專利名稱：用于伺服系統(tǒng)具有自動保護(hù)的功率轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種伺服功率級，具體地說是一種用于伺服系統(tǒng)具有自動保護(hù)的功率轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
目前，伺服控制系統(tǒng)中功率轉(zhuǎn)換電路多由大功率復(fù)合晶體管組成，在許多工程控制領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。但其由于不能承受高峰電流，過載能力差，當(dāng)系統(tǒng)溫度、電壓、電流發(fā)生變化，超過系統(tǒng)承載能力時(shí)，易導(dǎo)致系統(tǒng)工作的異常，從而使系統(tǒng)的可靠性大大地降低，同時(shí)也容易造成較大的損失。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明以控制模塊為核心，同時(shí)對其采用相應(yīng)的保護(hù)電路。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，控制模塊根據(jù)控制信號驅(qū)動負(fù)載，保護(hù)電路則實(shí)時(shí)對系統(tǒng)的溫度、電壓、電流等信號進(jìn)行檢測。當(dāng)系統(tǒng)的工作電壓、電流和溫度出現(xiàn)異常時(shí)，控制電路將自動切斷，使負(fù)載停止工作，目的是提供一種用于伺服系統(tǒng)具有自動保護(hù)的功率轉(zhuǎn)換裝置。
本發(fā)明包括PWM信號控制電路1、控制模塊2、保護(hù)電路3、電源4、整流濾波電路5、直流穩(wěn)壓模塊6。電源4通過整流濾波電路5與控制模塊2對應(yīng)的電源輸入端相連。直流穩(wěn)壓模塊6電壓輸出端分別與控制模塊2、PWM信號控制電路1的工作電壓輸入端相連。PWM信號控制電路1的控制信號輸出端與控制模塊2的控制信號輸入端相連?？刂颇K2的信號輸出端通過光電隔離后與保護(hù)電路3的信號輸入端相連，控制模塊2的負(fù)載控制端與負(fù)載相連。保護(hù)電路3的保護(hù)信號輸出端與PWM信號控制電路1的保護(hù)信號輸入端相連。
PWM信號控制電路1包括PWM信號電路7，信號選擇電路8、光電隔離電路9。PWM信號電路7信號輸出端與信號選擇電路8的信號輸入端相連，選擇電路8的信號輸出端與光電隔離電路9的信號輸入端相連，光電隔離電路9的信號輸出端與控制模塊2的控制信號輸入端相連。
保護(hù)電路3包括溫度保護(hù)電路10、電壓保護(hù)電路11、電流保護(hù)電路12。溫度保護(hù)電路10、電壓保護(hù)電路11和電流保護(hù)電路12的信號輸出端與PWM信號控制電路1中的信號選擇電路8保護(hù)信號輸入端相連。電流保護(hù)信號12的信號輸入端與控制模塊2的信號輸出端相連。
本發(fā)明的工作過程A、B、C、D四路控制信號由PWM信號電路7引入。PWM信號電路7采用CMOS芯片和瞬態(tài)抑制二極管，使接口兼容CMOS和TTL電平，防止干擾信號對電路造成誤觸發(fā)。PWM信號經(jīng)過PWM信號電路7處理后，被送到信號選擇電路8。信號選擇電路8主要由非門、與門構(gòu)成。為保證工作的可靠性，四路驅(qū)動信號具有互鎖功能，保證同一臂的信號不能同時(shí)導(dǎo)通。A、D路PWM信號為一組，B、C路PWM信號為另一組信號，同一組信號同時(shí)導(dǎo)通或截止。這樣系統(tǒng)既可以單極性控制又可以雙極性控制。
光電隔離電路9利用光耦進(jìn)行光電隔離，進(jìn)一部保證信號不受干擾，然后將控制信號送入控制模塊2中。當(dāng)兩組信號同時(shí)工作時(shí)，控制模塊2就進(jìn)入雙極性控制；當(dāng)兩組信號之中有一組信號導(dǎo)通時(shí)，就進(jìn)入單極性控制?？刂颇K2工作出現(xiàn)異常時(shí)，控制模塊2會輸出一個(gè)信號，然后進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。保護(hù)電路3包括溫度保護(hù)電路10、電壓保護(hù)電路11、電流保護(hù)電路12等三部分。溫度保護(hù)電路10以溫度繼電器為傳感器，當(dāng)系統(tǒng)的工作環(huán)境溫度過高時(shí)，溫度繼電器就會閉合從而送入一個(gè)開關(guān)信號，溫度保護(hù)電路10對開關(guān)信號進(jìn)行處理后輸出保護(hù)信號。電壓保護(hù)電路11利用比較器的原理，對工作時(shí)控制模塊2的電壓進(jìn)行監(jiān)控，一旦控制模塊2的電壓高于或低于正常工作電壓時(shí)比較器就會輸出保護(hù)信號。電流保護(hù)電路12是利用了控制模塊2的保護(hù)信號進(jìn)行工作的，當(dāng)控制模塊2的電流過高時(shí)，控制模塊2就會輸出其保護(hù)信號，電流保護(hù)電路12通過光耦將保護(hù)信號采入進(jìn)來經(jīng)過處理后送出保護(hù)信號。以上三種保護(hù)電路任何一種產(chǎn)生的保護(hù)信號，都會送到信號選擇電路8，將信號選擇電路8的四路PWM信號屏蔽，從而使控制模塊2停止工作，起到保護(hù)的作用。
本發(fā)明的電路兼容CMOS和TTL兩種電平，對信號電路采用了容錯(cuò)設(shè)計(jì)和光電隔離從而使電路整體具有良好的抗干擾性、通用性。對系統(tǒng)工作也采取了全面的保護(hù)措施，使得系統(tǒng)在溫度、電壓、電流發(fā)生變化，超過系統(tǒng)的承載能力時(shí)，能自動停止負(fù)載工作，避免了由于過載現(xiàn)象產(chǎn)生的系統(tǒng)電路和負(fù)載損壞的問題。因此本發(fā)明是一種具有自動保護(hù)的伺服功率驅(qū)動裝置。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，也是說明書摘要附圖，圖中1為PWM信號控制電路，2控制模塊，3保護(hù)電路，4電源，5整流濾波電路，6直流穩(wěn)壓模塊，7為PWM信號電路，8信號選擇電路，9光電隔離電路，10溫度保護(hù)電路，11電壓保護(hù)電路，12電流保護(hù)電路。
圖2為本發(fā)明的負(fù)載工作控制原理示意圖。圖中13為A路信號通路，14為B路信號通路，15為C路信號通路，16為D路信號通路。
圖3為本發(fā)明PWM信號控制電路1中PWM信號電路7和信號選擇電路8電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明PWM信號控制電路1中光電隔離電路9和控制模塊2、電源4、整流濾波電路5的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明保護(hù)電路3的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括PWM信號控制電路1、控制模塊2、保護(hù)電路3、電源4、整流濾波電路5、直流穩(wěn)壓模塊6。PWM信號控制電路1包括信號電路7，信號選擇電路8、光電隔離電路9。如圖3、4、5所示，信號電路7選用了COMS芯片和型號為CASA5.0的瞬態(tài)抑制二極管，信號選擇電路8采用了非門和與門器件，非門采用了型號為74HC14、74HC04的反向器，與門器件選用型號為74HC08，光電隔離電路9采用了四個(gè)型號為HCPL4504的光耦?？刂颇K2選用型號為PM75CSE060，整流濾波電路5采用型號為KBPC2508的三相整流橋，直流電壓模塊6選用的型號為B2415S的DC/DC模塊。溫度保護(hù)電路采用溫度繼電器、反向器74HC14，74HC04構(gòu)成的電路，電壓保護(hù)電路采用LM393構(gòu)成的過欠壓比較器電路，電流保護(hù)電路采用非門和二極管構(gòu)成的邏輯電路，非門器件的型號為74HC04和D1N4148。
如圖2所示，13為A路信號通路，16為D路信號通路，14為B路信號通路，15為C路信號通路。當(dāng)A路信號通路13和D路信號通路16導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載順時(shí)針方向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)B路信號通路14和C路信號通路15導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載逆時(shí)針方向運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于伺服系統(tǒng)具有自動保護(hù)的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征是包括PWM信號控制電路(1)、控制模塊(2)、保護(hù)電路(3)、電源(4)、整流濾波電路(5)、直流穩(wěn)壓模塊(6)；電源(4)通過整流濾波電路(5)與控制模塊(2)的對應(yīng)電源輸入端相連；直流穩(wěn)壓模塊(6)電壓輸出端分別與控制模塊(2)、PWM信號控制電路(1)的工作電壓輸入端相連；PWM信號控制電路(1)的控制信號輸出端與控制模塊(2)的控制信號輸入端相連；控制模塊(2)的信號輸出端通過光電隔離與保護(hù)電路(3)的信號輸入端相連，控制模塊(2)的負(fù)載控制端與負(fù)載相連；保護(hù)電路(3)的保護(hù)信號輸出端與PWM信號控制電路(1)的保護(hù)信號輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于伺服系統(tǒng)具有自動保護(hù)的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征是PWM信號控制電路(1)包括PWM信號電路(7)，信號選擇電路(8)、光電隔離電路(9)；PWM信號電路(7)信號輸出端與信號選擇電路(8)的信號輸入端相連，選擇電路(8)的信號輸出端與光電隔離電路(9)的信號輸入端相連，光電隔離電路(9)的信號輸出端與控制模塊(2)的控制信號輸入端相連；保護(hù)電路(3)包括溫度保護(hù)電路(10)、電壓保護(hù)電路(11)、電流保護(hù)電路(12)；溫度保護(hù)電路(10)、電壓保護(hù)電路(11)和電流保護(hù)電路(12)的信號輸出端與PWM信號控制電路(1)中的信號選擇電路(8)保護(hù)信號輸入端相連；電流保護(hù)信號(12)的信號輸入端與控制模塊(2)的信號輸出端相連。
全文摘要
一種屬于電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的用于伺服系統(tǒng)具有自動保護(hù)的功率轉(zhuǎn)換裝置，包括PWM信號控制電路、控制模塊、保護(hù)電路、電源、整流濾波電路、直流穩(wěn)壓模塊。電源通過整流濾波電路與控制模塊電源相連。直流穩(wěn)壓模塊分別與控制模塊、PWM信號控制電路的工作電壓輸入端相連。PWM信號控制電路的輸出端與控制模塊的控制信號輸入端相連。控制模塊的信號輸出端和負(fù)載控制端分別與保護(hù)電路的信號輸入端和負(fù)載相連。保護(hù)電路的信號輸出端與PWM信號控制電路的保護(hù)信號輸入端相連。本發(fā)明以控制模塊為核心，同時(shí)采用相應(yīng)的保護(hù)電路。系統(tǒng)的工作電壓、電流和溫度出現(xiàn)異常時(shí)，控制電路將自動切斷負(fù)載的工作，是一種具有自動保護(hù)的伺服功率驅(qū)動裝置。
文檔編號H02H7/122GK1731644SQ200410011230
公開日2006年2月8日 申請日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者劉鑫, 李貴生, 王紅宣 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所