一種安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路領(lǐng)域，尤其涉及一種安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，為防止電機(jī)意外起動(dòng)以及防止意外發(fā)生，人們針對(duì)變頻器、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(簡(jiǎn)稱驅(qū)動(dòng)器)等產(chǎn)品提出了功能安全的相關(guān)要求。其中安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷(SAFE TORQUE0FF，ST0)就是這樣一種安全功能。安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能防止電機(jī)停止時(shí)產(chǎn)轉(zhuǎn)矩，使機(jī)器成為安全系統(tǒng)的一部分。
[0003]安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能電路廣泛應(yīng)用于注塑機(jī)及車床系統(tǒng)中，目前普通的注塑機(jī)及車床系統(tǒng)通過一個(gè)使能端子來給驅(qū)動(dòng)器一個(gè)允許運(yùn)行和不能運(yùn)行的信號(hào)，這個(gè)使能端子連接到驅(qū)動(dòng)器的外部輸入端子上，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的控制芯片通過此端子接收到的信號(hào)，來決定允許運(yùn)行和不能運(yùn)行。這個(gè)決定是一種軟件指令，如果驅(qū)動(dòng)器軟件發(fā)生故障，則有可能在注塑機(jī)系統(tǒng)給出不能運(yùn)行的信號(hào)下，驅(qū)動(dòng)器本身給出錯(cuò)誤的運(yùn)行指令，使驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行，從而帶動(dòng)電機(jī)起動(dòng)，這種情況下可能發(fā)生意外。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能電路，通過兩個(gè)獨(dú)立的STO控制通道來防止電機(jī)意外啟動(dòng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電路成本低。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能電路，其特征在于，包括由第一 EMC電路、第一欠壓保護(hù)電路、第一光耦隔離電路、第三欠壓保護(hù)電路、第一IGBT控制電源開關(guān)電路和第三電壓比較電路構(gòu)成的第一STO控制通道；由第二EMC電路、第二欠壓保護(hù)電路、第二光耦隔離電路、第四欠壓保護(hù)電路、第二 IGBT控制電源開關(guān)電路和第四電壓比較電路構(gòu)成的第二STO控制通道；以及由第一電壓比較電路、第二電壓比較電路、第三光耦隔離電路和三極管開關(guān)電路構(gòu)成的反饋線路；
[0006]所述第一EMC電路的輸入端與應(yīng)用設(shè)備的控制器的輸出端連接，所述第一 EMC電路的輸出端與所述第一欠壓保護(hù)電路的輸入端連接，所述第一欠壓保護(hù)電路的輸出端與所述第一光耦隔離電路的輸入端連接，所述第一光耦隔離電路的輸出端與所述第三欠壓保護(hù)電路的輸入端連接，所述第三欠壓保護(hù)電路的輸出端與所述第一 IGBT控制電源開關(guān)電路的控制端連接，所述第一 IGBT控制電源開關(guān)電路的輸出端與所述第三電壓比較電路的輸入端連接，所述第一 IGBT控制電源開關(guān)電路的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的驅(qū)動(dòng)板連接，所述第三電壓比較電路的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的主板連接；
[0007]所述第二EMC電路的輸入端與應(yīng)用設(shè)備的控制器的輸出端連接，所述第二 EMC電路的輸出端與所述第二欠壓保護(hù)電路的輸入端連接，所述第二欠壓保護(hù)電路的輸出端與所述第二光耦隔離電路的輸入端連接，所述第二光耦隔離電路的輸出端與所述第四欠壓保護(hù)電路的輸入端連接，所述第四欠壓保護(hù)電路的輸出端與所述第二 IGBT控制電源開關(guān)電路的控制端連接，所述第二 IGBT控制電源開關(guān)電路的輸出端與所述第四電壓比較電路的輸入端連接，所述第二 IGBT控制電源開關(guān)電路的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的驅(qū)動(dòng)板連接，所述第四電壓比較電路的輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的主板連接；
[0008]所述第一電壓比較電路的輸入端與所述第一IGBT控制電源開關(guān)電路的輸出端連接，所述第一電壓比較電路的輸出端與所述第三光耦隔離電路的輸入端連接，所述第二電壓比較電路的輸入端與所述第二 IGBT控制電源開關(guān)電路的輸出端連接，所述第二電壓比較電路的輸出端與所述第三光耦隔離電路的輸入端連接，所述第三光耦隔離電路的輸出端與所述三極管開關(guān)電路的輸入端連接，所述三極管開關(guān)電路的輸出端與所述應(yīng)用設(shè)備的控制器的輸入端連接。
[0009]所述第一EMC電路包括第一電容、第二電容和第一 TVS保護(hù)器件;所述應(yīng)用設(shè)備的控制器接口的正極輸出端與所述第一電容的一端、所述TVS保護(hù)器件的一端連接且其連接端與所述第一欠壓保護(hù)電路連接，所述第一電容的另一端與所述第二電容的一端連接且其連接端接機(jī)殼地，所述第二電容的另一端、所述TVS保護(hù)器件的另一端與所述應(yīng)用設(shè)備的控制器接口的負(fù)極輸出端連接且其連接端與所述第一欠壓保護(hù)電路連接。
[0010]所述第一欠壓保護(hù)電路包括第一電阻、第二電阻、第三電容、第十二極管和第一穩(wěn)壓二極管;所述第一電阻的一端與所述第一 EMC電路連接，第一電阻的另一端與所述第二電阻的一端、所述第三電容的一端、所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接，所述第一穩(wěn)壓二極管的正極與所述第十二極管的負(fù)極連接，所述第十二極管的正極與所述第二電阻的另一端、所述第三電容的另一端連接且其連接端與所述第一 EMC電路連接。
[0011 ]所述第一光親隔離電路包括第一光親，所述第一光親的正相端和反相端分別與所述第一欠壓保護(hù)電路連接，所述第一光耦的發(fā)射極接地，所述第一光耦的集電極與所述第三欠壓保護(hù)電路連接。
[0012]所述第三欠壓保護(hù)電路包括第四電阻和第三穩(wěn)壓二極管;所述第三穩(wěn)壓二極管的正極與所述第一光耦隔離電路連接，所述第三穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述第四電阻的一端連接，所述第四電阻的另一端與所述第一 IGBT控制電源開關(guān)電路連接。
[0013]所述第一IGBT控制電源開關(guān)電路包括第三電阻、第四電容、第五電容、第六電容和第一三極管;所述第一三極管的基極與所述第三電阻的一端、所述第四電容的一端連接且其連接端與所述第三欠壓保護(hù)電路連接，所述第一三極管的發(fā)射極與所述第三電阻的另一端、所述第四電容的另一端及5V電壓連接，所述第一三極管的集電極與所述第五電容的一端、第六電容的一端連接且其連接端與所述第一電壓比較電路、所述第三電壓比較電路以及所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的驅(qū)動(dòng)板連接，所述第五電容的另一端與所述第六電容的另一端連接且其連接端接地。
[0014]所述第三電壓比較電路包括第二十五電阻、第二十六電阻、第二十七電阻、第二十八電阻、第二 i^一電阻、第二十二電阻、第二 i^一電容、第二十二電容、第十九電容和第三比較器;所述第二十六電阻的一端與5V電壓連接，所述第二十六電阻的另一端、所述第二十五電阻的一端、所述第二十一電容的一端與所述第三比較器的同相輸入端連接，所述第二十五電阻的另一端、所述第二十一電容的另一端連接且其連接端接地，所述第二十七電阻的一端與所述第一 IGBT控制電源開關(guān)電路連接，所述第二十七電阻的另一端、所述第二十八電阻的一端、所述第二十二電容的一端與所述第三比較器的反相輸入端連接，所述第二十八電阻的另一端、所述第二十二電容的另一端連接且其連接端接地，所述第三比較器的輸出端與所述第二十一電阻的一端連接，所述第二十一電阻的另一端與所述第二十二電阻的一端、所述第十九電容的一端連接且其連接端與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的主板連接，所述第二十二電阻的另一端與5V電壓連接，所述第十九電容的另一端接地。
[0015]所述第一電壓比較電路包括第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電容、第十四電容、第十五電容和第一比較器;所述第九電阻的一端與5V電壓連接，所述第九電阻的另一端、第^ 電阻的一端、第十三電容的一端與所述第一比較器的同相輸入端連接，所述第十一電阻的另一端與所述第十三電容的另一端連接且其連接端接地，所述第十電阻的一端與所述第一 IGBT控制電源開關(guān)電路連接，所述第十電阻的另一端、第十二電阻的一端、第十五電容的一端與所述第一比較器的反相輸入端連接，所述第十二電阻的另一端與所述第十五電容的另一端連接且其連接端接地，所述第一比較器的電源端與所述第十四電容的一端及5V電壓連接，所述第十四電容的另一端接地，所述第一比較器的接地端接地，所述第一比較器的輸出端與所述第三光耦隔離電路連接。
[0016]所述第三光耦隔離電路包括第十七電阻、第十八電阻、第十八電容和第三光耦;所述第十七電阻的一端與所述第一電壓比較電路連接，所述第十七電阻的另一端、所述第十八電阻的一端、所述第十八電容的一端與所述第三光耦的反相端連接，所述第十八電阻的另一端、所述第十八電容的另一端與所述第三光耦的正相端連接且其連接端接5V電壓，所述第三光耦的發(fā)射極和集電極與所述三極管開關(guān)電路連接。
[0017]所述三極管開關(guān)電路包括第十九電阻、第二十電阻、第三二極管、第三三極管和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲;所述第二十電阻的一端與所述第三光耦隔離電路連接，另一端接地，所述第十九電阻的一端與所述第三三極管的基極連接且其連接端與所述第三光耦隔離電路連接，所述第十九電阻的另一端與所述第三三極管的發(fā)射極、所述第三二極管的負(fù)極連接且其連接端接24V電壓，所述第三三極管的集電極、所述第三二極管的正極與所述自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的一端連接，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的另一端與所述應(yīng)用設(shè)備的控制器的輸入端連接。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的一種安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能電路的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0019](I)本實(shí)用新型的電路采用兩個(gè)獨(dú)立的STO控制通道，任意一個(gè)控制通道故障不影響另外一個(gè)通道獨(dú)立執(zhí)行其防止電機(jī)停止時(shí)產(chǎn)轉(zhuǎn)矩的功能，并且本實(shí)用新型的電路是硬件執(zhí)行，屏蔽所有軟件企圖，使安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能的故障率降低，更加安全可靠。
[0020](2)本實(shí)用新型的電路具有STO輸入控制電壓欠壓保護(hù)電路，能夠防止低電壓誤導(dǎo)通，進(jìn)一步加強(qiáng)保護(hù)功能。
[0021](3)本實(shí)用新型的電路具有STO狀態(tài)反饋功能，能將STO的運(yùn)行狀態(tài)反饋給系統(tǒng)。
[0022](4)本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)元件數(shù)量設(shè)計(jì)較優(yōu)，電路成本低。
【附圖說明】