专利名称：一种电动叉车交流伺服控制系统的pwm输出及保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电机控制技术领域，涉及一种电动叉车交流伺服控制系统中的 PWM输出及保护电路。
背景技术：
叉车在物流领域发挥着巨大作用。叉车按照动力方式来分类，可以分为内燃叉车和电动叉车。由于电动叉车具有下述优点使用时无尾气排放，低噪声，操作方便而灵巧，运行平稳，国内外用户对电动叉车的需求量不断增加。直流驱动由于成本比较便宜，长期以来作为驱动方式被广泛应用于电动设备。然而直流驱动系统由于本身在性能、维修等方面存在一些固有的缺陷。相比之下，以交流电机为核心的交流伺服驱动系统具有效率高、节能、 可靠性强、体积小、结构简单、调速范围宽、低速恒转矩、高速恒功率、维护成本低的特点，被称为是21世纪电动叉车的革命性技术。叉车交流伺服控制系统是叉车交流伺服驱动系统中的控制中心，而PWM输出及保护电路是整个控制系统的核心，控制系统通过PWM信号直接控制电机的运行，包括正传、反转、加速、减速等，只有通过PWM信号的控制整个系统才能成为真正意义上高效节能的电动叉车交流伺服控制系统。当前市场上已经出现了相关的电路，但是安全性、可靠性以及双电机控制的协调能力都不能完全满足要求，开发一种安全性好、可靠度高的电动叉车交流伺服控制系统的PWM输出及保护电路就变得十分迫切。
发明内容本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种电动叉车交流伺服控制系统的PWM输出及保护电路。本实用新型包括TMS320F2812数字处理芯片、行走电机PWM输出及保护电路、液压电机PWM输出及保护电路。行走电机PWM输出及保护电路包括两个驱动芯片74HCM4、六个限流电阻、三个下拉电阻、一个上拉电阻、四个非门、四个或非门、一个与非门；TMS320F2812数字处理芯片的92脚与第一下拉电阻R211的一端、第一非门U201A 的输入端连接，第一下拉电阻R211的另一端接数字地，第一非门U201A的输出端接第一或非门U202A的一个输入端；TMS320F2812数字处理芯片的94脚与第二下拉电阻R212 的一端、第二非门U201B的输入端连接，第二下拉电阻R212的另一端接数字地，第二非门 U201B的输出端接第二或非门U202B的一个输入端；第一或非门U202A的另一个输入端与 TMS320F2812数字处理芯片的93脚、第一驱动芯片74HC244的6脚和8脚连接，第二或非门U202B的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的95脚、第一驱动芯片74HC244的 15脚和17脚连接；第一或非门U202A的输出端与第一驱动芯片74HCM4的2脚和4脚连接，第二或非门U202B的输出端与第一驱动芯片74HC244的11脚和13脚连接；第一驱动芯片74HC244的16脚、18脚与第一限流电阻R201的一端连接，第一驱动芯片74HCM4的12脚、14脚与第二限流电阻R202的一端连接，第一驱动芯片74HC244的7脚、9脚与第三限流电阻R203的一端连接，第一驱动芯片74HCM4的3脚、5脚与第四限流电阻R204的一端连接；TMS320F2812数字处理芯片的98脚与第三下拉电阻R213的一端、第三非门U201C 的输入端连接，第三下拉电阻R213的另一端接数字地，第三非门U201C的输出端接第三或非门U202C的一个输入端，第三或非门U202C的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的101脚、第二驱动芯片74HC244的6脚和8脚连接，第三或非门U202C的输出端与第二驱动芯片74HC244的2脚、4脚连接，第二驱动芯片74HC244的16脚、18脚与第五限流电阻 R205的一端连接，第二驱动芯片74HC244的12脚、14脚与第六限流电阻R206的一端连接；第四非门U201D的输出端与第四或非门U202D的一个输入端连接，第四非门U201D 的输入端作为制动请求信号输入端，第四或非门U202D的另一个输入端作为牵引请求信号输入端；第四或非门U202D的输出端与第一与非门U303A的一个输入端连接，第一与非门 U303A的另一个输入端作为第一过流信号输入端，第一与非门U303A的输出端与第一上拉电阻R200的一端、第一驱动芯片74HC244的1脚和19脚、第二驱动芯片74HC244的1脚连接，第一上拉电阻R200的另一端接3. 3V数字电源；第一限流电阻R201的另一端为行走电机U相上桥臂驱动信号输出端、第二限流电阻R202的另一端为行走电机U相下桥臂驱动信号输出端、第三限流电阻R203的另一端为行走电机V相上桥臂驱动信号输出端、第四限流电阻R204的另一端为行走电机V相下桥臂驱动信号输出端、第五限流电阻R205的另一端为行走电机W相上桥臂驱动信号输出端、第六限流电阻R206的另一端为行走电机W相下桥臂驱动信号输出端。液压电机PWM输出及保护电路包括两个驱动芯片74HCM4、六个限流电阻、三个下拉电阻、一个上拉电阻、三个非门、三个或非门、一个与非门；TMS320F2812数字处理芯片的45脚与第四下拉电阻R311的一端、第五非门U301A 的输入端连接，第四下拉电阻R311的另一端接数字地，第五非门U301A的输出端接第五或非门U302A的一个输入端；TMS320F2812数字处理芯片的47脚与第五下拉电阻R312 的一端、第六非门U301B的输入端连接，第五下拉电阻R312的另一端接数字地，第六非门 U301B的输出端接第六或非门U302B的一个输入端；第五或非门U302A的另一个输入端与 TMS320F2812数字处理芯片的46脚、第三驱动芯片74HC244的6脚和8脚连接，第六或非门U302B的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的48脚、第三驱动芯片74HC244的 15脚和17脚连接；第五或非门U302A的输出端与第三驱动芯片74HCM4的2脚和4脚连接，第六或非门U302B的输出端与第三驱动芯片74HC244的11脚和13脚连接；第三驱动芯片74HCM4的16脚、18脚与第七限流电阻R301的一端连接，第三驱动芯片74HCM4的12 脚、14脚与第八限流电阻R302的一端连接，第三驱动芯片74HC244的7脚、9脚与第九限流电阻R303的一端连接，第三驱动芯片74HCM4的3脚、5脚与第十限流电阻R304的一端连接；TMS320F2812数字处理芯片的49脚与第六下拉电阻R313的一端、第七非门U301C 的输入端连接，第六下拉电阻R313的另一端接数字地，第七非门U301C的输出端接第七或非门U302C的一个输入端，第七或非门U302C的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的50脚、第四驱动芯片74HCM4的6脚和8脚连接，第七或非门U302C的输出端与第四驱动芯片74HC244的2脚、4脚连接，第四驱动芯片74HC244的16脚、18脚与第十一限流电阻R305的一端连接，第四驱动芯片74HCM4的12脚、14脚与第十二限流电阻R306的一端连接；第二与非门U3(X3B的两个输入端作为第二过流信号的输入端，第二与非门U303B 的输出端与第二上拉电阻R300的一端、第三驱动芯片74HC244的1脚和19脚、第四驱动芯片74HCM4的1脚连接，第二上拉电阻R300的另一端接3. 3V数字电源；第七限流电阻R301的另一端为液压电机U相上桥臂驱动信号输出端、第八限流电阻R302的另一端为液压电机U相下桥臂驱动信号输出端、第九限流电阻R303的另一端为液压电机V相上桥臂驱动信号输出端、第十限流电阻R304的另一端为液压电机V相下桥臂驱动信号输出端、第十一限流电阻R305的另一端为液压电机W相上桥臂驱动信号输出端、 第十二限流电阻R306的另一端为液压电机W相下桥臂驱动信号输出端。本实用新型中的TMS320F2812数字处理芯片拥有两个独立的事件管理器，能同时输出控制两个电机的PWM信号，使双电机的控制的协调能力更好。本实用新型增加了防止同一相上下两桥臂PWM信号同时为高电平(即防止上下桥臂直通)的硬件电路，增强了系统的安全性和可靠性，即使程序控制出现紊乱也能保护系统的安全。本实用新型增加了驱动芯片74HC244的使能保护，使在电流过大或外界出现误操作的时候阻止PWM信号的输出，增强了系统的安全性和可靠性。
图1为本实用新型中的TMS320F2812数字处理芯片的引脚示意图；图2为本实用新型中的行走电机PWM输出及保护电路示意图；图3为本实用新型中的液压电机PWM输出及保护电路示意图。
具体实施方式
电动叉车交流伺服控制系统的PWM输出及保护电路包括TMS320F2812数字处理芯片、行走电机PWM输出及保护电路、液压电机P丽输出及保护电路。行走电机PWM输出及保护电路包括两个驱动芯片74HCM4、六个限流电阻、三个下拉电阻、一个上拉电阻、四个非门、四个或非门、一个与非门。如图1和2所示，TMS320F2812数字处理芯片的92脚与第一下拉电阻R211的一端、第一非门U201A的输入端连接，第一下拉电阻R211的另一端接数字地，第一非门U201A 的输出端接第一或非门U202A的一个输入端；TMS320F2812数字处理芯片的94脚与第二下拉电阻R212的一端、第二非门U201B的输入端连接，第二下拉电阻R212的另一端接数字地，第二非门U201B的输出端接第二或非门U202B的一个输入端；第一或非门U202A的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的93脚、第一驱动芯片74HC244的6脚和8脚连接，第二或非门U202B的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的95脚、第一驱动芯片74HCM4的15脚和17脚连接；第一或非门U202A的输出端与第一驱动芯片74HCM4的 2脚和4脚连接，第二或非门U202B的输出端与第一驱动芯片74HCM4的11脚和13脚连接；第一驱动芯片74HCM4的16脚、18脚与第一限流电阻R201的一端连接，第一驱动芯片 74HC244的12脚、14脚与第二限流电阻R202的一端连接，第一驱动芯片74HCM4的7脚、9脚与第三限流电阻R203的一端连接，第一驱动芯片74HC244的3脚、5脚与第四限流电阻 R204的一端连接；TMS320F2812数字处理芯片的98脚与第三下拉电阻R213的一端、第三非门U201C 的输入端连接，第三下拉电阻R213的另一端接数字地，第三非门U201C的输出端接第三或非门U202C的一个输入端，第三或非门U202C的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的101脚、第二驱动芯片74HC244的6脚和8脚连接，第三或非门U202C的输出端与第二驱动芯片74HC244的2脚、4脚连接，第二驱动芯片74HC244的16脚、18脚与第五限流电阻 R205的一端连接，第二驱动芯片74HC244的12脚、14脚与第六限流电阻R206的一端连接；第四非门U201D的输出端与第四或非门U202D的一个输入端连接，第四非门U201D 的输入端作为制动请求信号输入端，第四或非门U202D的另一个输入端作为牵引请求信号输入端；第四或非门U202D的输出端与第一与非门U303A的一个输入端连接，第一与非门 U303A的另一个输入端作为第一过流信号输入端，第一与非门U303A的输出端与第一上拉电阻R200的一端、第一驱动芯片74HC244的1脚和19脚、第二驱动芯片74HC244的1脚连接，第一上拉电阻R200的另一端接3. 3V数字电源；第一限流电阻R201的另一端为行走电机U相上桥臂驱动信号输出端、第二限流电阻R202的另一端为行走电机U相下桥臂驱动信号输出端、第三限流电阻R203的另一端为行走电机V相上桥臂驱动信号输出端、第四限流电阻R204的另一端为行走电机V相下桥臂驱动信号输出端、第五限流电阻R205的另一端为行走电机W相上桥臂驱动信号输出端、第六限流电阻R206的另一端为行走电机W相下桥臂驱动信号输出端。液压电机PWM输出及保护电路包括两个驱动芯片74HCM4、六个限流电阻、三个下拉电阻、一个上拉电阻、三个非门、三个或非门、一个与非门；如图1和3所示，TMS320F2812数字处理芯片的45脚与第四下拉电阻R311的一端、第五非门U301A的输入端连接，第四下拉电阻R311的另一端接数字地，第五非门U301A 的输出端接第五或非门U302A的一个输入端；TMS320F2812数字处理芯片的47脚与第五下拉电阻R312的一端、第六非门U301B的输入端连接，第五下拉电阻R312的另一端接数字地，第六非门U301B的输出端接第六或非门U302B的一个输入端；第五或非门U302A的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的46脚、第三驱动芯片74HC244的6脚和8脚连接，第六或非门U302B的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的48脚、第三驱动芯片74HCM4的15脚和17脚连接；第五或非门U302A的输出端与第三驱动芯片74HC244的 2脚和4脚连接，第六或非门U302B的输出端与第三驱动芯片74HC244的11脚和13脚连接；第三驱动芯片74HCM4的16脚、18脚与第七限流电阻R301的一端连接，第三驱动芯片 74HC244的12脚、14脚与第八限流电阻R302的一端连接，第三驱动芯片74HCM4的7脚、 9脚与第九限流电阻R303的一端连接，第三驱动芯片74HC244的3脚、5脚与第十限流电阻 R304的一端连接；TMS320F2812数字处理芯片的49脚与第六下拉电阻R313的一端、第七非门U301C 的输入端连接，第六下拉电阻R313的另一端接数字地，第七非门U301C的输出端接第七或非门U302C的一个输入端，第七或非门U302C的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的50脚、第四驱动芯片74HCM4的6脚和8脚连接，第七或非门U302C的输出端与第四驱动芯片74HC244的2脚、4脚连接，第四驱动芯片74HC244的16脚、18脚与第十一限流电阻R305的一端连接，第四驱动芯片74HCM4的12脚、14脚与第十二限流电阻R306的一端连接；第二与非门U3(X3B的两个输入端作为第二过流信号的输入端，第二与非门U303B 的输出端与第二上拉电阻R300的一端、第三驱动芯片74HC244的1脚和19脚、第四驱动芯片74HCM4的1脚连接，第二上拉电阻R300的另一端接3. 3V数字电源；第七限流电阻R301的另一端为液压电机U相上桥臂驱动信号输出端、第八限流电阻R302的另一端为液压电机U相下桥臂驱动信号输出端、第九限流电阻R303的另一端为液压电机V相上桥臂驱动信号输出端、第十限流电阻R304的另一端为液压电机V相下桥臂驱动信号输出端、第十一限流电阻R305的另一端为液压电机W相上桥臂驱动信号输出端、 第十二限流电阻R306的另一端为液压电机W相下桥臂驱动信号输出端。
权利要求1. 一种电动叉车交流伺服控制系统的PWM输出及保护电路，包括TMS320F2812数字处理芯片、行走电机PWM输出及保护电路、液压电机PWM输出及保护电路，其特征在于所述的行走电机PWM输出及保护电路包括两个驱动芯片74HCM4、六个限流电阻、三个下拉电阻、一个上拉电阻、四个非门、四个或非门、一个与非门；TMS320F2812数字处理芯片的92脚与第一下拉电阻R211的一端、第一非门U201A的输入端连接，第一下拉电阻R211的另一端接数字地，第一非门U201A的输出端接第一或非门U202A的一个输入端；TMS320F2812数字处理芯片的94脚与第二下拉电阻R212的一端、第二非门U201B的输入端连接，第二下拉电阻R212的另一端接数字地，第二非门 U201B的输出端接第二或非门U202B的一个输入端；第一或非门U202A的另一个输入端与 TMS320F2812数字处理芯片的93脚、第一驱动芯片74HCM4的6脚和8脚连接，第二或非门U202B的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的95脚、第一驱动芯片74HC244的 15脚和17脚连接；第一或非门U202A的输出端与第一驱动芯片74HCM4的2脚和4脚连接，第二或非门U202B的输出端与第一驱动芯片74HC244的11脚和13脚连接；第一驱动芯片74HCM4的16脚、18脚与第一限流电阻R201的一端连接，第一驱动芯片74HCM4的12 脚、14脚与第二限流电阻R202的一端连接，第一驱动芯片74HC244的7脚、9脚与第三限流电阻R203的一端连接，第一驱动芯片74HCM4的3脚、5脚与第四限流电阻R204的一端连接；TMS320F2812数字处理芯片的98脚与第三下拉电阻R213的一端、第三非门U201C的输入端连接，第三下拉电阻R213的另一端接数字地，第三非门U201C的输出端接第三或非门 U202C的一个输入端，第三或非门U202C的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的 101脚、第二驱动芯片74HC244的6脚和8脚连接，第三或非门U202C的输出端与第二驱动芯片74HC244的2脚、4脚连接，第二驱动芯片74HC244的16脚、18脚与第五限流电阻R205 的一端连接，第二驱动芯片74HCM4的12脚、14脚与第六限流电阻R206的一端连接；第四非门U201D的输出端与第四或非门U202D的一个输入端连接，第四非门U201D的输入端作为制动请求信号输入端，第四或非门U202D的另一个输入端作为牵引请求信号输入端；第四或非门U202D的输出端与第一与非门U303A的一个输入端连接，第一与非门 U303A的另一个输入端作为第一过流信号输入端，第一与非门U303A的输出端与第一上拉电阻R200的一端、第一驱动芯片74HC244的1脚和19脚、第二驱动芯片74HC244的1脚连接，第一上拉电阻R200的另一端接3. 3V数字电源；第一限流电阻R201的另一端为行走电机U相上桥臂驱动信号输出端、第二限流电阻 R202的另一端为行走电机U相下桥臂驱动信号输出端、第三限流电阻R203的另一端为行走电机V相上桥臂驱动信号输出端、第四限流电阻R204的另一端为行走电机V相下桥臂驱动信号输出端、第五限流电阻R205的另一端为行走电机W相上桥臂驱动信号输出端、第六限流电阻R206的另一端为行走电机W相下桥臂驱动信号输出端；所述的液压电机PWM输出及保护电路包括两个驱动芯片74HCM4、六个限流电阻、三个下拉电阻、一个上拉电阻、三个非门、三个或非门、一个与非门；TMS320F2812数字处理芯片的45脚与第四下拉电阻R311的一端、第五非门U301A的输入端连接，第四下拉电阻R311的另一端接数字地，第五非门U301A的输出端接第五或非门U302A的一个输入端；TMS320F2812数字处理芯片的47脚与第五下拉电阻R312的一端、第六非门U301B的输入端连接，第五下拉电阻R312的另一端接数字地，第六非门 U301B的输出端接第六或非门U302B的一个输入端；第五或非门U302A的另一个输入端与 TMS320F2812数字处理芯片的46脚、第三驱动芯片74HCM4的6脚和8脚连接，第六或非门U302B的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的48脚、第三驱动芯片74HC244的 15脚和17脚连接；第五或非门U302A的输出端与第三驱动芯片74HC244的2脚和4脚连接，第六或非门U302B的输出端与第三驱动芯片74HC244的11脚和13脚连接；第三驱动芯片74HCM4的16脚、18脚与第七限流电阻R301的一端连接，第三驱动芯片74HCM4的12 脚、14脚与第八限流电阻R302的一端连接，第三驱动芯片74HC244的7脚、9脚与第九限流电阻R303的一端连接，第三驱动芯片74HCM4的3脚、5脚与第十限流电阻R304的一端连接；TMS320F2812数字处理芯片的49脚与第六下拉电阻R313的一端、第七非门U301C的输入端连接，第六下拉电阻R313的另一端接数字地，第七非门U301C的输出端接第七或非门U302C的一个输入端，第七或非门U302C的另一个输入端与TMS320F2812数字处理芯片的50脚、第四驱动芯片74HC244的6脚和8脚连接，第七或非门U302C的输出端与第四驱动芯片74HC244的2脚、4脚连接，第四驱动芯片74HC244的16脚、18脚与第十一限流电阻 R305的一端连接，第四驱动芯片74HCM4的12脚、14脚与第十二限流电阻R306的一端连接；第二与非门U3(X3B的两个输入端作为第二过流信号的输入端，第二与非门U3(X3B的输出端与第二上拉电阻R300的一端、第三驱动芯片74HCM4的1脚和19脚、第四驱动芯片 74HC244的1脚连接，第二上拉电阻R300的另一端接3. 3V数字电源；第七限流电阻R301的另一端为液压电机U相上桥臂驱动信号输出端、第八限流电阻 R302的另一端为液压电机U相下桥臂驱动信号输出端、第九限流电阻R303的另一端为液压电机V相上桥臂驱动信号输出端、第十限流电阻R304的另一端为液压电机V相下桥臂驱动信号输出端、第十一限流电阻R305的另一端为液压电机W相上桥臂驱动信号输出端、第十二限流电阻R306的另一端为液压电机W相下桥臂驱动信号输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种电动叉车交流伺服控制系统的PWM输出及保护电路。现有产品安全性和可靠性不够。本实用新型包括TMS320F2812数字处理芯片、两个电机PWM输出及保护电路，其中行走电机PWM输出及保护电路包括两个驱动芯片74HC244、六个限流电阻、三个下拉电阻、一个上拉电阻、四个非门、四个或非门、一个与非门；液压电机PWM输出及保护电路包括两个驱动芯片74HC244、六个限流电阻、三个下拉电阻、一个上拉电阻、三个非门、三个或非门、一个与非门。本实用新型中处理芯片能同时输出控制两个电机的PWM信号，使双电机的控制的协调能力更好，通过使能保护，增强了系统的安全性和可靠性。
文档编号H02P5/74GK202261127SQ201120351649
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者冯火青, 赵慧刚 申请人:杭州奥蒂电控有限公司