一种can-bus保护电路及其应用的运动控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及运动控制系统技术领域，更具体的说，涉及一种CAN-BUS保护电路及其应用的运动控制系统。
【背景技术】
[0002]CAN(ControIIer Area Network，控制器局域网络)是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准(IS011898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。由于CAN_BUS(Controller Area Network Bus)具有实时性强、传输距离较远，成本低等优点，因此，CAN-BUS总线技术被应用于运动控制系统中。运动控制系统包括一台运动控制器和多台伺服电机，运动控制器通过CAN-BUS总线与多台伺服电机连接，运动控制器将控制命令通过CAN-BUS总线发送至与控制命令对应的伺服电机，伺服电机根据接收到的控制命令执行相应的操作。
[0003]当多台伺服电机同时运动时，就会产生非常强的干扰信号，例如:电机刹车线圈切断时产生的反向电动势、伺服驱动器功率管脉冲干扰、设备供电浪涌电流等，导致CAN-BUS上出现地电势差、高共模电压、强电磁辐射等，若单个CAN-BUS节点的电路设计不当，就会导致CAN-BUS总线通讯不良，从而影响整个运动控制系统的稳定运行。
[0004]综上，如何提供一种CAN-BUS保护电路在保证通讯信号不衰减的情况下，保证运动控制系统的稳定运行是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种CAN-BUS保护电路及其应用的运动控制系统，以实现在保证通讯信号不衰减的情况下，保证运动控制系统的稳定运行。
[0006]—种CAN-BUS保护电路，包括:
[0007]用于产生隔离电压的隔离电源电路；
[0008]供电端与所述隔离电源电路的输出端连接，且串联连接在CAN控制器和CAN-BUS总线之间，用于实现所述CAN控制器和所述CAN-BUS总线数据交换时电平转换的CAN收发器，其中，所述CAN控制器为运动控制器包含的CAN控制器或伺服电机控制器包含的CAN控制器；
[0009]设置于所述CAN控制器和所述CAN收发器之间的高速光耦电路；
[0010]设置于所述CAN收发器和所述CAN-BUS总线之间的CAN收发器保护电路；
[0011]所述CAN收发器保护电路包括:
[0012]与所述CAN-BUS总线连接，用于在所述CAN-BUS总线受到的干扰信号满足预设条件时导通，将所述CAN-BUS总线的电平箝制在预设电压范围的气体放电管；
[0013]分别与所述CAN-BUS总线和所述气体放电管的公共端、所述CAN收发器连接，用于对流向所述CAN收发器所在的后端电路的瞬间电流进行分流，以将后端电压箝制在所述CAN收发器的预设工作电压区间的分流支路，其中，所述分流支路包括两个相同支路，每个所述支路包括串联连接的第一半导体放电管和第二半导体放电管，所述第一半导体放电管和所述第二半导体放电管的公共端连接接地端；
[0014]—端与所述气体放电管和所述分流支路的公共端连接，另一端与所述CAN收发器和所述分流支路的公共端连接，用于在流经所述CAN-BUS总线的电流超过预设电流阈值时，进入高阻值状态，断开所述CAN收发器和所述CAN-BUS总线的连接，并在所述干扰信号消除后，恢复低阻值状态，再次连接所述CAN收发器和所述CAN-BUS总线的自恢复保险丝支路，其中，所述自恢复保险丝支路包括两个相同的自恢复支路，每个所述自恢复支路串联一个自恢复保险丝。
[0015]优选的，所述自恢复支路还包括:限流电阻；
[0016]所述限流电阻的一端与所述自恢复保险丝连接，所述限流电阻的另一端与所述CAN收发器和所述分流支路的公共端连接。
[0017]优选的，所述CAN收发器包括:CAN收发器芯片及其外围电路。
[0018]优选的，所述隔离电源电路包括:
[0019]用于产生开关频率的隔离电源；
[0020]初级线圈与所述隔离电源连接的隔离变压器；
[0021]与所述隔离变压器的次级线圈连接的整流电路，其中，所述整流电路的输出端作为所述隔离电源电路的输出端用于输出所述隔离电压。
[0022]优选的，所述整流电路包括:第一整流二极管、第二整流二极管、第一电容器和第二电容器；
[0023]所述第一整流二极管的阳极、所述第二整流二极管的阳极均与所述次级线圈连接，所述第一整流二极管的阴极和所述第二整流二极管的阴极的公共端，通过并联连接的所述第一电容器和所述第二电容器连接接地端，所述第一整流二极管和所述第二电容器的公共端作为所述隔离电源电路的输出端用于输出所述隔离电压。
[0024]优选的，所述隔离电源电路还包括:第一滤波电容器和第二滤波电容器；
[0025]所述第一滤波电容器的正极板和所述第二滤波电容器的正极板均与所述初级线圈连接，所述第一滤波电容器的负极板和所述第二滤波电容器的负极板均连接接地端，其中所述第一滤波电容器的正极板和所述第二滤波电容器的正极板的公共端作为所述隔离电源电路的电源电压输入端。
[0026]优选的，所述高速光耦电路包括:第一高速光耦支路和第二高速光耦支路；
[0027]所述第一高速光耦支路包括:第一高速光耦、第一电阻、第三电容器、第二电阻和第一二极管；
[0028]所述第三电容器的正极板连接所述隔离电源电路的输出端，所述第三电容器的负极板连接接地端；
[0029]所述第一电阻的一端分别与所述第三电容器的正极板、所述第一高速光親的供电端连接，所述第一电阻的另一端连接所述第一高速光耦和所述CAN收发器的公共端；
[0030]所述第二电阻和所述第一二极管并联连接，且所述第二电阻和所述第一二极管的正极的公共端连接所述隔离电源电路的电源电压输入端，所述第二电阻和所述第一二极管的阴极的公共端连接第一高速光耦的输入端；
[0031]所述第二高速光耦支路包括:第二高速光耦、第三电阻、第四电容器、第四电阻和第二二极管；
[0032]所述第三电阻和所述第四电容器并联连接，所述第三电阻和所述第四电容器的正极板的公共端分别连接所述电源电压输入端、所述第二高速光耦的供电端，所述第三电阻和所述第四电容器的负极板的公共端连接所述第二高速光耦和所述CAN控制器的公共端；
[0033]所述第四电阻的一端连接所述隔离电源电路的输出端，所述第四电阻的另一端连接所述第二高速光耦；
[0034]所述第二二极管的阳极连接所述第二高速光耦和所述CAN收发器的公共端，所述第二二极管的阴极连接所述第四电阻和所述第二高速光耦的公共端。
[0035]—种运动控制系统，包括:一台运动控制器、多台伺服电机、CAN-BUS总线以及上述所述CAN-BUS保护电路，其中，所述CAN-BUS保护电路的个数与所述运动控制器和所述伺服电机的总数量相同；
[0036]每个所述CAN-BUS保护电路中的高速光耦电路、与所述运动控制器包含的CAN控制器或所述伺服电机控制器包含的CAN控制器连接，所述CAN-BUS保护电路中的CAN收发器保护电路与所述CAN-BUS总线连接。
[0037]从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种CAN-BUS保护电路及其应用的运动控制系统，包括隔离电源电路、CAN收发器、高速光耦电路和CAN收发器保护电路，其中，CAN收发器保护电路包括气体放电管、由半导体放电管组成的分流支路以及由自恢复保险丝组成的自