惯性参考单元中音圈电机的多电平驱动器设计

摘要

针对惯性参考单元(IRU)中电流控制面临的大电流、高精度、易集成等问题,设计了一种基于混合级联多电平拓扑结构的驱动器。该驱动器以GaN半桥功率级LMG5200组成的电平调整单元和光伏继电器PVG612组成的H桥逆变单元为核心搭建,通过LCCR滤波电路改善输出性能,利用变增益电流采样电路提升电流采样精度,并基于Simulink搭建了电流环PI控制器,通过PWM实现了驱动器的输出电流控制。实验结果表明,驱动器多电平输出正常,输出非线性度为0.3%,输出电流分辨率可以达到0.1 mA,输出电流纹波在±2 mA以内,阶跃响应上升时间为1 ms,满足IRU系统的驱动需求。