专利名称：一种高端智能变频控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制电路，特别涉及一种针对电动执行机构变频器的高端智能变频控制电路。
背景技术：
目前随着变频器技术逐渐发展，变频器也被引入了自动化控制行业中。变频器以其稳定可靠、能耗低、可调速等优点受到执行机构行业的重视，但目前还没有针对电动执行机构变频器的控制电路。
发明内容鉴于现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种针对电动执行机构变频器的高端智能变频控制电路。本实用新型为实现上述目的，采用的技术方案是:一种高端智能变频控制电路，其特征在于:包括电源电路、单片机及外围电路、相序检测电路、信号模数转换电路、反馈数模转换电路、传感器模数转换电路、远程手动控制及行程限制和驱动部分电路，所述单片机及外围电路分别与电源电路、相序检测电路、信号模数转换电路、反馈数模转换电路、传感器模数转换电路、远程手动控制及行程限制和驱动部分电路连接，所述电源电路与相序检测电路连接；所述电源电路连接关系为:变压器BI的初级线圈同名端I接电源U，变压器BI的初级线圈异名端2接电源V，变压器BI次级线圈同名端的7接硅整流桥Dl的交流输入端2，变压器BI的次级线圈异名端的8端接硅整流桥Dl的交流输入端4，变压器BI的次级线圈同名端11接硅整流桥D2的交流输入端2，变压器BI的初级线圈异名端12、接硅整流桥D2的交流输入端4，硅整流桥Dl的直流输出端I分别接电容C31的正极、稳压三极管U4的I端并提供+15V电源，硅整流桥Dl的直流输出端3分别接电容C31、电容C33的负极、电容C34的一端、稳压三极管U4的2端并接地GND，稳压三极管U4的3端接电容C33的正极、电容C34的另一端并提供+5V电源；硅整流桥D2的直流输出端I分别接电容C32的正极、稳压三极管U5的I端，硅整流桥D2的直流输出端3分别接电容C32、电容C35的负极、电容C36的一端、稳压三极管U5的2端并接地AGND，稳压三极管U5的3端接电容C35的正极、电容C36的另一端并提供+5V电源；所述单片机及外围电路连接关系为，电阻Rll的一端和二极管Dll的K极接正电源，电阻Rll的另一端和二极管Dll的A极和电容C17的一端接单片机Ul的复位输入引脚RESET端，电容C17的另一端接地；晶振Yl的一端和电容Cll的一端接单片机Ul的反向振荡放大器的输出引脚XTALl端，电容Cll的另一端接地，晶振Yl的另一端和电容C12的一端接单片机Ul的反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入引脚XTAL2端，电容C12的另一端接地；单片机Ul的电源输入引脚VCC端接电源+5V，单片机Ul的A/D转换器的电源输入引脚AVCC端接电源+5A，单片机Ul的电源地GND端接GND ；电容C15的一端接单片机A/D的模拟基准输入引脚AREF，电容C16的一端接+5A，电容C15、电容C16的另一端接公共地AGND ；电源+5V和电源+5A之间以及电源地GND和公共地AGND之间用电感LI和电感L2相连；电容C13和C14的一端接+5V电源，电容C13和C14的另一端接接电源地GND ；电阻R12、R13、R14、R15的一端接+5V电源，电阻R12的另一端和Jl的I脚接单片机Ul的57脚PF4端口，电阻R13的另一端和Jl的3脚接单片机Ul的55脚PF6端口，电阻R14的另一端和Jl的5脚接单片机Ul的55脚PF5端口，电阻R15的另一端和Jl的9脚接单片机及外围电路的单片机Ul的54脚PF7端口，Jl的4脚和7脚接+5V电源，Jl的2脚和10脚接电源地GND ；所述的相序检测电路连接关系为:电源U相一路经过电阻R804和R807连接到检测芯片U15的I脚，电阻R804和R807的串联端接电阻R811的一端，电源V相一路经过电阻R805和R808连接到检测芯片U15的2脚，电阻R805和R808的串联端接电阻R812的一端，电源W相一路经过电阻R806和R809连接到检测芯片U15的3脚，电阻R806和R809的串联端接电阻R813的一端，电源U相另一路经过电阻R801和二极管D81接电容C82、电容CS I的一端、二极管D84的阴极、瞬变电压抑制二极管D85的一端、检测芯片U15的14脚，电源V相另一路经过电阻R802、二极管D82接检测芯片U15的14脚，电源W相另一路经过电阻R803、二极管D83接检测芯片U15的14脚，电阻R811、电阻R812、电阻R813的另一端相接，电阻R811的另一端经过电阻R814、电阻R817接检测芯片U15的14脚，电阻R812的另一端经过电阻R815、电阻R818接检测芯片U15的14脚，电阻R813的另一端经过电阻R816、电阻R819接检测芯片U15的14脚，电容C82、电容C81、瞬变电压抑制二极管D85的另一端及二极管D84的阳极相接并分别接电容C83、电容C84、电阻R810、电阻R820的一端及电阻R813的另一端、检测芯片U15的7脚、4脚，电容C83的另一端接检测芯片U15的13脚，电容C84的另一端接地，检测芯片U15的8脚、9脚分别连接到单片机及外围电路的单片机Ul的PA4和PA5端口，电阻R810另一端分别接检测芯片U15的9脚、单片机及外围电路的单片机Ul的46脚PA5，电阻R820的另一端分别接检测芯片U15的8脚、单片机及外围电路的单片机Ul的47脚PA4 ；所述信号模数转换电路连接关系为:A/D转换芯片U6的8脚VCC端接+5V电源及电容C41、电容C42、电阻R41的一端，A/D转换芯片U6的7脚CLK、6脚DATA、5脚CONV分别接单片机及外围电路的单片机Ul的27脚PD2端口、26脚PDl端口和25脚PDO端口，电容C41和电容C42的另一端AGNDl，电阻R41的另一端接电阻R42、电容C44、电容C45的一端及稳压芯片U7的I脚、A/D转换芯片U6的I脚VREF，电阻R42的另一端接电阻R43的一端及稳压芯片U7的8脚，电阻R43、电容C44、电容C45的另一端接稳压芯片U7的2脚、3脚、6脚、7脚及AGNDl，给定反馈信号接口 P4的I脚与瞬态抑制二极管D41的一端和二极管D42的阳极相连，二极管D42的阴极与运算放大器U8B的8脚、线性光耦U9的2脚、稳压二极管D43的阴极和电容C47的一端相连，给定反馈信号接口 P4的2脚与瞬态抑制二极管D41的另一端、电阻R46、电阻R47的一端相连，电阻R46的另一端与线性光稱U9的3脚、电阻R48的一端、运算放大器U8B的4脚、三极管Ql的集电极、稳压二极管D43的阳极和电容C47的另一端相连，电阻R47的另一端与线性光耦U9B的4脚、运算放大器U8B的5脚相连，电阻R48的另一端与运算放大器U8B的6脚及电容C48的一端相连，电容R48的另一端与运算放大器U8B的7脚和三极管Ql的基极相连，三极管Ql的发射极经过电阻R49接在线性光耦U9A的I脚，线性光耦U9C的6脚接运算放大器U8A的2脚及电阻R45、电容C46的一端，线性光耦U9C的5脚和运算放大器U8A的3脚接AGNDl，电阻R45和电容C46的另一端接在运算放大器U8的I脚、电阻R44的一端，电阻R44的另一端接转换芯片U6的2脚IN+及电容C43的一端，电容C43的另一端接A/D转换芯片U6的3脚IN_、4脚GND及AGNDl ；所述反馈数模转换电路连接关系为:D/A数模转换芯片UlO的I脚DIN、2脚SCLK和3脚CS分别接单片机及外围电路的单片机Ul的51脚PA0、50脚PAl和49脚，D/A数模转换芯片UlO的8脚VCC接电阻R51的一端及电源+5V，D/A数模转换芯片UlO的5脚接电容C51、电容C52的一端、稳压芯片Ull的2脚、3脚、6脚、7脚及AGND1，D/A数模转换芯片UlO的6脚接电容C51、电容C52、电阻R51的另一端及稳压芯片Ull的I脚、8脚、AGNDl，电感L4接在GND和AGNDl之间，电容C56接在电源+5V和AGNDl之间，D/A数模转换芯片UlO的输出端7脚经过电阻R25接电容C53的一端、运算放大器U12B的6脚和线性光耦U13的3脚，线性光耦U13的4脚、运算放大器U12B的5脚、4脚和三极管Q2的集电极均接在AGNDl上，运算放大器U12B的7脚、电容C53的另一端、三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极接在线性光耦U13的I脚，线性光耦U13的2脚经过电阻R53接在+5电源上，二极管D52的阳极、三极管Q5的集电极、三极管Q3的集电极和电阻R54的一端接信号模数转换电路的给定反馈信号接口 P4的3脚，二极管D52的阴极接稳压二极管D53的阴极和瞬态稳压二极管D54的I脚，稳压二极管D53的阳极、瞬态稳压二极管D54的2脚、电阻R58及电阻R59的一端接电路的给定反馈信号接口 P4的4脚，电阻R58的另一端与线性光耦U13的5脚和运算放大器U12A的3脚相连，电阻R59的另一端接线性光耦U13的6脚、运算放大器U12A的4脚、、三极管Q4的发射极及电阻R57、电阻R56、电阻R55、电容C54的一端，电阻R57的另一端与运算放大器U12A的2脚及电容C55的一端相连，运算放大器U12A的I脚、电容C55的另一端和三极管Q5的基极相连，运算放大器U12A的8脚与电容C54的另一端、稳压二极管D51的阴极及三极管Q3的发射极相连，三极管Q5的发射极与电阻R56的另一端相连，稳压二极管D51的阳极与三极管Q4的基极和电阻R55的另一端相连，电阻R54的另一端与三极管Q3的基极和三极管Q4的集电极相连；所述位置传感器模数转换电路连接关系为:A/D转换芯片U3的8脚VCC端接+5A，位置传感器接口 P2的I脚接A/D转换芯片U3的I脚VREF端，P2的2脚接电容C25、电容C26、A/D转换芯片U3的2脚IN+端，P2的3脚接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接电容C25、电容C26、电感L3的一端及A/D转换芯片U3的3脚IN-、4脚GND端，电感L3的另一端接地GND，A/D转换芯片U3的7脚CLK、6脚DATA、5脚CONV分别接单片机及外围电路的单片机Ul的32脚Η)7、31脚PD6和30脚TO5，电容C21和电容C22接在+5A电源和AGNDl之间，电阻R21的一端接+5A电源，电阻R21的另一端接稳压芯片U2的I脚、电阻R22、电容C23、电容C24的一端并接在A/D转换芯片U3的I脚VREF，电阻R22的另一端和电阻R23的一端一同连接在稳压芯片U2的8脚，电阻R23的另一端接稳压芯片U2的2脚、3脚、6脚、7脚及电容C23、电容C24的另一端及AGNDl ；所述远程手动控制、行程限制和驱动部分电路连接关系为:接口 P6为行程限位和热保护接口，接口 P6的4脚接+15V，接口 P6的3脚经过电阻R702接光耦01的I脚，接口P6的2脚经过电阻R704接光耦02的I脚，接口 P6的I脚经过电阻R706接光耦03的I脚；接口 P7为远程手动控制接口，接口 P7的5脚接+15，接口 P7的4脚经过电阻R710接光耦05的I脚，接口 P7的3脚经过电阻R712接光耦06的I脚，接口 P7的2脚经过电阻R714接光耦07的I脚，接口 P7的I脚经过电阻R708接光耦04的I脚；光耦01、光耦02、光耦
03、光耦04、光耦05、光耦06、光耦07的2脚均接IGND，光耦01、光耦02、光耦03、光耦04、光耦05、光耦06、光耦07的3脚均接GND，IGND和GND之间用电感L7连接，电源+5V分别经过电阻R701、电阻R703、电阻R705、电阻R707、电阻R709、电阻R711、电阻R713、电阻R715、电阻R716接在光耦01、光耦02、光耦03、光耦04、光耦05、光耦06、光耦07、光耦08、光耦09的4脚上再分别接在单片机及外围电路的单片机41脚PC6、40脚PC5、39脚PC4、38脚PC3、37脚PC2、36脚PCl、35脚PCO、46脚PA5、47脚PA4端口上；驱动部分的驱动信号由单片机及外围电路的单片机17脚PB7和16脚PB6端口输出经过电阻R718和电阻R720分别接在光耦010和脚011的I脚上，光耦010和脚011的2脚均接GND，接口 P8为变频器驱动端口，接口 P8的I脚为驱动端提供高电位V+分别经过电阻R717和电阻R719接在光耦010和光耦011的4脚上，同时光耦010的4脚接在接口 P8的3脚上作为开信号，光耦011的4脚接在接口 P8的2脚上作为关信号，光耦010和011的3脚均接接口 P8的6脚作为驱动信号的公共端，接口 P8的4脚和5脚作为串口通讯端与单片机Ul相连，单片机通过串口通讯端对变频器进行调速控制。高电位V+分别经过电阻R721和电阻R724接在光耦012的I脚和光耦013的4脚，光耦013的4脚与接口 P8的4脚相连，电源+5V分别经过电阻R722和R723接在光耦012的4脚和光耦013的I脚，光耦012的2脚与接口 P8的5脚相连，光耦012的3脚接GND，光耦012的4脚与单片机Ul的45脚PA6端口相连，光耦013的2脚与单片机Ul的44脚PA7端口相连，光耦013的3脚与接口 P8的6脚相连。
本实用新型专利的特点是:该控制电路提供了一种稳定可靠的变频器驱动方案，应用于高端智能变频执行机构稳定可靠，控制精度高。
图1为本实用新型的电路连接框图；图2为本实用新型的单片机及外围电路的电路图；图3为本实用新型的信号模数转换电路的电路图；图4为本实用新型的反馈数模转换电路的电路图；图5为本实用新型的远程手动控制及行程限制和驱动电路的电路图；图6为本实用新型的位置传感器模数转换电路的电路图；图7为本实用新型的电源电路的电路图；图8为本实用新型的相序检测电路的电路图。
具体实施方式
如图1所7]^，闻端智能变频控制电路，包括电源电路、单片机及外围电路、相序检测电路、信号模数转换电路、反馈数模转换电路、传感器模数转换电路、远程手动控制及行程限制和驱动部分电路，单片机及外围电路分别与电源电路、相序检测电路、信号模数转换电路、反馈数模转换电路、传感器模数转换电路、远程手动控制及行程限制和驱动部分电路连接，电源电路与相序检测电路连接。如图7所示，电源电路连接关系为，变压器BI的初级线圈同名端I接电源U，变压器BI的初级线圈异名端2接电源V，变压器BI次级线圈同名端的7接硅整流桥Dl的交流输入端2，变压器BI的次级线圈异名端的8端接硅整流桥Dl的交流输入端4，变压器BI的次级线圈同名端11接硅整流桥D2的交流输入端2，变压器BI的初级线圈异名端12、接硅整流桥D2的交流输入端4，硅整流桥Dl的直流输出端I分别接电容C31的正极、稳压三极管U4的I端并提供+15V电源，硅整流桥Dl的直流输出端3分别接电容C31、电容C33的负极、电容C34的一端、稳压三极管U4的2端并接地GND，稳压三极管U4的3端接电容C33的正极、电容C34的另一端并提供+5V电源；硅整流桥D2的直流输出端I分别接电容C32的正极、稳压三极管U5的I端，硅整流桥D2的直流输出端3分别接电容C32、电容C35的负极、电容C36的一端、稳压三极管U5的2端并接地AGND，稳压三极管U5的3端接电容C35的正极、电容C36的另一端并提供+5V电源。如图2所示，单片机及外围电路连接关系为，电阻Rll的一端和二极管Dll的K极接正电源，电阻Rll的另一端和二极管Dll的A极和电容C17的一端接单片机Ul的复位输入引脚RESET端，电容C17的另一端接地；晶振Yl的一端和电容Cll的一端接单片机Ul的反向振荡放大器的输出引脚XTALl端，电容Cll的另一端接地，晶振Yl的另一端和电容C12的一端接单片机Ul的反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入引脚XTAL2端，电容C12的另一端接地；单片机Ul的电源输入引脚VCC端接电源+5V，单片机Ul的A/D转换器的电源输入引脚AVCC端接电源+5A，单片机Ul的电源地GND端接GND ;电容C15的一端接单片机A/D的模拟基准输入引脚AREF，电容C16的一端接+5A，电容C15、电容C16的另一端接公共地AGND ；电源+5V和电源+5A之间以及电源地GND和公共地AGND之间用电感LI和电感L2相连；电容C13和C14的一端接+5V电源，电容C13和C14的另一端接接电源地GND ；电阻R12、R13、R14、R15的一端接+5V电源，电阻R12的另一端和Jl的I脚接单片机Ul的57脚PF4端口，电阻R13的另一端和Jl的3脚接单片机Ul的55脚PF6端口，电阻R14的另一端和Jl的5脚接单片机Ul的55脚PF5端口，电阻R15的另一端和Jl的9脚接单片机及外围电路的单片机Ul的54脚PF7端口，Jl的4脚和7脚接+5V电源，Jl的2脚和10脚接电源地GND。如图8所示,相序检测电路连接关系为:电源U相一路经过电阻R804和R807连接到检测芯片U15的I脚，电阻R804和R807的串联端接电阻R811的一端，电源V相一路经过电阻R805和R808连接到检测芯片U15的2脚，电阻R805和R808的串联端接电阻R812的一端，电源W相一路经过电阻R806和R809连接到检测芯片U15的3脚，电阻R806和R809的串联端接电阻R813的一端，电源U相另一路经过电阻R801和二极管D81接电容C82、电容CS I的一端、二极管D84的阴极、瞬变电压抑制二极管D85的一端、检测芯片U15的14脚，电源V相另一路经过电阻R802、二极管D82接检测芯片U15的14脚，电源W相另一路经过电阻R803、二极管D83接检测芯片U15的14脚，电阻R811、电阻R812、电阻R813的另一端相接，电阻R811的另一端经过电阻R814、电阻R817接检测芯片U15的14脚，电阻R812的另一端经过电阻R815、电阻R818接检测芯片U15的14脚，电阻R813的另一端经过电阻R816、电阻R819接检测芯片U15的14脚，电容C82、电容C81、瞬变电压抑制二极管D85的另一端及二极管D84的阳极相接并分别接电容C83、电容C84、电阻R810、电阻R820的一端及电阻R813的另一端、检测芯片U15的7脚、4脚，电容C83的另一端接检测芯片U15的13脚，电容C84的另一端接地，检测芯片U15的8脚、9脚分别连接到单片机及外围电路的单片机Ul的PA4和PA5端口，电阻R810另一端分别接检测芯片U15的9脚、单片机及外围电路的单片机Ul的46脚PA5，电阻R820的另一端分别接检测芯片U15的8脚、单片机及外围电路的单片机Ul的47脚PA4。如图3所示，信号模数转换电路连接关系为:A/D转换芯片U6的8脚VCC端接+5V电源及电容C41、电容C42、电阻R41的一端，A/D转换芯片U6的7脚CLK、6脚DATA、5脚CONV分别接单片机及外围电路的单片机Ul的27脚PD2端口、26脚PDl端口和25脚PDO端口，电容C41和电容C42的另一端AGND1，电阻R41的另一端接电阻R42、电容C44、电容C45的一端及稳压芯片U7的I脚、A/D转换芯片U6的I脚VREF，电阻R42的另一端接电阻R43的一端及稳压芯片U7的8脚，电阻R43、电容C44、电容C45的另一端接稳压芯片U7的2脚、3脚、6脚、7脚及AGND1，给定反馈信号接口 P4的I脚与瞬态抑制二极管D41的一端和二极管D42的阳极相连，二极管D42的阴极与运算放大器U8B的8脚、线性光耦U9的2脚、稳压二极管D43的阴极和电容C47的一端相连，给定反馈信号接口 P4的2脚与瞬态抑制二极管D41的另一端、电阻R46、电阻R47的一端相连，电阻R46的另一端与线性光稱U9的3脚、电阻R48的一端、运算放大器U8B的4脚、三极管Ql的集电极、稳压二极管D43的阳极和电容C47的另一端相连，电阻R47的另一端与线性光耦U9B的4脚、运算放大器U8B的5脚相连，电阻R48的另一端与运算放大器U8B的6脚及电容C48的一端相连，电容R48的另一端与运算放大器U8B的7脚和三极管Ql的基极相连，三极管Ql的发射极经过电阻R49接在线性光耦U9A的I脚，线性光耦U9C的6脚接运算放大器U8A的2脚及电阻R45、电容C46的一端，线性光耦U9C的5脚和运算放大器U8A的3脚接AGNDl，电阻R45和电容C46的另一端接在运算放大器U8的I脚、电阻R44的一端，电阻R44的另一端接转换芯片U6的2脚IN+及电容C43的一端，电容C43的另一端接A/D转换芯片U6的3脚IN_、4脚GND及AGNDl0如图4所示，反馈数模转换电路连接关系为:D/A数模转换芯片UlO的I脚DIN、2脚SCLK和3脚CS分别接单片机及外围电路的单片机Ul的51脚PA0、50脚PAl和49脚，D/A数模转换芯片UlO的8脚VCC接电阻R51的一端及电源+5V，D/A数模转换芯片UlO的5脚接电容C51、电容C52的一端、稳压芯片Ull的2脚、3脚、6脚、7脚及AGND1，D/A数模转换芯片UlO的6脚接电容C51、电容C52、电阻R51的另一端及稳压芯片Ull的I脚、8脚、AGNDI,电感L4接在GND和AGNDl之间，电容C56接在电源+5V和AGNDl之间，D/A数模转换芯片UlO的输出端7脚经过电阻R25接电容C53的一端、运算放大器U12B的6脚和线性光耦U13的3脚，线性光耦U13的4脚、运算放大器U12B的5脚、4脚和三极管Q2的集电极均接在AGNDl上，运算放大器U12B的7脚、电容C53的另一端、三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极接在线性光耦U13的I脚，线性光耦U13的2脚经过电阻R53接在+5电源上，二极管D52的阳极、三极管Q5的集电极、三极管Q3的集电极和电阻R54的一端接信号模数转换电路的给定反馈信号接口 P4的3脚，二极管D52的阴极接稳压二极管D53的阴极和瞬态稳压二极管D54的I脚，稳压二极管D53的阳极、瞬态稳压二极管D54的2脚、电阻R58及电阻R59的一端接电路的给定反馈信号接口 P4的4脚，电阻R58的另一端与线性光耦U13的5脚和运算放大器U12A的3脚相连，电阻R59的另一端接线性光耦U13的6脚、运算放大器U12A的4脚、、三极管Q4的发射极及电阻R57、电阻R56、电阻R55、电容C54的一端，电阻R57的另一端与运算放大器U12A的2脚及电容C55的一端相连，运算放大器U12A的I脚、电容C55的另一端和三极管Q5的基极相连，运算放大器U12A的8脚与电容C54的另一端、稳压二极管D51的阴极及三极管Q3的发射极相连，三极管Q5的发射极与电阻R56的另一端相连，稳压二极管D51的阳极与三极管Q4的基极和电阻R55的另一端相连，电阻R54的另一端与三极管Q3的基极和三极管Q4的集电极相连。如图6所示，位置传感器模数转换电路连接关系为:A/D转换芯片U3的8脚VCC端接+5A，位置传感器接口 P2的I脚接A/D转换芯片U3的I脚VREF端，P2的2脚接电容C25、电容C26、A/D转换芯片U3的2脚IN+端，P2的3脚接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接电容C25、电容C26、电感L3的一端及A/D转换芯片U3的3脚IN-、4脚GND端，电感L3的另一端接地GND，A/D转换芯片U3的7脚CLK、6脚DATA、5脚CONV分别接单片机及外围电路的单片机Ul的32脚PD7、31脚PD6和30脚PD5，电容C21和电容C22接在+5A电源和AGNDl之间，电阻R21的一端接+5A电源，电阻R21的另一端接稳压芯片U2的I脚、电阻R22、电容C23、电容C24的一端并接在A/D转换芯片U3的I脚VREF，电阻R22的另一端和电阻R23的一端一同连接在稳压芯片U2的8脚，电阻R23的另一端接稳压芯片U2的2脚、3脚、6脚、7脚及电容C23、电容C24的另一端及AGND1。如图5所示，远程手动控制、行程限制和驱动部分电路连接关系为，接口 P6为行程限位和热保护接口，接口 P6的4脚接+15V，接口 P6的3脚经过电阻R702接光耦01的I脚，接口 P6的2脚经过电阻R704接光耦02的I脚，接口 P6的I脚经过电阻R706接光耦03的I脚；接口 P7为远程手动控制接口，接口 P7的5脚接+15，接口 P7的4脚经过电阻R710接光耦05的I脚，接口 P7的3脚经过电阻R712接光耦06的I脚，接口 P7的2脚经过电阻R714接光耦07的I脚，接口 P7的I脚经过电阻R708接光耦04的I脚；光耦01、光耦
02、光耦03、光耦04、光耦05、光耦06、光耦07的2脚均接IGND，光耦01、光耦02、光耦03、光耦04、光耦05、光耦06、光耦07的3脚均接GND，IGND和GND之间用电感L7连接，电源+5V分别经过电阻R701、电阻R703、电阻R705、电阻R707、电阻R709、电阻R711、电阻R713、电阻R715、电阻R716接在光耦01、光耦02、光耦03、光耦04、光耦05、光耦06、光耦07、光耦08、光耦09的4脚上再分别接在单片机及外围电路的单片机41脚PC6、40脚PC5、39脚PC4、38脚PC3、37脚PC2、36脚PC1、35脚PCO、46脚PA5、47脚PA4端口上；驱动部分的驱动信号由单片机及外围电路的单片机17脚PB7和16脚PB6端口输出经过电阻R718和电阻R720分别接在光耦010和脚011的I脚上，光耦010和脚011的2脚均接GND，接口 P8为变频器驱动端口，接口 P8的I脚为驱动端提供高电位V+分别经过电阻R717和电阻R719接在光耦010和光耦011的4脚上，同时光耦010的4脚接在接口 P8的3脚上作为开信号，光耦011的4脚接在接口 P8的2脚上作为关信号，光耦010和011的3脚均接接口 P8的6脚作为驱动信号的公共端，接口 P8的4脚和5脚作为串口通讯端与单片机Ul相连，单片机通过串口通讯端对变频器进行调速控制。高电位V+分别经过电阻R721和电阻R724接在光耦012的I脚和光耦013的4脚，光耦013的4脚与接口 P8的4脚相连，电源+5V分别经过电阻R722和R723接在光耦012的4脚和光耦013的I脚，光耦012的2脚与接口 P8的5脚相连，光耦012的3脚接GND，光耦012的4脚与单片机Ul的45脚PA6端口相连，光耦013的2脚与单片机Ul的44脚PA7端口相连，光耦013的3脚与接口 P8的6脚相连。该控制电路的电源电路为整个电路提供电源，单片机通过检测接收到的相序检测、行程限制信号判断执行机构正常状态，当出现电源不正常或行程限位、过力矩等状况时执行机构不动作，并输出报警信号，如果各种状态正常进而分析远程手动控制信号，如果手动控制信号使能，那么根据手动控制信号控制执行机构，如果手动控制信号为禁止，那么单片机通过对比信号模数转换数据和位置传感器模数转换数据来判断是否驱动变频器动作，并通过驱动部分输出控制电压信号，并通过通讯端口控制变频器进而控制电机转速达到智能变频的效果。同时通过反馈数模转换电路输出位置信号。此高端智能变频控制电路工作时，单片机首先根据报警信号判断行程、热保护、三相电源是否正常；检测正常后判断是否为远程手动控制，如果是那么根据远程手动控制信号进行远程手动动作，如果不是那么进入自动控制程序，在自动控制程序中单片机对给定信号转换的数据和位置传感器转换的数据进行比较，如果相同那么驱动端没有输出电压变频器没有动作，如果不同单片机根据比较结果的正负和大小输出开信号或关信号和变频器速度控制电压信号，变频器根据信号以不同的输出频率和开关信号对变频电机进行控制，同时输出4-20mA反馈电流信号。实现变频控制。
权利要求1.一种高端智能变频控制电路，其特征在于:包括电源电路、单片机及外围电路、相序检测电路、信号模数转换电路、反馈数模转换电路、传感器模数转换电路、远程手动控制及行程限制和驱动部分电路，所述单片机及外围电路分别与电源电路、相序检测电路、信号模数转换电路、反馈数模转换电路、传感器模数转换电路、远程手动控制及行程限制和驱动部分电路连接，所述电源电路与相序检测电路连接； 所述电源电路连接关系为:变压器BI的初级线圈同名端I接电源U，变压器BI的初级线圈异名端2接电源V，变压器BI次级线圈同名端的7接硅整流桥Dl的交流输入端2，变压器BI的次级线圈异名端的8端接硅整流桥Dl的交流输入端4，变压器BI的次级线圈同名端11接硅整流桥D2的交流输入端2，变压器BI的初级线圈异名端12、接硅整流桥D2的交流输入端4，硅整流桥Dl的直流输出端I分别接电容C31的正极、稳压三极管U4的I端并提供+15V电源，硅整流桥Dl的直流输出端3分别接电容C31、电容C33的负极、电容C34的一端、稳压三极管U4的 2端并接地GND，稳压三极管U4的3端接电容C33的正极、电容C34的另一端并提供+5V电源；硅整流桥D2的直流输出端I分别接电容C32的正极、稳压三极管U5的I端，硅整流桥D2的直流输出端3分别接电容C32、电容C35的负极、电容C36的一端、稳压三极管U5的2端并接地AGND，稳压三极管U5的3端接电容C35的正极、电容C36的另一端并提供+5V电源； 所述单片机及外围电路连接关系为，电阻Rll的一端和二极管Dll的K极接正电源，电阻Rll的另一端和二极管Dll的A极和电容C17的一端接单片机Ul的复位输入引脚RESET端，电容C17的另一端接地；晶振Yl的一端和电容Cl I的一端接单片机Ul的反向振荡放大器的输出引脚XTALl端，电容Cll的另一端接地，晶振Yl的另一端和电容C12的一端接单片机Ul的反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入引脚XTAL2端，电容C12的另一端接地；单片机Ul的电源输入引脚VCC端接电源+5V，单片机Ul的A/D转换器的电源输入引脚AVCC端接电源+5A，单片机Ul的电源地GND端接GND ;电容C15的一端接单片机A/D的模拟基准输入引脚AREF，电容C16的一端接+5A，电容C15、电容C16的另一端接公共地AGND ；电源+5V和电源+5A之间以及电源地GND和公共地AGND之间用电感LI和电感L2相连；电容C13和C14的一端接+5V电源，电容C13和C14的另一端接接电源地GND ;电阻R12、R13、R14、R15的一端接+5V电源，电阻R12的另一端和Jl的I脚接单片机Ul的57脚PF4端口，电阻R13的另一端和Jl的3脚接单片机Ul的55脚PF6端口，电阻R14的另一端和Jl的5脚接单片机Ul的55脚PF5端口，电阻R15的另一端和Jl的9脚接单片机及外围电路的单片机Ul的54脚PF7端口，Jl的4脚和7脚接+5V电源，Jl的2脚和10脚接电源地GND ；所述的相序检测电路连接关系为:电源U相一路经过电阻R804和R807连接到检测芯片U15的I脚，电阻R804和R807的串联端接电阻R811的一端，电源V相一路经过电阻R805和R808连接到检测芯片U15的2脚，电阻R805和R808的串联端接电阻R812的一端，电源W相一路经过电阻R806和R809连接到检测芯片U15的3脚，电阻R806和R809的串联端接电阻R813的一端，电源U相另一路经过电阻R801和二极管D81接电容C82、电容C81的一端、二极管D84的阴极、瞬变电压抑制二极管D85的一端、检测芯片U15的14脚，电源V相另一路经过电阻R802、二极管D82接检测芯片U15的14脚，电源W相另一路经过电阻R803、二极管D83接检测芯片U15的14脚，电阻R811、电阻R812、电阻R813的另一端相接，电阻R811的另一端经过电阻R814、电阻R817接检测芯片U15的14脚，电阻R812的另一端经过电阻R815、电阻R818接检测芯片U15的14脚，电阻R813的另一端经过电阻R816、电阻R819接检测芯片U15的14脚，电容C82、电容C81、瞬变电压抑制二极管D85的另一端及二极管D84的阳极相接并分别接电容C83、电容C84、电阻R810、电阻R820的一端及电阻R813的另一端、检测芯片U15的7脚、4脚，电容C83的另一端接检测芯片U15的13脚，电容C84的另一端接地，检测芯片U15的8脚、9脚分别连接到单片机及外围电路的单片机Ul的PA4和PA5端口，电阻R810另一端分别接检测芯片U15的9脚、单片机及外围电路的单片机Ul的46脚PA5，电阻R820的另一端分别接检测芯片U15的8脚、单片机及外围电路的单片机Ul 的 47 脚 PA4 ； 所述信号模数转换电路连接关系为:A/D转换芯片U6的8脚VCC端接+5V电源及电容C41、电容C42、电阻R41的一端，A/D转换芯片U6的7脚CLK,6脚DATA、5脚CONV分别接单片机及外围电路的单片机Ul的27脚PD2端口、26脚PDl端口和25脚PDO端口，电容C41和电容C42的另一端AGNDl，电阻R41的另一端接电阻R42、电容C44、电容C45的一端及稳压芯片U7的I脚、A/D转换芯片U6的I脚VREF，电阻R42的另一端接电阻R43的一端及稳压芯片U7的8脚，电阻R43、电容C44、电容C45的另一端接稳压芯片U7的2脚、3脚、6脚、7脚及AGNDl，给定反馈信号接口 P4的I脚与瞬态抑制二极管D41的一端和二极管D42的阳极相连，二极管D42的阴极与运算放大器U8B的8脚、线性光耦U9的2脚、稳压二极管D43的阴极和电容C47的一端相连，给定反馈信号接口 P4的2脚与瞬态抑制二极管D41的另一端、电阻R46、电阻R47的一端相连，电阻R46的另一端与线性光耦U9的3脚、电阻R48的一端、运算放大器U8B的4脚、三极管Ql的集电极、稳压二极管D43的阳极和电容C47的另一端相连，电阻R47的另一端与线性光耦U9B的4脚、运算放大器U8B的5脚相连，电阻R48的另一端与运算放大器U8B的6脚及电容C48的一端相连，电容R48的另一端与运算放大器U8B的7脚和三极管Ql的基极相连，三极管Ql的发射极经过电阻R49接在线性光耦U9A的I脚，线性光耦U9C的6脚接运算放大器U8A的2脚及电阻R45、电容C46的一端，线性光耦U9C的5脚和运算放大器U8A的3脚接AGNDl，电阻R45和电容C46的另一端接在运算放大器U8的I脚、电阻R44的一端，电阻R44的另一端接转换芯片U6的2脚IN+及电容C43的一端，电容C43的另一端接A/D转换芯片U6的3脚IN_、4脚GND及AGNDl ； 所述反馈数模转换电路连接关系为:D/A数模转换芯片UlO的I脚DIN、2脚SCLK和3脚CS分别接单片机及外围电路的单片机Ul的51脚PA0、50脚PAl和49脚，D/A数模转换芯片UlO的8脚VCC接电阻R51的一端及电源+5V，D/A数模转换芯片UlO的5脚接电容C51、电容C52的一端、稳压芯片Ull的2脚、3脚、6脚、7脚及AGND1，D/A数模转换芯片UlO的6脚接电容C51、电容C52、电阻R51的另一端及稳压芯片Ull的I脚、8脚、AGND1，电感L4接在GND和AGNDl之间，电容C56接在电源+5V和AGNDl之间，D/A数模转换芯片UlO的输出端7脚经过电阻R25接电容C53的一端、运算放大器U12B的6脚和线性光耦U13的3脚，线性光耦U13的4脚、运算放大器U12B的5脚、4脚和三极管Q2的集电极均接在AGNDl上，运算放大器U12B的7脚、电容C53的另一端、三极管Q2的基极相连，三极管Q2的发射极接在线性光耦U13的I脚，线性光耦U13的2脚经过电阻R53接在+5电源上，二极管D52的阳极、三极管Q5的集电极、三极管Q3的集电极和电阻R54的一端接信号模数转换电路的给定反馈信号接口 P4的3脚，二极管D52的阴极接稳压二极管D53的阴极和瞬态稳压二极管D54的I脚，稳压二极管D53的阳极、瞬态稳压二极管D54的2脚、电阻R58及电阻R59的一端接电路的给定反馈信号接口 P4的4脚，电阻R58的另一端与线性光耦U13的5脚和运算放大器U12A的3脚相连，电阻R59的另一端接线性光耦U13的6脚、运算放大器U12A的4脚、、三极管Q4的发射极及电阻R57、电阻R56、电阻R55、电容C54的一端，电阻R57的另一端与运算放大器U12A的2脚及电容C55的一端相连，运算放大器U12A的I脚、电容C55的另一端和三极管Q5的基极相连，运算放大器U12A的8脚与电容C54的另一端、稳压二极管D51的阴极及三极管Q3的发射极相连，三极管Q5的发射极与电阻R56的另一端相连，稳压二极管D51的阳极与三极管Q4的基极和电阻R55的另一端相连，电阻R54的另一端与三极管Q3的基极和三极管Q4的集电极相连； 所述位置传感器模数转换电路连接关系为:A/D转换芯片仍的8脚￥0:端接+5A，位置传感器接口 P2的I脚接A/D转换芯片U3的I脚VREF端，P2的2脚接电容C25、电容C26、A/D转换芯片U3的2脚IN+端，P2的3脚接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接电容C25、电容C26、电感L3的一端及A/D转换芯片U3的3脚IN-、4脚GND端，电感L3的另一端接地GND，A/D转换芯片U3的7脚CLK、6脚DATA、5脚CONV分别接单片机及外围电路的单片机Ul的32脚PD7、31脚PD6和30脚PD5,电容C21和电容C22接在+5A电源和AGNDl之间，电阻R21的一端接+5A电源，电阻R21的另一端接稳压芯片U2的I脚、电阻R22、电容C23、电容C24的一端并接在A/D转换芯片U3的I脚VREF，电阻R22的另一端和电阻R23的一端一同连接在稳压芯片U2的8脚，电阻R23的另一端接稳压芯片U2的2脚、3脚、6脚、7脚及电容C23、电容C24的另一端及AGNDl ； 所述远程手动控制、行程限制和驱动部分电路连接关系为:接口 P6为行程限位和热保护接口，接口 P6的4脚接+15V，接口 P6的3脚经过电阻R702接光耦01的I脚，接口 P6的2脚经过电阻R704接光耦02的I脚，接口 P6的I脚经过电阻R706接光耦03的I脚；接口P7为远程手动 控制接口，接口 P7的5脚接+15，接口 P7的4脚经过电阻R710接光耦05的I脚，接口 P 7的3脚经过电阻R712接光耦06的I脚，接口 P7的2脚经过电阻R714接光耦07的I脚，接口 P7的I脚经过电阻R708接光耦04的I脚；光耦01、光耦02、光耦03、光耦04、光耦05、光耦06、光耦07的2脚均接IGND，光耦01、光耦02、光耦03、光耦04、光耦05、光耦06、光耦07的3脚均接GND，IGND和GND之间用电感L7连接，电源+5V分别经过电阻R701、电阻R703、电阻R705、电阻R707、电阻R709、电阻R711、电阻R713、电阻R715、电阻R716接在光耦01、光耦02、光耦03、光耦04、光耦05、光耦06、光耦07、光耦08、光耦09的4脚上再分别接在单片机及外围电路的单片机41脚PC6、40脚PC5、39脚PC4、38脚PC3、37脚PC2、36脚PC1、35脚PC0、46脚PA5、47脚PA4端口上；驱动部分的驱动信号由单片机及外围电路的单片机17脚PB7和16脚PB6端口输出经过电阻R718和电阻R720分别接在光耦010和脚011的I脚上，光耦010和脚011的2脚均接GND，接口 P8为变频器驱动端口，接口 P8的I脚为驱动端提供高电位V+分别经过电阻R717和电阻R719接在光耦010和光耦011的4脚上，同时光耦010的4脚接在接口 P8的3脚上作为开信号，光耦011的4脚接在接口 P8的2脚上作为关信号，光耦010和011的3脚均接接口 P8的6脚作为驱动信号的公共端，接口 P8的4脚和5脚作为串口通讯端与单片机Ul相连，单片机通过串口通讯端对变频器进行调速控制； 高电位V+分别经过电阻R721和电阻R724接在光耦012的I脚和光耦013的4脚，光耦013的4脚与接口 P8的4脚相连，电源+5V分别经过电阻R722和R723接在光耦012的4脚和光耦013的I脚，光耦012的2脚与接口 P8的5脚相连，光耦012的3脚接GND，光耦012的4脚与单片机Ul的45脚PA6端口相连，光耦013的2脚与单片机Ul的44脚PA7端口相连，光耦0 13的3脚与接口 P8的6脚相连。
专利摘要本实用新型涉及一种控制电路，特别涉及一种针对电动执行机构变频器的高端智能变频控制电路。该控制电路包括电源电路、单片机及外围电路、相序检测电路、信号模数转换电路、反馈数模转换电路、传感器模数转换电路、远程手动控制及行程限制和驱动部分电路；本实用新型专利的特点是该控制电路提供了一种稳定可靠的变频器驱动方案，应用于高端智能变频执行机构稳定可靠，控制精度高。
文档编号H02P27/04GK202998005SQ201220554140
公开日2013年6月12日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者苑晓蕾, 金雷, 牟进勇, 张世炎, 陈俊, 刘素艳, 索维 申请人:天津津伯仪表技术有限公司