁流体飞轮本体低电压、大电流、低阻抗的特点，功率回路结构最简配置，功率回路阻抗极低，功耗小，易于实现产品的微小型化；

(3)本发明驱动控制电路功能齐全，可以实现磁流体飞轮本体的电流控制以及正反转、加减速控制，电路结构简单、使用方便；

(4)本发明通过在控制电路中设置切换缓冲电路，避免工作状态切换出现的大电流，电路可靠性高；

(5)本发明采用模块化设计，各模块独立，配置灵活。

附图说明

图1为本发明磁流体飞轮驱动控制电路图；

图2为本发明换向开关电路图；

图3为本发明切换缓冲电路图；

图4为本发明电流控制及PWM产生电路图；

图5为本发明换向逻辑及换向驱动电路图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

本发明设计了一种磁流体飞轮驱动控制电路，实现对磁流体飞轮本体的电流控制，该电路通路阻抗低，功耗低，可驱动磁流体飞轮正反转和加减速，结构简单，使用方便。本发明适用于对磁流体飞轮本体的驱动控制，同时可推广应用于需要低电压、大电流、低阻抗的被控对象中，实现产品的电流控制及正反转、加减速控制，电路结构简单、使用方便，功耗低、体积小、重量轻、寿命长。

磁流体飞轮驱动控制电路，如图1所示，包括驱动电路、控制电路和磁流体飞轮；其中，驱动电路包括切换缓冲电路、极性判别电路、隔离缓冲电路、电流控制及PWM产生电路和换向逻辑及换向驱动电路；驱动电路包括换向开关和电流采样模块；

切换缓冲电路：接收外部传来的信号电源VCC的供电，开始工作；接收外部功率电源VB；接收极性判别电路传来的极性DC信号；生成切换缓冲信号DS；将切换缓冲信号DS发送至电流控制及PWM产生电路；

换向开关：接收外部传来的功率电源VB的供电，开始工作；并将功率电源VB导通至磁流体飞轮；磁流体飞轮旋转；

电流采样模块：采集磁流体飞轮的输出电流信号VI；

隔离缓冲电路：接收外部传来的控制信号VC和控制信号地VCG，生成隔离缓冲信号VCR；将隔离缓冲信号VCR发送至极性判别电路；

将隔离缓冲信号VCR与输出电流信号VI求差，获得差值信号VCZ，并将差值信号VCZ发送至电流控制及PWM产生电路；

极性判别电路：接收隔离缓冲电路传来的隔离缓冲信号VCR，生成极性DC信号，将极性DC信号发送至切换缓冲电路；将极性DC信号发送至换向逻辑及换向驱动电路；

电流控制及PWM产生电路：接收差值信号VCZ；接收切换缓冲电路传来的切换缓冲信号DS；生成PWM信号，将PWM信号发送至换向逻辑及换向驱动电路；

换向逻辑及换向驱动电路：接收电流控制及PWM产生电路传来的PWM信号；接收极性判别电路传来的极性DC信号；生成换向驱动信号，发送至换向开关，驱动相应的开关导通，使功率电压加在磁流体飞轮内环、外环的电极上，驱动磁流体飞轮正转或反转，加速、稳速或制动。

如图5所示，换向逻辑及换向驱动电路包括反相器N4、第二与门N2、第三与门N3、第一隔离式栅极驱动器U1、第二隔离式栅极驱动器U2、第三隔离式栅极驱动器U3、第四隔离式栅极驱动器U4；

其中，极性DC信号分别与反相器N4的输入端、第三与门N3的其中一个输入端连接；反相器N4的输出端与第二与门N2的其中一个输入端连接；PWM信号分别与第二与门N2的另一个输入端、第三与门N3的另一个输入端连接；第二与门N2的输出端分别与第二隔离式栅极驱动器U2的输入的、第三隔离式栅极驱动器U3的输入端连接；第三与门N3的输出端分别与第一隔离式栅极驱动器U1的输入端、第四隔离式栅极驱动器U4的输入端连接。

第一隔离式栅极驱动器U1的其中一个输出端输出第一换向驱动信号A_UP_G，另一个输出端输出第二换向驱动信号A_UP_S；第二隔离式栅极驱动器U2的其中一个输出端输出第三换向驱动信号A_DOWN_G，另一个输出端输出第四换向驱动信号A_DOWN_S；第三隔离式栅极驱动器U3的其中一个输出端输出第五换向驱动信号B_UP_G，另一个输出端输出第六换向驱动信号B_UP_S；第四隔离式栅极驱动器U4的其中一个输出端输出第七换向驱动信号B_DOWN_G，另一个输出端输出第八换向驱动信号B_DOWN_S。

极性信号为高电平时，与PWM信号经第三与门N3后，驱动隔离式栅极驱动器U1、U4工作，隔离式栅极驱动器U2、U3不工作。极性信号为低电平时，经反相器N1，与PWM信号经第二与门N2后，驱动隔离式栅极驱动器U2、U3工作，隔离式栅极驱动器U1、U4不工作。

如图2所示，换向开关包括第一MOS管T10、第二MOS管T20、第三MOS管T30、第四MOS管T40、第一电阻R11、第二电阻R12、第三电阻R13、第四电阻R21、第五电阻R22、第六电阻R23、第七电阻R31、第八电阻R32、第九电阻R33、第十电阻R41、第十一电阻R42、第十二电阻R43、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4；

其中，第一MOS管T10的D极分别与电阻R13的一端、功率电源VB连通；第一换向驱动信号A_UP_G通过第一电阻R11后分别与第一MOS管T10的G极、第二电阻R12的一端连接；第二电阻R12的另一端分别与第一MOS管T10的S极、第一电容C1的另一端连接；第一MOS管T10的G极通过第二电阻R12接入第二换向驱动信号A_UP_S连接；第三电阻R13的另一端与第一电容C1的一端连接；第一电容C1的另一端分别与第一MOS管T10的S极、第二电阻R12的另一端、磁流体飞轮内环电极、第二MOS管T20的D极、第六电阻R23的一端连接；

第三换向驱动信号A_DOWN_G通过第四电阻R21后分别与第二MOS管T20的G极、第五电阻R22的一端连接；第五电阻R22的另一端分别与第二MOS管T20的S极、第二电容C2的另一端连接；第二MOS管T20的G极通过第五电阻R22接入第四换向驱动信号A_DOWN_S；第六电阻R23的另一端与第二电容C2的一端连接；第二电容C2的另一端分别与第二MOS管T20的S极、第五电阻R22的另一端、输出电流信号VI连接；

第三MOS管T30的D极分别与第九电阻R33的一端功率电源VB连通；第五换向驱动信号B_UP_G通过第七电阻R31后分别与第三MOS管T30的G极、第八电阻R32的一端连接；第八电阻R32的另一端分别与第三MOS管T30的S极、第三电容C3的另一端连接；第三MOS管T30的G极通过第八电阻R32接入第六换向驱动信号B_UP_S连接；第九电阻R33的另一端与第三电容C3的一端连接；第三电容C3的另一端分别与第三MOS管T30的S极、第八电阻R32的另一端、磁流体飞轮外环电极、第四MOS管T40的漏极、第十二电阻R43的一端连接；

第七换向驱动信号B_DOWN_G通过第十电阻R41后分别与第四MOS管T40的G极、第十一电阻R42的一端连接；第十一电阻R42的另一端分别与第四MOS管T40的S极、第四电容C4的另一端连接；第四MOS管T40的G极通过第十一电阻R42接入第八换向驱动信号B_DOWN_S；第十二电阻R43的另一端与第四电容C4的一端连接；第四电容C4的另一端分别与第四MOS管T40的S极、第十一电阻R42的另一端、输出电流信号VI连接；第四换向驱动信号A_DOWN_S与第八换向驱动信号B_DOWN_S连接后接功率地。

电流采样模块输出电流信号VI电压值范围为-5V～+5V，与磁流体飞轮流过电流的大小成正比。

电阻R11、R21、R31、R41阻值100Ω～10kΩ，电阻R12、R22、R32、R42阻值2kΩ～100kΩ，电阻R13、R23、R33、R43阻值2Ω～100Ω，电容C1、C2、C3、C4容值为1000pF～0.33uF。

如图3所示，切换缓冲电路包括异或门N1、第一电压比较器A1、第一二极管D1、第五电容C5、第十三电阻R51、第十四电阻R52、第十五电阻R53、第十六电阻R54、第十七电阻R55、第十八电阻R56、第十九电阻R57。

电阻R51阻值51kΩ～510kΩ，第十四电阻R52阻值510Ω～10kΩ、第十五电阻R53阻值51kΩ～100kΩ、第十六电阻R54阻值5.1kΩ～10kΩ、第十七电阻R55阻值51kΩ～100kΩ、第十八电阻R56阻值100kΩ～510kΩ、第十九电阻R57阻值10kΩ～20kΩ；第五电容C5容值为1000pF～0.33uF。

其中，极性DC信号分别与异或门N1的其中一个输入端、第十三电阻R51的一端连接；第十三电阻R51的另一端分别与异或门N1的另一个输入端、第五电容C5的一端连接；第五电容C5的另一端接信号地；异或门N1的输出端通过第十四电阻R52与第一二极管D1的正极连接；第一二极管D1的负极分别与第十五电阻R53的一端、第十六电阻R54的一端、第一电压比较器A1的输入正端连接；第十五电阻R53的另一端接入信号电源VCC；第十六电阻R54的另一端分别与第十八电阻R56的一端、第十九电阻R57的一端、信号地连接；第十八电阻R56的另一端分别与第十七电阻R55的一端、第一电压比较器A1的输入负端连接；第十七电阻R55的另一端接入功率电源VB；第一电压比较器A1的输出端与第十九电阻R57的另一端连接；且第一电压比较器A1的输出端输出切换缓冲信号DS。

如图4所示，电流控制及PWM产生电路包括第一运算放大器A2、第二电压比较器A3、场效应管T1、三角波发生器A4、第六电容C6、第二十电阻R58、第二十一电阻R59、第二十二电阻R60、第二十三电阻R61；第二十电阻R58阻值10kΩ～200kΩ、第二十一电阻R59阻值5.1kΩ～15kΩ、第二十二电阻R60阻值100Ω～2kΩ、第二十三电阻R61阻值10kΩ～100kΩ；第六电容C6容值为1000pF～0.47uF。

其中，差值信号VCZ与第二十电阻R58的一端接通；第二十电阻R58的另一端分别与第一运算放大器A2的负输入端、场效应管T1的S极、第六电容C6的一端连接；第一运算放大器A2的正输入端与第二十一电阻R59的一端连接；第二十一电阻R59的另一端接信号地；切换缓冲信号DS与场效应管T1的G极连接；第六电容C6的另一端分别与场效应管T1的D极、第二十三电阻R61的一端连接；第一运算放大器A2的输出端分别与第二十二电阻R60的一端连接；第二十二电阻R60的另一端分别与第二十三电阻R61的另一端、第二电压比较器A3的正输入端连接；三角波发生器A4输出信号T至第二电压比较器A3的负输入端；第二电压比较器A3的输出端输出PWM信号。

差值信号VCZ经过第一运算放大器A2、第二十电阻R58、第二十一电阻R59、第二十二电阻R60、第二十三电阻R61和第六电容C6组成的比例积分电流控制器电路进入第二电压比较器A3的输入正端，与三角波发生器A4的输出信号T比较得到换向逻辑及换向驱动电路所需的PWM信号。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种磁流体飞轮驱动控制电路，其特征在于：包括驱动电路、控制电路和磁流体飞轮；其中，驱动电路包括切换缓冲电路、极性判别电路、隔离缓冲电路、电流控制及PWM产生电路和换向逻辑及换向驱动电路；驱动电路包括换向开关和电流采样模块；

切换缓冲电路：接收外部传来的信号电源VCC的供电，开始工作；接收外部功率电源VB；接收极性判别电路传来的极性DC信号；生成切换缓冲信号DS；将切换缓冲信号DS发送至电流控制及PWM产生电路；

换向开关：接收外部传来的功率电源VB的供电，开始工作；并将功率电源VB导通至磁流体飞轮；磁流体飞轮旋转；

电流采样模块：采集磁流体飞轮的输出电流信号VI；

隔离缓冲电路：接收外部传来的控制信号VC和控制信号地VCG，生成隔离缓冲信号VCR；将隔离缓冲信号VCR发送至极性判别电路；

将隔离缓冲信号VCR与输出电流信号VI求差，获得差值信号VCZ，并将差值信号VCZ发送至电流控制及PWM产生电路；

极性判别电路：接收隔离缓冲电路传来的隔离缓冲信号VCR，生成极性DC信号，将极性DC信号发送至切换缓冲电路；将极性DC信号发送至换向逻辑及换向驱动电路；

电流控制及PWM产生电路：接收差值信号VCZ；接收切换缓冲电路传来的切换缓冲信号DS；生成PWM信号，将PWM信号发送至换向逻辑及换向驱动电路；

换向逻辑及换向驱动电路：接收电流控制及PWM产生电路传来的PWM信号；接收极性判别电路传来的极性DC信号；生成换向驱动信号，发送至换向开关，驱动相应的开关导通，使功率电压加在磁流体飞轮内环、外环的电极上，驱动磁流体飞轮正转或反转，加速、稳速或制动；

所述换向逻辑及换向驱动电路包括反相器N4、第二与门N2、第三与门N3、第一隔离式栅极驱动器U1、第二隔离式栅极驱动器U2、第三隔离式栅极驱动器U3、第四隔离式栅极驱动器U4；

其中，极性DC信号分别与反相器N4的输入端、第三与门N3的其中一个输入端连接；反相器N4的输出端与第二与门N2的其中一个输入端连接；PWM信号分别与第二与门N2的另一个输入端、第三与门N3的另一个输入端连接；第二与门N2的输出端分别与第二隔离式栅极驱动器U2的输入的、第三隔离式栅极驱动器U3的输入端连接；第三与门N3的输出端分别与第一隔离式栅极驱动器U1的输入端、第四隔离式栅极驱动器U4的输入端连接；

所述第一隔离式栅极驱动器U1的其中一个输出端输出第一换向驱动信号A_UP_G，另一个输出端输出第二换向驱动信号A_UP_S；第二隔离式栅极驱动器U2的其中一个输出端输出第三换向驱动信号A_DOWN_G，另一个输出端输出第四换向驱动信号A_DOWN_S；第三隔离式栅极驱动器U3的其中一个输出端输出第五换向驱动信号B_UP_G，另一个输出端输出第六换向驱动信号B_UP_S；第四隔离式栅极驱动器U4的其中一个输出端输出第七换向驱动信号B_DOWN_G，另一个输出端输出第八换向驱动信号B_DOWN_S；

所述换向开关包括第一MOS管T10、第二MOS管T20、第三MOS管T30、第四MOS管T40、第一电阻R11、第二电阻R12、第三电阻R13、第四电阻R21、第五电阻R22、第六电阻R23、第七电阻R31、第八电阻R32、第九电阻R33、第十电阻R41、第十一电阻R42、第十二电阻R43、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4；

其中，第一MOS管T10的D极分别与电阻R13的一端、功率电源VB连通；第一换向驱动信号A_UP_G通过第一电阻R11后分别与第一MOS管T10的G极、第二电阻R12的一端连接；第二电阻R12的另一端分别与第一MOS管T10的S极、第一电容C1的另一端连接；第一MOS管T10的G极通过第二电阻R12接入第二换向驱动信号A_UP_S连接；第三电阻R13的另一端与第一电容C1的一端连接；第一电容C1的另一端分别与第一MOS管T10的S极、第二电阻R12的另一端、磁流体飞轮内环电极、第二MOS管T20的D极、第六电阻R23的一端连接；

第三换向驱动信号A_DOWN_G通过第四电阻R21后分别与第二MOS管T20的G极、第五电阻R22的一端连接；第五电阻R22的另一端分别与第二MOS管T20的S极、第二电容C2的另一端连接；第二MOS管T20的G极通过第五电阻R22接入第四换向驱动信号A_DOWN_S；第六电阻R23的另一端与第二电容C2的一端连接；第二电容C2的另一端分别与第二MOS管T20的S极、第五电阻R22的另一端、输出电流信号VI连接；

第三MOS管T30的D极分别与第九电阻R33的一端功率电源VB连通；第五换向驱动信号B_UP_G通过第七电阻R31后分别与第三MOS管T30的G极、第八电阻R32的一端连接；第八电阻R32的另一端分别与第三MOS管T30的S极、第三电容C3的另一端连接；第三MOS管T30的G极通过第八电阻R32接入第六换向驱动信号B_UP_S连接；第九电阻R33的另一端与第三电容C3的一端连接；第三电容C3的另一端分别与第三MOS管T30的S极、第八电阻R32的另一端、磁流体飞轮外环电极、第四MOS管T40的漏极、第十二电阻R43的一端连接；

第七换向驱动信号B_DOWN_G通过第十电阻R41后分别与第四MOS管T40的G极、第十一电阻R42的一端连接；第十一电阻R42的另一端分别与第四MOS管T40的S极、第四电容C4的另一端连接；第四MOS管T40的G极通过第十一电阻R42接入第八换向驱动信号B_DOWN_S；第十二电阻R43的另一端与第四电容C4的一端连接；第四电容C4的另一端分别与第四MOS管T40的S极、第十一电阻R42的另一端、输出电流信号VI连接；第四换向驱动信号A_DOWN_S与第八换向驱动信号B_DOWN_S连接后接功率地。

2.根据权利要求1所述的一种磁流体飞轮驱动控制电路，其特征在于：所述电流采样模块输出电流信号VI电压值范围为-5V～+5V，与磁流体飞轮流过电流的大小成正比。

3.根据权利要求2所述的一种磁流体飞轮驱动控制电路，其特征在于：所述切换缓冲电路包括异或门N1、第一电压比较器A1、第一二极管D1、第五电容C5、第十三电阻R51、第十四电阻R52、第十五电阻R53、第十六电阻R54、第十七电阻R55、第十八电阻R56、第十九电阻R57；

其中，极性DC信号分别与异或门N1的其中一个输入端、第十三电阻R51的一端连接；第十三电阻R51的另一端分别与异或门N1的另一个输入端、第五电容C5的一端连接；第五电容C5的另一端接信号地；异或门N1的输出端通过第十四电阻R52与第一二极管D1的正极连接；第一二极管D1的负极分别与第十五电阻R53的一端、第十六电阻R54的一端、第一电压比较器A1的输入正端连接；第十五电阻R53的另一端接入信号电源VCC；第十六电阻R54的另一端分别与第十八电阻R56的一端、第十九电阻R57的一端、信号地连接；第十八电阻R56的另一端分别与第十七电阻R55的一端、第一电压比较器A1的输入负端连接；第十七电阻R55的另一端接入功率电源VB；第一电压比较器A1的输出端与第十九电阻R57的另一端连接；且第一电压比较器A1的输出端输出切换缓冲信号DS。

4.根据权利要求3所述的一种磁流体飞轮驱动控制电路，其特征在于：所述电流控制及PWM产生电路包括第一运算放大器A2、第二电压比较器A3、场效应管T1、三角波发生器A4、第六电容C6、第二十电阻R58、第二十一电阻R59、第二十二电阻R60、第二十三电阻R61；

其中，差值信号VCZ与第二十电阻R58的一端接通；第二十电阻R58的另一端分别与第一运算放大器A2的负输入端、场效应管T1的S极、第六电容C6的一端连接；第一运算放大器A2的正输入端与第二十一电阻R59的一端连接；第二十一电阻R59的另一端接信号地；切换缓冲信号DS与场效应管T1的G极连接；第六电容C6的另一端分别与场效应管T1的D极、第二十三电阻R61的一端连接；第一运算放大器A2的输出端分别与第二十二电阻R60的一端连接；第二十二电阻R60的另一端分别与第二十三电阻R61的另一端、第二电压比较器A3的正输入端连接；三角波发生器A4输出信号T至第二电压比较器A3的负输入端；第二电压比较器A3的输出端输出PWM信号。

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