CN210167795U

CN210167795U - 一种伺服驱动器的pwm信号锁定电路

Info

Publication number: CN210167795U
Application number: CN201920394594.7U
Authority: CN
Inventors: 陈振宇; 周兵兵; 陈赛虎; 虞乾恒; 林中轩; 袁世博
Original assignee: Ningbo Anxin CNC Technology Co Ltd
Current assignee: Ningbo Anxin CNC Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2020-03-20
Anticipated expiration: 2029-03-26

Abstract

本实用新型提供了一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，包括信号输出电路以及锁定电路，信号输出电路包括信号输入端口以及信号输出端口，信号输入端口与主控模块连接，信号输出端口与IGBT模块连接，信号输入端口与信号输出端口之间设置有控制芯片以控制信号的输出；锁定电路内设置有触发器以及复位电路，触发器与IGBT模块连接，触发器用于接收IGBT模块发出的触发信号并转发至主控模块以及控制芯片，并对触发信号进行锁定。本实用新型通过设置PWM信号锁定电路，在伺服驱动器异常的情况下，能够关断IGBT模块，并将其锁定在关断状态，直到下达复位信号才进行解锁恢复，防止IGBT模块在已经关断的情况下又误开启IGBT模块，导致其发生过压损坏。

Description

一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路

技术领域

本实用新型涉及伺服驱动器控制领域，尤其涉及一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路。

背景技术

在工业生产中，伺服驱动器应用非常广泛，其中伺服驱动器内的IGBT模块在伺服电机发生异常的情况下，比较普遍的都容易发生过压损坏的情况，缺乏及时的保护机制来保护IGBT模块，而且在一些疑难故障情况下，即使在IGBT模块已经处于关断状态下，也容易发生误开启的情况，造成二次损坏。

例如公开号为CN103346538B的中国实用新型专利就公开了一种用于APF大功率IGBT的短路保护电路，包括IGBT的工作控制电路，用于控制IGBT的工作与否；IGBT的短路保护电路，用于监测IGBT短路电流，并利用缓慢降低栅极电压电路防止IGBT短路引起过电压而损坏IGBT。所述IGBT的短路保护电路包括短路保护电路的工作控制电路用于控制短路保护电路的工作与否；短路保护电路的检测电路，用于对IGBT的电压进行检测；缓慢降低栅极电压电路，用于缓慢降低栅极电压；保护锁存复位电路，用于对PWM进行保护锁定，完全关断IGBT。该方案及时通过在发生短路时采取缓慢降低IGBT栅极电压的软关断方式来降低IGBT模块关断时的过电压的优点，但其不能对关断信号进行锁定，无法解决在后续IGBT模块可能存在误开启，导致二次损坏的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题目的在于提供一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，用于解决伺服驱动器在出现异常，IGBT模块在关断后依然存在误开启的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，包括：信号输出电路以及锁定电路；

所述信号输出电路包括信号输入端口以及信号输出端口，所述信号输入端口与主控模块连接，用于接收PWM信号，所述信号输出端口与IGBT模块连接，用于输出PWM信号至所述IGBT模块，所述信号输入端口与所述信号输出端口之间设置有控制芯片，所述控制芯片用于控制PWM信号的输出；

所述锁定电路内设置有触发器以及与触发器连接的复位电路；

所述触发器用于判断是否接收到IGBT模块发出的报警信号，若是，则转发至所述主控模块以及控制芯片，并进入锁定状态，所述控制芯片接收所述报警信号，锁定PWM信号以关断IGBT模块；

所述复位电路用于发送复位信号至所述触发器，当所述触发器接收到所述复位信号时，所述触发器解除锁定状态，并发送解锁信号至控制芯片，所述控制芯片解锁PWM信号以开启IGBT模块。

优选的，所述触发器与所述IGBT模块之间连接有第二十五电阻的一端，所述触发器与所述复位电路之间还连接有第二十四电阻的一端，所述第二十四电阻的另一端与第二十五电阻的另一端连接之后，与第二电源连接。

优选的，所述触发器与所述IGBT模块之间还连接有第十二电容的一端，所述触发器与所述复位电路之间还连接有第十一电容的一端，所述第十一电容的另一端与所述第十二电容的另一端连接之后接地。

优选的，所述控制芯片包括第一芯片以及第二芯片，所述信号输入端口包括第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口、第五输入端口、第六输入端口，所述第一输入端口、第二输入端口以及第三输入端口与所述第一芯片连接，所述第四输入端口、第五输入端口以及第六输入端口与所述第二芯片连接。

优选的，所述第一芯片与所述第一输入端口之间连接有第五电阻的一端，第一芯片与所述第二输入端口之间连接有第六电阻的一端，所述第一芯片与所述第三输入端口之间连接有第七电阻的一端，所述第五电阻的另一端、第六电阻的另一端以及第七电阻的另一端相连之后接地。

优选的，所述第二芯片与所述第四输入端口之间连接有第十六电阻的一端，所述第二芯片与所述第五输入端口之间连接有第十七电阻的一端，所述第二芯片与所述第六输入端口之间连接有第十八电阻的一端，所述第十六电阻的另一端、第十七电阻的另一端以及第十八电阻的另一端相连之后接地。

优选的，所述信号输出端口包括第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口以及第六输出端口，所述第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口与所述第一芯片连接，所述第四输出端口、第五输出端口、第六输出端口与所述第二芯片连接。

优选的，所述第一输出端口与所述第一芯片之间连接有第一滤波电路，所述第二输出端口与所述第一芯片之间连接有第二滤波电路，所述第三输出端口与所述第一芯片之间连接有第三滤波电路。

优选的，所述第四输出端口与所述第二芯片之间连接有第四滤波电路，所述第五输出端口与所述第二芯片之间连接有第五滤波电路，所述第六输出端口与所述第二芯片之间连接有第六滤波电路。

优选的，所述第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路、第四滤波电路、第五滤波电路以及第六滤波电路为RC滤波电路。

采用本实用新型，通过设置信号锁定电路，当伺服驱动器异常时，信号锁定电路将接收IGBT模块的报警信号，触发关断信号，控制芯片将直接锁定PWM信号的输出以关断IGBT模块，直到有复位信号时才再次触发解锁PWM信号的输出，防止IGBT模块在关断后，由于误开启等操作再次开启IGBT模块，造成二次损坏。

附图说明

图1是本实用新型一个实施方式提供的***结构示意图

图2是本实用新型一个实施方式提供的一种伺服驱动器的信号输出电路的电路原理图；

图3是本实用新型一个实施方式提供的一种伺服驱动器的锁定电路的电路原理。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

参考图1，本实施例提供了一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，包括：信号输出电路以及锁定电路；

信号输出电路包括信号输入端口以及信号输出端口，信号输入端口与主控模块连接，用于接收PWM信号，信号输出端口与IGBT模块连接，用于输出PWM信号至IGBT模块，信号输入端口与信号输出端口之间设置有控制芯片，控制芯片用于控制PWM信号的输出；

锁定电路内设置有触发器以及与触发器连接的复位电路；

触发器用于判断是否接收到IGBT模块发出的报警信号，若是，则转发至主控模块以及控制芯片，并进入锁定状态，控制芯片接收报警信号，锁定PWM信号以关断IGBT模块；

复位电路用于发送复位信号至触发器，当触发器接收到复位信号时，触发器解除锁定状态，并发送解锁信号至控制芯片，控制芯片解锁PWM信号以开启IGBT模块。

本实施例中，主控模块从信号输入端口输入PWM信号，PWM信号通过控制芯片之后，通过信号输出端口输出至IGBT模块的驱动光耦，对IGBT模块进行控制。

当IGBT模块中的驱动光耦检测到有异常信号时，发出报警信号，报警信号传输至锁定电路中的触发器，触发器再将报警信号转发至主控模块以及控制芯片，一方面，控制芯片将发出关断信号，直接关断PWM信号的输出，即关断IGBT模块，而触发器将也会进入锁定状态，将关断信号锁定，使得IGBT模块无法开通，直到触发器接收到复位信号，锁定才会消除，此时报警信号被消除，控制芯片再继续控制PWM信号输出，IGBT模块才能够开启。

通过设置信号输出电路以及锁定电路，当伺服驱动器出现异常情况时，能够通过硬件及时的关断IGBT模块，而且通过能够保证在异常消除以前，IGBT模块的关断状态被锁定，不会误开启等情况而导致二次损坏。

本实施例中，PWM信号为脉冲信号，脉冲宽度可调制，其中，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。

PWM信号相较于正弦信号，具有谐波小、响应快的优点。

本实施例中，IGBT模块包括IGBT，伺服驱动器内一般都安装有IGBT模块，其中，IGBT是一种绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，其还可以应用于直流电压为600V及以上的变流***如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

参考图2，在一个较佳的实施方式中，控制芯片包括第一芯片U1以及第二芯片U2，信号输入端口包括第一输入端口(V+)、第二输入端口(U+)、第三输入端口(W+)、第四输入端口(V-)、第五输入端口(U-)、第六输入端口(W-)。

其中，第一输入端口(V+)、第二输入端口(U+)以及第三输入端口(W+)与第一芯片U1连接，第四输入端口(V-)、第五输入端口(U-)以及第六输入端口(W-)与第二芯片U2连接。

参考图2，在一个较佳的实施方式中，信号输出端口包括第一输出端口(PV+)、第二输出端口(PU+)、第三输出端口(PW+)、第四输出端口(PV-)、第五输出端口(PU-)以及第六输出端口(PW-)。

其中，第一输出端口(PV+)、第二输出端口(PU+)、第三输出端口(PW+)与第一芯片U1连接，第四输出端口(PV-)、第五输出端口(PU-)、第六输出端口(PW-)与第二芯片U2连接。

主控模块分别输出六路PWM信号至第一输入端口(V+)、第二输入端口(U+)、第三输入端口(W+)、第四输入端口(V-)、第五输入端口(U-)以及第六输入端口(W-)，再通过第一输出端口(PV+)、第二输出端口(PU+)、第三输出端口(PW+)、第四输出端口(PV-)、第五输出端口(PU-)以及第六输出端口(PW-)六路信号输出端口输出至IGBT模块的驱动光耦。

其中，每一路信号输入端口对应一个IGBT桥臂，六路信号输入端口则对应六个IGBT桥臂。

第一芯片U1以及第二芯片U2的型号为SN74LV125ADR，第一芯片U1以及第二芯片U2为单端转差分芯片，用于实现信号的差分化，提高信号在传输过程中的抗干扰能力。

在另一个较佳的实施方式中，第一芯片U1与第一输入端口(V+)之间连接有第五电阻R5的一端，第一芯片U1与第二输入端口(U+)之间连接有第六电阻R6的一端，第一芯片U1与第三输入端口(W+)之间连接有第七电阻R7的一端，第六电阻R6的另一端、第七电阻R7的另一端以及第五电阻R5的另一端相连之后接地。

第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7的阻值参数为4K7-J。

通过设置第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7，能够使得主控模块输入至第一芯片U1的PWM信号更加稳定，减少谐波以及杂波的干扰。

图2中还设置有电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电阻R8，其连接方式可在图2中直观的了解到，电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4的阻值参数为51R-J，电阻R8与第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7的阻值参数相同。

在另一个较佳的实施方式中，第二芯片U2与第四输入端口(V-)之间连接有第十六电阻R16的一端，第二芯片U2与第五输入端口(U-)之间连接有第十七电阻R17的一端，第二芯片U2与第六输入端口(W-)之间连接有第十八电阻R18的一端，第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的另一端以及第十八电阻R18的另一端相连之后接地。

第十六电阻R16、第十七电阻R17以及第十八电阻R18的阻值参数为4K7-J。

通过设置第十六电阻R16、第十七电阻R17以及第十八电阻R18能够使得主控模块输入至第二芯片U2的PWM信号更加稳定，减少谐波以及杂波的干扰。

图2中还设置有电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15以及电阻R19，其连接方式可直接从图2中直观的了解到，电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15的阻值参数为51R-J，电阻R19的阻值参数为4K7-J。

设置电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R12、电阻R13、电阻R14以及电阻R15，能够起到限流分压的作用，在其它实施例中，还可以作为保险电阻等等。

参考图2，第一输出端口(PV+)与第一芯片U1模块之间设置有第一滤波电路，第二输出端口(PU+)与第一芯片U1之间设置有第二滤波电路，第三输出端口(PW+)与第一芯片U1之间设置有第三滤波电路。

第一滤波电路包括电容C1以及电阻R9，第二滤波电路包括电容C2以及电阻R10，第三滤波电路包括电容C3以及电阻R11。

通过设置第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路，能够有效的滤除杂波，防止输出信号被杂波干扰。

参考图2，第四输出端口(PV-)与第二芯片U2之间设置有第四滤波电路，第五输出端口(PU-)与第二芯片U2之间设置有第五滤波电路，第六输出端口(PW-)与第二芯片U2之间设置有第六滤波电路。

第四滤波电路包括电阻R20以及电容C6，第五滤波电路包括电阻R21以及电容C7，第六滤波电路包括电阻R22以及电容C8。

通过设置第四滤波电路、第五滤波电路以及第六滤波电路能够有效的滤除杂波，防止输出信号被杂波干扰。

其中，第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路、第四滤波电路、第五滤波电路以及第六滤波电路为RC滤波电路。

参考图3，本实施例中，触发器U3为D类触发器，其具有八个引脚(引脚1-8)，每个引脚以及与元器件的连接方式可以从图3中直观的了解到。

其中，需要说明的是，触发器U3的引脚1连接有复位电路，触发器U3的引脚2连接IGBT模块，接收IGBT模块发出的触发信号。

在一个较佳的实施方式中，触发器U3与IGBT模块之间还连接有第二十五电阻R25的一端，触发器U3与复位电路之间还连接有第二十四电阻R24的一端，第二十四电阻R24的另一端与第二十五电阻R25的另一端连接之后，接入第二电源。

第二十四电阻R24以及第二十五电阻R25的阻值参数为4K7-J，第二电源的电压为+5V。

第二十四电阻R24以及第二十五电阻R25用于起到限流分压的作用，防止第二电源的输出电流过大。

在一个较佳的实施方式中，触发器U3与IGBT模块之间还连接有第十二电容C12的一端，触发器U3与复位电路之间还连接有第十一电容C11的一端，第十一电容C11的另一端与第十二电容C12的另一端连接之后接地。

通过设置第十一电容C11以及第十二电容C12，滤除谐波，保证信号在传输过程中不受干扰。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，包括：信号输出电路以及锁定电路；

2.根据权利要求1所述的一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，所述触发器与所述IGBT模块之间连接有第二十五电阻的一端，所述触发器与所述复位电路之间还连接有第二十四电阻的一端，所述第二十四电阻的另一端与第二十五电阻的另一端连接之后，与第二电源连接。

3.根据权利要求1所述的一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，所述触发器与所述IGBT模块之间还连接有第十二电容的一端，所述触发器与所述复位电路之间还连接有第十一电容的一端，所述第十一电容的另一端与所述第十二电容的另一端连接之后接地。

4.根据权利要求1所述的一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，所述控制芯片包括第一芯片以及第二芯片，所述信号输入端口包括第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口、第五输入端口、第六输入端口，所述第一输入端口、第二输入端口以及第三输入端口与所述第一芯片连接，所述第四输入端口、第五输入端口以及第六输入端口与所述第二芯片连接。

5.根据权利要求4所述的一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，所述第一芯片与所述第一输入端口之间连接有第五电阻的一端，第一芯片与所述第二输入端口之间连接有第六电阻的一端，所述第一芯片与所述第三输入端口之间连接有第七电阻的一端，所述第五电阻的另一端、第六电阻的另一端以及第七电阻的另一端相连之后接地。

6.根据权利要求4所述的一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，所述第二芯片与所述第四输入端口之间连接有第十六电阻的一端，所述第二芯片与所述第五输入端口之间连接有第十七电阻的一端，所述第二芯片与所述第六输入端口之间连接有第十八电阻的一端，所述第十六电阻的另一端、第十七电阻的另一端以及第十八电阻的另一端相连之后接地。

7.根据权利要求4所述的一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，所述信号输出端口包括第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口以及第六输出端口，所述第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口与所述第一芯片连接，所述第四输出端口、第五输出端口、第六输出端口与所述第二芯片连接。

8.根据权利要求7所述的一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，所述第一输出端口与所述第一芯片之间连接有第一滤波电路，所述第二输出端口与所述第一芯片之间连接有第二滤波电路，所述第三输出端口与所述第一芯片之间连接有第三滤波电路。

9.根据权利要求7所述的一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，所述第四输出端口与所述第二芯片之间连接有第四滤波电路，所述第五输出端口与所述第二芯片之间连接有第五滤波电路，所述第六输出端口与所述第二芯片之间连接有第六滤波电路。

10.根据权利要求8所述的一种伺服驱动器的PWM信号锁定电路，其特征在于，所述第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路、第四滤波电路、第五滤波电路以及第六滤波电路为RC滤波电路。