一种制动单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种制动单元。
【背景技术】
[0002]制动单元，全称为“变频器专用型能耗制动单元”，或者是“变频器专用型能量回馈单元”，主要用于控制机械负载比较重的、制动速度要求非常快的场合，利用制动电阻将电机所产生的再生电能通过制动电阻消耗掉，或者是将再生电流反馈回电流，目前，传统的制动单元是用电压比较器来比较所采集的直流母线信号与一个固定电压值，输出一个信号来控制IGBT的通断。通过长期的实践环节发现，由于这种传统的方式单一的依靠硬件进行控制，因此制动电压不可调。同时电路中的过流保护是依靠熔断器，一旦过流，熔断器烧掉。制动单元不可恢复，只能更换元器件。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管)中流过的能耗电流也是不可调，只是单一的依靠IGBT长时间的开或关。
[0003]因此，需要提供一种智能化程度高、安全性能强的制动单元。
[0004]
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供一种制动单元，包括:制动电阻、用于控制所述制动电阻工作的IGBT开关电路、以及电源单元；还包括:用于控制所述IGBT开关电路工作的控制单元；所述控制单元的信号输出端口通过IGBT驱动单元和IGBT开关电路电连接，在所述IGBT开关电路上设有温度检测单元，所述温度检测单元与所述控制单元的信号输入端口电连接，所述温度检测单元包括温度传感器和脉冲变压器TRANS1，其中:温度传感器和脉冲变压器TRANSl的次级线圈连接，脉冲变压器TRANSl的初级线圈与单片机的信端子电连接。
[0006]优选地，还包括与所述控制单元电连接的制动封锁电路、故障确认电路、以及复位电路。
[0007]优选地，所述控制单元是型号为MSP430F1232的单片机。
[0008]优选地，所述IGBT开关电路包括IGBT管Tl?T8，所述IGBT管Tl?T8的栅极通过电阻R21?R28与所述IGBT驱动单元电连接。
[0009]优选地，所述IGBT驱动单元包括两个相同的子电路，其中一个子电路包括NPN型晶体管T13和PNP型晶体管Tl I，所述NPN型晶体管T13的集电极通过电阻R27与15V电源电相连；在NPN型晶体管T13的基极和发射极之间接有电阻R39，NPN型晶体管T13的集电极通过电容Cll接地。
[0010]本发明的技术方案具有以下有益效果:
本发明利用单片机产生PWM波来控制IGBT开关电路导通与关断，根据所检测的母线电压来控制PWM波的占空比，来控制能耗电流的大小。通过检测能耗电流，与母线电压的大小，单片机确定是否超出本装置的额定功率，如果超出则故障报警，请工作人员确认故障。更换功率更大的制动单元或并联多个同样配置的制动单元。该装置采用智能化控制的过程，克服了传统硬件控制电路控制不方便的弊端。通过硬件检测电路，结合单片机的智能控制，实现了电压，电流，温度等的实时监控，使使用者能更快速的了解现场的使用状况，从而更好的解决问题。
[0011]
【附图说明】
[0012]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0013]图1是本发明第二具体实施例的结构框图；
图2是本发明的局部电路图，主要用于显示控制单元的电路结构；
图3是本发明的局部电路图，主要用于显示IGBT开关电路的电路结构；
图4是本发明的局部电路图，主要用于显示IGBT驱动单元的电路结构；
图5是本发明的局部电路图，主要用于显示温度检测单元的电路结构；
图6是本发明的局部电路图，主要用于显示电源单元的电路结构；
图7是本发明的局部电路图，主要用于显示制动封锁电路和故障确认电路的电路结构；
图8是本发明的局部电路图，主要用于显示故障信息输出电路的电路结构。
[0014]附图标记说明:1、温度检测单元；2、控制单元；3、IGBT驱动单元；4、IGBT开关电路；5、制动电阻；6、制动封锁电路；7、故障确认电路；8、复位电路。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。
[0017]请参阅图1，一种制动单元，包括:温度检测单元1、控制单元2、IGBT驱动单元3、IGBT开关电路4、制动电阻5、以及电源单元；其中:IGBT开关电路4用于控制制动电阻5的工作状态，控制单元2用于控制IGBT开关电路的工作状态，控制单元2的信号输出端口通过IGBT驱动单元3和IGBT开关电路4电连接，温度检测单元I设置于IGBT开关电路4上，温度检测单元I与控制单元2的信号输入端口电连接。在本具体实施例中，控制单元2优选型号为MSP430F1232的单片机；还包括与控制单元2电连接的制动封锁电路6、故障确认电路7、以及复位电路8。
[0018]本具体实施例的工作原理为:将制动单元通过直流母线端子连接于变频器、逆变器和公共直流母线上，利用单片机产生PWM波来控制IGBT导通与关断，根据所检测的母线电压来控制PWM波的占空比，来控制能耗电流的大小。通过检测能耗电流，与母线电压的大小，单片机确定是否超出本装置的额定功率，当直流母线电压达到一个限定值时，智能型制动单元利用检测电路检测到的信号，通过单片机内部程序来控制IGBT开关电路4的开关，并同时检测IGBT开关电路4的温度、制动电阻5中的电流等信号，以保证装置的良好运行。
[0019]请参阅图2，上述具体实施例中，控制单元2型号为MSP430F1232的单片机，复位电路8选用的是型号为TPS3823-33的看门狗芯片。
[0020]请参阅图3，上述具体实施例中，IGBT开关电路4包括IGBT管Tl?T8，所述IGBT管Tl?T8的栅极通过电阻R21?R28与IGBT驱动单元3电连接。这样就达到多管同时分配流过制动电阻5中的能耗电流，达到功率均分的效果，如果其中有一只管因为某种原因坏掉，其他管子一样正常工作，不会产生太大的影响。
[0021]请参阅图4，上述具体实施例中，IGBT驱动单元3包括两个相同的子电路，其中一个子电路包括NPN型晶体管T13和PNP型晶体管Tll，NPN型晶体管T13和PNP型晶体管Tll的发射极电连接；所述NPN型晶体管T13的集电极通过电阻R27与15V电源电相连；在NPN型晶体管T13的基极和发射极之间接有电阻R39，NPN型晶体管T13的集电极通过电容Cll接地；IGBT驱动单元3通过电阻R37、电阻R38与IGBT开关电路4电连接。
[0022]请参阅图5，上述具体实施例中，温度检测单元I包括温度传感器和脉冲变压器TRANS1，其中:温度传感器和脉冲变压器TRANSl的次级线圈连接，脉冲变压器TRANSl的初级线圈与单片机的信号输入端子电连接；当温度过高时，温度传感器的阻值会急剧下降，然后单片机接受信号，进行IGBT的关断。
[0023]请参阅图6，上述具体实施例中，电源单元包括有:将DC24V转换成5V的芯片U4，以及将5V转换成VCC的芯片U8，电容C21?C30，稳压管D20，电阻R40?R42，Vcc是3.3V电压，为控制单元2提供电源
请参阅图7，上述具体实施例中，制动封锁电路和故障确认电路包括端子X38、光耦U2、稳压管D8、二极管D9、电阻R20、电阻R21，通过端子X38接入GND。
[0024]请参阅图8，上述具体实施例中，故障信息输出电路包括端子X38、光耦Ul、MOS管U3、二极管DlO?D12、电阻R22?R24，通过检测端子X38的端口 5输出的电平来确认制定单元的工作情况，如是否有故障，是否是封锁状态等。
[0025]本发明利用单片机产生PWM波来控制IGBT开关电路导通与关断，根据所检测的母线电压来控制PWM波的占空比，来控制能耗电流的大小。通过检测能耗电流，与母线电压的大小，单片机确定是否超出本装置的额定功率，如果超出则故障报警，请工作人员确认故障。更换功率更大的制动单元或并联多个同样配置的制动单元。该装置采用智能化控制的过程，克服了传统硬件控制电路控制不方便的弊端。通过硬件检测电路，结合单片机的智能控制，实现了电压，电流，温度等的实时监控，使使用者能更快速的了解现场的使用状况，从而更好的解决问题
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种制动单元，包括:制动电阻、用于控制所述制动电阻工作的IGBT开关电路、以及电源单元；其特征在于:还包括:用于控制所述IGBT开关电路工作的控制单元；所述控制单元的信号输出端口通过IGBT驱动单元和IGBT开关电路电连接，在所述IGBT开关电路上设有温度检测单元，所述温度检测单元与所述控制单元的信号输入端口电连接，所述温度检测单元包括温度传感器和脉冲变压器TRANSl，其中:温度传感器和脉冲变压器TRANSl的次级线圈连接，脉冲变压器TRANSl的初级线圈与单片机的信端子电连接。2.根据权利要求1所述的制动单元，其特征在于:还包括与所述控制单元电连接的制动封锁电路、故障确认电路、以及复位电路。3.根据权利要求1所述的制动单元，其特征在于:所述控制单元是型号为MSP430F1232的单片机。4.根据权利要求1所述的制动单元，其特征在于:所述IGBT开关电路包括IGBT管Tl?T8，所述IGBT管Tl?T8的栅极通过电阻R21?R28与所述IGBT驱动单元电连接。5.根据权利要求1所述的制动单元，其特征在于:所述IGBT驱动单元包括两个相同的子电路，其中一个子电路包括NPN型晶体管T13和PNP型晶体管T11，所述NPN型晶体管T13的集电极通过电阻R27与15V电源电相连；在NPN型晶体管T13的基极和发射极之间接有电阻R39，NPN型晶体管T13的集电极通过电容Cll接地。
【专利摘要】本发明公开了一种制动单元，包括制动电阻、用于控制所述制动电阻工作的IGBT开关电路、以及电源单元，还包括用于控制所述IGBT开关电路工作的控制单元；所述控制单元的信号输出端口通过IGBT驱动单元和IGBT开关电路电连接，在所述IGBT开关电路上设有温度检测单元，所述温度检测单元与所述控制单元的信号输入端口电连接,所述温度检测单元包括温度传感器和脉冲变压器TRANS1，所述温度传感器和脉冲变压器TRANS1的次级线圈连接，脉冲变压器TRANS1的初级线圈与单片机的信端子电连接；本发明实现了电压，电流，温度等的实时监控，使使用者能更快速的了解现场的使用状况，从而更好的解决问题。
【IPC分类】H02P3/06
【公开号】CN104935215
【申请号】CN201510302038
【发明人】赖卫华
【申请人】柳州弘天科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月5日