一種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路（電路），包括：IGBT驅(qū)動電路、直流電源變換電路、電壓檢測報(bào)警電路和能量泄放控制電路。所述直流電源變換電路，包括變壓器、PWM控制器、整流二極管、集成穩(wěn)壓器；電壓檢測報(bào)警電路，包括運(yùn)算放大器、線性光耦、電壓比較器A；能量泄放控制電路包括電壓比較器C、驅(qū)動光耦A(yù)、三極管A。所有元件焊接在一塊印制板。在PWM控制器和變壓器的控制下，外部交流電經(jīng)整流二極管和集成穩(wěn)壓器的整流穩(wěn)壓，為其它電路供電，運(yùn)算放大器和線性光耦檢測母線電壓，經(jīng)電壓比較器A比較輸出，母線電壓經(jīng)電壓比較器C比較，控制驅(qū)動光耦A(yù)和三極管A,形成外部IGBT驅(qū)動信號，本驅(qū)動電路功能齊全，通用性高。
【專利說明】—種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路，特別是一種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前驅(qū)動電路應(yīng)用范圍很廣，其組成一般只有IGBT驅(qū)動電路。對于電機(jī)伺服驅(qū)動器來說，這樣的驅(qū)動電路功能單一，缺少能量泄放控制、直流供電電源、電壓過壓和欠壓保護(hù)功能，通用性不高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明目的在于提供一種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路，解決伺服驅(qū)動器中IGBT模塊缺少驅(qū)動、能量泄放控制、直流供電電源、電壓過壓和欠壓檢測保護(hù)的問題。
[0004]一種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路，包括:IGBT驅(qū)動電路。還包括:直流電源變換電路、電壓檢測報(bào)警電路和能量泄放控制電路。
[0005]所述直流電源變換電路，包括:整流橋、變壓器、場效應(yīng)管、快恢復(fù)二極管A和快恢復(fù)二極管B、PWM控制器、光耦A(yù)、分壓電阻A、整流二極管和集成穩(wěn)壓器。電壓檢測報(bào)警電路，包括:分壓電阻B、運(yùn)算放大器、線性光耦、電壓比較器A和B、光耦B和光耦C。能量泄放控制電路，包括:電壓比較器C、光耦D、與非門、驅(qū)動光耦A(yù)和三極管A。IGBT驅(qū)動電路，包括:反相器、驅(qū)動光耦B和三極管B。
[0006]整流二極管有8個(gè)，集成穩(wěn)壓器有8個(gè)，三極管A有2個(gè)，三極管B有12個(gè)，驅(qū)動光耦B有6個(gè)，反相器有3個(gè)。
[0007]整流橋有三路輸出，其中一路輸出端口與分壓電阻A相連，第二路輸出端與PWM控制器的供電端相連；第三路輸出端與變壓器的一個(gè)輸入端相連，變壓器的另一個(gè)輸入端與場效應(yīng)管的漏極端相連。變壓器有十路輸出，其中一路輸出端與快恢復(fù)二極管A的陽極相連，快恢復(fù)二極管A的陰極與PWM控制器供電端口相連；變壓器的第二路的輸出端與快恢復(fù)二極管B的陽極相連,快恢復(fù)二極管B的陰極與光稱A的輸入端相連,光稱A的輸出端與PWM控制器的反饋比較端相連，PWM控制器的輸出端與場效應(yīng)管的控制端相連。變壓器的另外八路輸出端分別與八個(gè)整流二極管的陽極對應(yīng)相連，八個(gè)整流二極管的輸出端分別與八個(gè)集成穩(wěn)壓器的輸入端對應(yīng)相連。
[0008]分壓電阻B的輸出端有三路，其中一路的輸出端與運(yùn)算放大器的輸入端相連，運(yùn)算放大器的輸出端與線性光耦的輸入端相連，線性光耦的輸出端與外部電路相連；分壓電阻B的第二路輸出端與電壓比較器A的輸入端相連，電壓比較器A的輸出端與光I禹B的輸入端相連，光耦B的輸出端接到外部電路；
分壓電阻B最后一路輸出端與電壓比較器C的輸入端相連，電壓比較器C的輸出端與光率禹D的輸入端相連,光I禹D的輸出端與與非門的輸入端相連,與非門的輸出端與驅(qū)動光率禹A的輸入端相連，驅(qū)動光耦A(yù)的輸出端分別與兩個(gè)三極管A的控制端相連，兩個(gè)三極管A的輸出端分別與外部IGBT模塊連接。
[0009]反相器有三片，每一片都有兩路輸出，并分別與兩片驅(qū)動光耦B的輸入端對應(yīng)相連，每一片驅(qū)動光耦B的輸出端分別與兩片三極管B的控制端相連，每片三極管B的輸出端分別與外部IGBT模塊連接。
[0010]分壓電阻A的輸出端與電壓比較器B的輸入端相連，電壓比較器B的輸出端與光耦C輸入端相連，光耦C的輸出端連接到外部電路。
[0011]外部交流電源經(jīng)整流橋整流后有三路輸出，其中一路經(jīng)分壓電阻A分壓后輸出到電壓比較器B上。另一路輸入到PWM控制器，使PWM控制器開始工作，第三路作為變壓器的輸入電源。變壓器有十路輸出，其中一路經(jīng)過快恢復(fù)二極管A整流后為PWM控制器供電。變壓器第二路輸出經(jīng)過快恢復(fù)二極管B整流后輸入到光耦A(yù)，經(jīng)光耦A(yù)隔離后作為反饋電壓輸入到PWM控制器中。在該反饋電壓的作用下，PWM控制器的輸出驅(qū)動場效應(yīng)管開通關(guān)斷，從而達(dá)到控制變壓器的輸出電壓。變壓器的其它八路輸出分成四對，每對輸出經(jīng)過兩片整流二極管整流和兩片集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后，輸出+15V電壓和-5V電壓。一共形成四組這樣的電壓，該電壓分別為IGBT驅(qū)動電路、能量泄放控制電路和電壓檢測電路供電。
[0012]外部母線高壓經(jīng)過分壓電阻B后，形成三路輸出，供母線電壓檢測、過壓欠壓報(bào)警和能量泄放控制所用。其中一路經(jīng)運(yùn)算放大器變換，線性光耦的隔離，形成供外部采集使用的電壓。另一路輸出與電壓比較器A的設(shè)置電壓比較，輸出到光耦B，形成了欠壓和過壓報(bào)警信號輸出。第三路電壓經(jīng)電壓比較器C比較、光耦D隔離以及與非門運(yùn)算后，形成驅(qū)動光耦A(yù)的控制信號，驅(qū)動光耦A(yù)對該信號進(jìn)行隔離放大，以及三極管A的進(jìn)一步放大輸出，控制外部IGBT模塊按開通和關(guān)斷，泄放電機(jī)制動過程產(chǎn)生的能量。
[0013]分壓電阻A輸出的一路信號與電壓比較器B的另一輸入端設(shè)定電壓比較，電壓比較器B的輸出經(jīng)過光耦C的隔離，形成欠壓和過壓報(bào)警信號。
[0014]外部六路PWM信號經(jīng)三個(gè)反相器整形反相后，形成驅(qū)動光耦B的控制信號，驅(qū)動光耦B以及后級的三極管B對控制信號進(jìn)行隔離放大處理后輸出，控制外部IGBT逆變橋工作。
[0015]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)IGBT逆變橋的控制、電機(jī)制動過程的能量泄放控制、IGBT驅(qū)動報(bào)警、直流母線電壓檢測和過壓欠壓報(bào)警等功能，并能產(chǎn)生自己所需直流電源，還能為外部電流采集和微處理器供電。本發(fā)明功能齊全、原理簡單、使用方便、可靠性較高，目前在不同型號的伺服系統(tǒng)中已得到應(yīng)用，為一種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的模塊化、通用化驅(qū)動電路。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1 一種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路原理示意圖。
[0017]1.整流橋2.變壓器3.場效應(yīng)管4.快恢復(fù)二極管A 5.PWM控制器6.快恢復(fù)二極管B 7.光耦A(yù) 8.分壓電阻A 9.整流二極管10.集成穩(wěn)壓器11.分壓電阻B 12.運(yùn)算放大器13.線性光耦14.電壓比較器A 15.光耦B 16.電壓比較器B17.光耦C 18.電壓比較器C 19.光耦D 20.與非門21.驅(qū)動光耦A(yù) 22.三極管A23.反相器24.驅(qū)動光耦B 25.三極管B 26.1GBT驅(qū)動電路27.直流電源變換電路28.電壓檢測報(bào)警電路29.能量泄放控制電路。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路，包括:IGBT驅(qū)動電路26。還包括:直流電源變換電路27、電壓檢測報(bào)警電路28和能量泄放控制電路29。
[0019]所述直流電源變換電路27，包括:整流橋1、變壓器2、場效應(yīng)管3、快恢復(fù)二極管A4、PWM控制器5、快恢復(fù)二極管B6、光耦A(yù)7、分壓電阻AS、整流二極管9和集成穩(wěn)壓器10。電壓檢測報(bào)警電路28，包括:分壓電阻B11、運(yùn)算放大器12、線性光耦13、電壓比較器A14、光耦B15、電壓比較器B16和光耦C17。能量泄放控制電路29，包括:電壓比較器C18、光耦D19、與非門20、驅(qū)動光耦A(yù)21和三極管A22。IGBT驅(qū)動電路26，包括:反相器23、驅(qū)動光耦B24和三極管B25。其中，整流二極管9有8個(gè)，集成穩(wěn)壓器10有8個(gè)，三極管A22有2個(gè)，三極管B25有12個(gè)，驅(qū)動光耦B24有6個(gè)，反相器23有3個(gè)。
[0020]整流橋I有三路輸出，其中一路輸出端與分壓電阻A8相連，第二路輸出端與PWM控制器5的供電端相連；第三路輸出端與變壓器2的一個(gè)輸入端相連，變壓器2的另一個(gè)輸入端與場效應(yīng)管3的漏極端相連。變壓器2有十路輸出，其中一路輸出端與快恢復(fù)二極管A4的陽極相連，快恢復(fù)二極管A4的陰極與PWM控制器5供電端口相連；變壓器2的第二路的輸出端與快恢復(fù)二極管B6的陽極相連，快恢復(fù)二極管B6的陰極與光耦A(yù)7的輸入端相連，光耦A(yù)7的輸出端與PWM控制器5的反饋比較端相連，PWM控制器5的輸出端與場效應(yīng)管3的控制端相連。變壓器2的另外八路輸出端分別與八個(gè)整流二極管9的陽極相連，八個(gè)整流二極管9的輸出端分別與八個(gè)集成穩(wěn)壓器10的輸入端對應(yīng)相連。
[0021]分壓電阻Bll的輸出端有三路，其中一路的輸出端與運(yùn)算放大器12的輸入端相連，運(yùn)算放大器12的輸出端與線性光I禹13的輸入端相連,線性光I禹13的輸出端與外部電路相連；分壓電阻Bll的第二路輸出端與電壓比較器A14的輸入端相連，電壓比較器A14的輸出端與光耦B15的輸入端相連，光耦B15的輸出端接到外部電路；
分壓電阻Bll最后一路輸出端與電壓器比較器C18的輸入端相連，電壓比較器C18的輸出端與光耦D19的輸入端相連，光耦D19的輸出端與與非門20的輸入端相連，與非門20的輸出端與驅(qū)動光耦A(yù)21的輸入端相連，驅(qū)動光耦A(yù)21的輸出端與兩片三極管A22的控制端相連，兩片三極管A22的輸出端分別與外部IGBT模塊連接。
[0022]反相器23有三片，每一片反相器23有兩路輸出，分別與兩片驅(qū)動光耦B24的輸入端對應(yīng)相連。每一片驅(qū)動光耦B24的輸出端分別與兩片三極管B25的控制端相連，每片三極管B25的輸出端分別與外部IGBT模塊連接。
[0023]分壓電阻A 8的輸出端與電壓比較器B16的輸入端相連，電壓比較器B16的輸出端與光耦C17入端相連，光耦C17的輸出端連接到外部電路。
[0024]該驅(qū)動電路的工作過程是:外部交流電源經(jīng)整流橋I整流后有三路輸出，其中一路經(jīng)分壓電阻AS分壓后輸出到電壓比較器B16上。另一路輸入到PWM控制器5，使PWM控制器5開始工作，第三路作為變壓器2的輸入電源。變壓器2有十路輸出，其中一路經(jīng)過快恢復(fù)二極管A4整流后為PWM控制器5供電。變壓器2第二路輸出經(jīng)過快恢復(fù)二極管B6整流后輸入到光耦A(yù)7，經(jīng)光耦A(yù)7隔離后作為反饋電壓輸入到PWM控制器5中。在該反饋電壓的作用下，PWM控制器5的輸出驅(qū)動場效應(yīng)管3開通關(guān)斷，從而達(dá)到控制變壓器2的輸出電壓。變壓器2的其它八路輸出分成四對，每對輸出經(jīng)過兩片整流二極管整流9和兩片集成穩(wěn)壓器10穩(wěn)壓后，輸出+15V電壓和-5V電壓。一共形成四組這樣的電壓，該電壓分別為IGBT驅(qū)動電路26、能量泄放控制電路29和電壓檢測報(bào)警電路28供電。
[0025]外部母線高壓經(jīng)過分壓電阻B11后，形成三路輸出，供母線電壓檢測、過壓欠壓報(bào)警和能量泄放控制所用。其中一路經(jīng)運(yùn)算放大器12變換，線性光耦13的隔離，形成外部可以采集使用的電壓。另一路輸出與電壓比較器A14的設(shè)置電壓比較，輸出到光耦B15，形成了欠壓和過壓報(bào)警信號輸出。第三路電壓經(jīng)電壓比較器C18比較、光耦D19隔離以及與非門20運(yùn)算后，形成驅(qū)動光耦A(yù)21的控制信號，驅(qū)動光耦A(yù)21對該信號進(jìn)行隔離放大，以及三極管A22的進(jìn)一步放大輸出，控制外部IGBT模塊按開通和關(guān)斷，泄放電機(jī)制動過程產(chǎn)生的倉tfi。
[0026]分壓電阻A8輸出的一路信號與電壓比較器B16的另一輸入端設(shè)定電壓比較，電壓比較器B16的輸出經(jīng)過光耦C17的隔離，形成欠壓和過壓報(bào)警信號。
[0027]外部六路PWM信號經(jīng)反相器23整形反相后，形成驅(qū)動光耦B24的控制信號，驅(qū)動光耦B24以及后級的三極管B25對控制信號進(jìn)行隔離放大處理后輸出，控制外部IGBT逆變橋工作。
【權(quán)利要求】
1.一種用于全數(shù)字交流伺服驅(qū)動器的驅(qū)動電路，包括:IGBT驅(qū)動電路(26);其中IGBT驅(qū)動電路(26)，包括:反相器(23)、驅(qū)動光耦B (24)和三極管B (25);其特征在于本驅(qū)動電路，還包括:直流電源變換電路(27)、電壓檢測報(bào)警電路(28)和能量泄放控制電路(29)； 所述直流電源變換電路(27)，包括:整流橋(I)、變壓器(2)、場效應(yīng)管(3)、快恢復(fù)二極管A (4)和快恢復(fù)二極管B (6)、PWM控制器(5)、光耦A(yù) (7)、分壓電阻A (8)、整流二極管(9 )和集成穩(wěn)壓器(1 );電壓檢測報(bào)警電路(28 )，包括:分壓電阻B (11)、運(yùn)算放大器(12 )、線性光耦(13)、電壓比較器A (14)和電壓比較器B (16)、光耦B (15)和光耦C (17);能量泄放控制電路(29)，包括:電壓比較器C (18)、光耦D (19)、與非門(20)、驅(qū)動光耦A(yù) (21)和三極管A (22)； 整流二極管(9)有8個(gè)，集成穩(wěn)壓器(10)有8個(gè)，三極管A (22)有2個(gè)，三極管B (25)有12個(gè)，驅(qū)動光耦B (24)有6個(gè)，反相器(23)有3個(gè)； 整流橋(I)有三路輸出，其中一路輸出端口與分壓電阻A (8 )相連，第二路輸出端與PWM控制器(5)的供電端相連；第三路輸出端與變壓器(2)的一個(gè)輸入端相連，變壓器(2)的另一個(gè)輸入端與場效應(yīng)管(3)的漏極端相連；變壓器(2)有十路輸出，其中一路輸出端與快恢復(fù)二極管A (4)的陽極相連，快恢復(fù)二極管A (4)的陰極與PWM控制器(5)供電端口相連；變壓器(2)的第二路的輸出端與快恢復(fù)二極管B (6)的陽極相連，快恢復(fù)二極管B (6)的陰極與光耦A(yù) (7)的輸入端相連，光耦A(yù) (7)的輸出端與PWM控制器(5)的反饋比較端相連，PWM控制器(5)的輸出端與場效應(yīng)管(3)的控制端相連；變壓器(2)的另外八路輸出端分別與八個(gè)整流二極管(9)的陽極對應(yīng)相連，八個(gè)整流二極管(9)的輸出端分別與八個(gè)集成穩(wěn)壓器(10)的輸入端對應(yīng)相連；分壓電阻B (11)的輸出端有三路，其中一路的輸出端與運(yùn)算放大器(12)的輸入端相連，運(yùn)算放大器(12)的輸出端與線性光耦(13)的輸入端相連，線性光耦(13)的輸出端與外部電路相連；分壓電阻B (11)的第二路輸出端與電壓比較器A (14)的輸入端相連，電壓比較器A (14)的輸出端與光耦B (15)的輸入端相連，光耦B (15)的輸出端接到外部電路；分壓電阻B (11)最后一路輸出端與電壓比較器C (18)的輸入端相連，電壓比較器C(18)的輸出端與光f禹D (19)的輸入端相連,光f禹D (19)的輸出端與與非門(20)的輸入端相連，與非門(20)的輸出端與驅(qū)動光f禹A (21)的輸入端相連,驅(qū)動光f禹A (21)的輸出端分別與兩個(gè)三極管A (22)的控制端相連，兩個(gè)三極管A (22)的輸出端分別與外部IGBT模塊連接； 反相器(23)有三片，每一片都有兩路輸出，并分別與兩片驅(qū)動光耦B (24)的輸入端對應(yīng)相連，每一片驅(qū)動光耦B (24)的輸出端分別與兩片三極管B (25)的控制端相連，每片三極管B (25)的輸出端分別與外部IGBT模塊連接； 分壓電阻A (8)的輸出端與電壓比較器B (16)的輸入端相連，電壓比較器B (16)的輸出端與光耦C (17)輸入端相連，光耦C (17)的輸出端連接到外部電路； 外部交流電源經(jīng)整流橋(I)整流后有三路輸出，其中一路經(jīng)分壓電阻A (8)分壓后輸出到電壓比較器B (16)上；另一路輸入到PWM控制器(5)，使PWM控制器(5)開始工作，第三路作為變壓器(2)的輸入電源；變壓器(2)有十路輸出，其中一路經(jīng)過快恢復(fù)二極管A (4)整流后為PWM控制器(5)供電；變壓器(2)第二路輸出經(jīng)過快恢復(fù)二極管B (6)整流后輸入到光耦A(yù) (7)，經(jīng)光耦A(yù) (7)隔離后作為反饋電壓輸入到PWM控制器(5)中；在該反饋電壓的作用下，PWM控制器(5)的輸出驅(qū)動場效應(yīng)管(3)開通關(guān)斷，從而達(dá)到控制變壓器(2)的輸出電壓；變壓器(2)的其它八路輸出分成四對，每對輸出經(jīng)過兩片整流二極管(9)整流和兩片集成穩(wěn)壓器(10)穩(wěn)壓后，輸出+15V電壓和-5V電壓；一共形成四組這樣的電壓，該電壓分別為IGBT驅(qū)動電路(26)、能量泄放控制電路(29)和電壓檢測電路供電； 外部母線高壓經(jīng)過分壓電阻B (11)后，形成三路輸出，供母線電壓檢測、過壓欠壓報(bào)警和能量泄放控制所用；其中一路經(jīng)運(yùn)算放大器(12)變換，線性光耦(13)的隔離，形成供外部采集使用的電壓；另一路輸出與電壓比較器A (14)的設(shè)置電壓比較，輸出到光耦B (15)，形成了欠壓和過壓報(bào)警信號輸出；第三路電壓經(jīng)電壓比較器C (18)比較、光耦D (19)隔離以及與非門(20)運(yùn)算后，形成驅(qū)動光耦A(yù) (21)的控制信號，驅(qū)動光耦A(yù) (21)對該信號進(jìn)行隔離放大，以及三極管A (22)的進(jìn)一步放大輸出，控制外部IGBT模塊按開通和關(guān)斷，泄放電機(jī)制動過程產(chǎn)生的能量； 分壓電阻A (8)輸出的一路信號與電壓比較器B (16)的另一輸入端設(shè)定電壓比較，電壓比較器B (16)的輸出經(jīng)過光耦C (17)的隔離，形成欠壓和過壓報(bào)警信號； 外部六路PWM信號經(jīng)三個(gè)反相器(23)整形反相后，形成驅(qū)動光耦B (24)的控制信號，驅(qū)動光耦B (24)以及后級的三極管B (25)對控制信號進(jìn)行隔離放大處理后輸出，控制外部IGBT逆變橋工作。
【文檔編號】H02M1/092GK104242786SQ201410531227
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】何成峰, 李建冬, 王生捷, 閻紅亮, 李昕奇 申請人:北京機(jī)械設(shè)備研究所