专利名称：中功率伺服驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动控制技术领域，涉及伺服驱动器，尤其是涉及一种中功率伺服驱动器。
背景技术：
伺服驱动器，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。目前在工业自动控制领域，在功率段为5. 5KW-15KW都采用变频驱 动器，使用变频驱动器带动异步电机工作，变频控制器不仅结构复杂、体积偏大、成本较高，而且由于异步电机本身的特性，其使用在异步电机上具有控制精度低、调速范围窄以及功率因素低等缺陷，成为目前制约工业自动控制设备高效、节能发展的重大障碍。为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种交流异步电机伺服驱动器[申请号200920190484. 5]，主要由控制板和驱动板两部分组成，所述的控制板包含有一可接收相关信号且具有电平转换功能的复杂可编程逻辑电路CPLD ;—通过接口电路接受外部指令信号和光电编码器反馈位置信号后可对他们进行计算处理、再输出控制信号到接口电路的高速数字信号处理器DSP;所述的控制信号接口用于接收来自上机位或外接输入/输出点的指令信号；所述的电机码盘反馈接口用于接收伺服电机的光电编码器反馈的位置信号。上述方案在一定程度上改进了现有技术，能实现异步电机的高性能伺服控制，兼容性较好。然而，该方案不仅结构复杂、成本较高，而且依然存在控制精度差、调速范围窄和功率因素低等缺陷。
发明内容本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，成本低廉，控制精度高，调速范围广，功率因素高的中功率伺服驱动器。为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案本中功率伺服驱动器，包括用于完成信号处理和变送的运算控制模块，在运算控制模块上连接有能为驱动系统提供电源信号的开关电源模块和能与外部设备交换信息数据的通信模块，所述的运算控制模块上还连接有能将功率开关器件与驱动电路集成为一体的智能功率模块。在上述的中功率伺服驱动器中，所述的运算控制模块上还连接有输入输出信号转换电路、过流保护电路、显示电路和反馈信号处理电路。在上述的中功率伺服驱动器中，所述的运算控制模块包括能够接收相关信号且实现电平匹配转换的外围电路单元，所述的外围电路单元与能够对接收的信号进行处理并输出的数字信号处理器连接。在上述的中功率伺服驱动器中，所述的外围电路单元包括与数字信号处理器连接的电流信号处理电路、电平转换电路、信号隔离电路、显示按键驱动电路、断电记忆电路、复位电路和时钟电路。在上述的中功率伺服驱动器中，所述的信号隔离电路上连接有信号缓冲单元，所述的信号缓冲单元与数字信号处理器连接。作为一种较为优化的技术方案，在上述的中功率伺服驱动器中，所述的数字信号处理器为TMS320LF2407APGEA芯片。在上述的中功率伺服驱动器中，所述的智能功率模块包括模块电路、整流滤波电路和信号检测电路。在上述的中功率伺服驱动器中，所述的信号检测电路包括相电流检测电路和母线电流检测电路。在上述的中功率伺服驱动器中，所述的母线电路检测电路上连接有驱动保护电路 且该驱动保护电路与模块电路连接，所述的驱动保护电路上还连接有光耦隔离电路。在上述的中功率伺服驱动器中，在整流滤波电路和模块电路之间连接有软启动电路，所述的软启动电路上连接有制动控制电路。与现有的技术相比，本中功率伺服驱动器的优点在于设计合理，结构简单，成本低廉，控制精度高，调速范围广，功率因素较高。
图I是本实用新型提供的结构框图。图2是本实用新型提供的运算控制模块的结构框图。图3是本实用新型提供的智能功率模块的结构框图。图中，运算控制模块I、外围电路单元11、电流信号处理电路111、电平转换电路112、信号隔离电路113、信号缓冲单元114、显示按键驱动电路115、断电记忆电路116、复位电路117、时钟电路118、数字信号处理器12、开关电源模块2、通信模块3、智能功率模块4、模块电路41、整流滤波电路42、软启动电路421、制动控制电路422、信号检测电路43、相电流检测电路431、母线电流检测电路432、驱动保护电路44、光耦隔离电路45、输入输出信号转换电路5、过流保护电路6、显示电路7、反馈信号处理电路8。
具体实施方式
如图1-3所示，本中功率伺服驱动器，包括用于完成信号处理和变送的运算控制模块I，在运算控制模块I上连接有能为驱动系统提供电源信号的开关电源模块2和能与外部设备交换信息数据的通信模块3，运算控制模块I上还连接有能将功率开关器件与驱动电路集成为一体的智能功率模块4、输入输出信号转换电路5、过流保护电路6、显示电路7和反馈信号处理电路8。运算控制模块I包括能够接收相关信号且实现电平匹配转换的外围电路单元11，外围电路单元11与能够对接收的信号进行处理并输出的数字信号处理器12连接，外围电路单元11包括与数字信号处理器连接的电流信号处理电路111、电平转换电路112、信号隔离电路113、显示按键驱动电路115、断电记忆电路116、复位电路117和时钟电路118，信号隔离电路113上连接有信号缓冲单元114，信号缓冲单元114与数字信号处理器12连接。作为一种较为优化的技术方案，本实施例中的数字信号处理器12为TMS320LF2407APGEA芯片，这里的数字信号处理器12可以根据处理信号的需要采取多种各样的结构形式。智能功率模块4包括模块电路41、整流滤波电路42和信号检测电路43，信号检测电路43包括相电流检测电路431和母线电流检测电路432，母线电路检测电路432上连接有驱动保护电路44且该驱动保护电路44与模块电路41连接，驱动保护电路44上还连接有光耦隔离电路45，在整流滤波电路42和模块电路41之间连接有软启动电路421，软启动电路421上连接有制动控制电路422。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。尽管本文较多地使用了运算控制模块I、外围电路单元11、电流信号处理电路111、电平转换电路112、信号隔离电路113、信号缓冲单元114、显示按键驱动电路115、断电 记忆电路116、复位电路117、时钟电路118、数字信号处理器12、开关电源模块2、通信模块
3、智能功率模块4、模块电路41、整流滤波电路42、软启动电路421、制动控制电路422、信号检测电路43、相电流检测电路431、母线电流检测电路432、驱动保护电路44、光耦隔离电路45、输入输出信号转换电路5、过流保护电路6、显示电路7、反馈信号处理电路8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.一种中功率伺服驱动器，包括用于完成信号处理和变送的运算控制模块(1)，在运算控制模块(I)上连接有能为驱动系统提供电源信号的开关电源模块(2)和能与外部设备交换信息数据的通信模块(3)，其特征在于，所述的运算控制模块(I)上还连接有能将功率开关器件与驱动电路集成为一体的智能功率模块(4)。
2.根据权利要求I所述的中功率伺服驱动器，其特征在于，所述的运算控制模块(I)上还连接有输入输出信号转换电路(5)、过流保护电路(6)、显示电路(7)和反馈信号处理电路(8 )。
3.根据权利要求I或2所述的中功率伺服驱动器，其特征在于，所述的运算控制模块(I)包括能够接收相关信号且实现电平匹配转换的外围电路单元(11)，所述的外围电路单元
4.根据权利要求3所述的中功率伺服驱动器，其特征在于，所述的外围电路单元(11)包括与数字信号处理器连接的电流信号处理电路(111)、电平转换电路(112)、信号隔离电路(113)、显示按键驱动电路(115)、断电记忆电路(116)、复位电路(117)和时钟电路(118)。
5.根据权利要求4所述的中功率伺服驱动器，其特征在于，所述的信号隔离电路(113)上连接有信号缓冲单元(114)，所述的信号缓冲单元(114)与数字信号处理器(12)连接。
6.根据权利要求3所述的中功率伺服驱动器，其特征在于，所述的数字信号处理器(12)为 TMS320LF2407APGEA 芯片。
7.根据权利要求I或2所述的中功率伺服驱动器，其特征在于，所述的智能功率模块(4 )包括模块电路(41)、整流滤波电路(42 )和信号检测电路(43 )。
8.根据权利要求7所述的中功率伺服驱动器，其特征在于，所述的信号检测电路(43)包括相电流检测电路(431)和母线电流检测电路(432)。
9.根据权利要求8所述的中功率伺服驱动器，其特征在于，所述的母线电路检测电路(432)上连接有驱动保护电路(44)且该驱动保护电路(44)与模块电路(41)连接，所述的驱动保护电路(44 )上还连接有光耦隔离电路(45 )。
10.根据权利要求7所述的中功率伺服驱动器，其特征在于，在整流滤波电路(42)和模块电路(41)之间连接有软启动电路(421)，所述的软启动电路(421)上连接有制动控制电路(422)。
专利摘要本实用新型属于自动控制技术领域，涉及伺服驱动器，尤其是涉及一种中功率伺服驱动器。它解决了现有伺服驱动器控制精度差，调速范围窄，功率因素低等技术问题。本中功率伺服驱动器，包括用于完成信号处理和变送的运算控制模块，在运算控制模块上连接有能为驱动系统提供电源信号的开关电源模块和能与外部设备交换信息数据的通信模块，所述的运算控制模块上还连接有能将功率开关器件与驱动电路集成为一体的智能功率模块。本实用新型具有设计合理，结构简单，成本低廉，控制精度高，调速范围广，功率因素较高等优点。
文档编号G05B19/04GK202563285SQ201220167160
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者周瑞河, 李斌, 张睿, 王刚, 王来赞, 过炎钟 申请人:杭州伺洋电子科技有限公司