变频器无极调速控制电路的制作方法

本实用新型涉及一种电路，具体涉及一种变频器无极调速控制电路，属于电学技术领域。

背景技术：

目前，安装于数控车床上的变频器，其调速控制电路都是采用DA 芯片来完成0到10V可调电压输出的。由于采用了DA芯片，所以这种调速控制电路存在以下一些问题：

1、高精度的DA芯片价格昂贵，所以采用了DA芯片的调速控制电路造价较高；

2、DA芯片基本都采用串行通信，所以采用了DA芯片的调速控制电路控制时序复杂。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种不需要 DA芯片、控制方式简单、相同精度下比DA芯片成本更低的变频器无极调速控制电路。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

变频器无极调速控制电路，其特征在于，由供电电源电路、光耦隔离电路、模拟开关电路和运算放大电路组成，其中：

前述供电电源电路输入为24V，通过不同的电压转换芯片输出得到12V、A5V和+5V电压，其中，+5V电压为基准电压源，12V和 A5V电压为供电电源；

前述光耦隔离电路采用的是高速光耦U4，由A5V电压供电，高速光耦U4的输入端接PWM信号、输出端接模拟开关电路的控制端 A；

前述模拟开关电路采用的是2路模拟开关U5，由A5V电压供电， 2路模拟开关U5的一路接基准电压源、另一路接模拟地、输出端接运算放大电路的输入端；

前述运算放大电路包含一个二阶低通滤波器和两个运放，其中，第一个运放U6A是一个电压跟随器，第二个运放U6B是2倍信号放大器，运放U6A的输出端接运放U6B的同相输入端，两个运放由单电源12V电压供电，输入到该电路中的PWM信号经二阶低通滤波器转换成直流电压信号，此直流电压信号先后经过运放U6A、运放U6B 后得到0到10V可调的直流电压，该可调的直流电压从运放U6B的输出端输出，经过一个限流电阻R8后接到变频器。

前述的变频器无极调速控制电路，其特征在于，前述供电电源电路具有三个不同的电压转换芯片，输入该电路的24V电压通过电压转换芯片U2转换后输出得到12V电压，该12V电压给另外两个电压转换芯片以及运算放大电路提供供电电源，12V电压经电压转换芯片U1和电压转换芯片U3转换后分别输出A5V和+5V电压，其中， A5V电压给光耦隔离电路和模拟开关电路提供供电电源。

前述的变频器无极调速控制电路，其特征在于，前述电压转换芯片U1的型号为LM78L05、电压转换芯片U2的型号为MC7812、电压转换芯片U3的型号为LM336M-5.0。

本实用新型的有益之处在于：

1、不需要DA芯片，相同精度下比DA芯片成本更低；

2、只使用一个PWM信号便可实现对变频器无极调速，控制方式更简单；

3、控制电路中使用了高速光耦，高速光耦除了起到电压转换的作用外，还起到了隔离数字信号与模拟信号的作用，提高了整个控制电路的抗干扰能力，使得整个控制电路具有很好的抗干扰效果；

4、供电电源电路采用专用的电压转换芯片，电压精度可达到1％，确保了电压波动不受温度影响；

5、运算放大电路中的两个运放采用单电源12V电压供电，比要求输出的10V电压高出2V，很好的解决了运放在接近VCC输出时波形失真的问题。

附图说明

图1是本实用新型的变频器无极调速控制电路的一个具体实施例的电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

参照图1，本实用新型的变频器无极调速控制电路(以下简称控制电路)由供电电源电路、光耦隔离电路、模拟开关电路和运算放大电路组成。

下面我们分别详细介绍组成该控制电路的4个电路。

1、供电电源电路

供电电源电路是该控制电路的电源部分，主要作用是为该控制电路提供电源。

供电电源电路输入为24V，通过不同的电压转换芯片输出得到 12V、A5V和+5V电压，其中，+5V电压为基准电压源，12V和A5V 电压为供电电源，该供电电源用于给其他电路以及供电电源电路中的其他电压转换芯片供电。

参照图1，供电电源电路具有三个不同的电压转换芯片，分别记为电压转换芯片U1、电压转换芯片U2、电压转换芯片U3。

输入供电电源电路的24V电压通过电压转换芯片U2转换后，输出得到12V电压，该12V电压用来给另外两个电压转换芯片(电压转换芯片U1和电压转换芯片U3)以及运算放大电路提供供电电源。

输入电压转换芯片U1的12V电压通过电压转换芯片U1转换后，输出A5V电压，该A5V电压用来给光耦隔离电路和模拟开关电路提供供电电源。

输入电压转换芯片U3的12V电压通过电压转换芯片U3转换后，输出+5V电压，该+5V电压为PWM信号高电平的基准电压。

在本实施例中，电压转换芯片U1的型号为LM78L05，电压转换芯片U2的型号为MC7812，电压转换芯片U3的型号为LM336M-5.0。由于基准电压源采用了LM336M-5.0这一专用芯片，所以电压精度可达到1％，确保了电压波动不受温度影响。

2、光耦隔离电路

光耦隔离电路的主要作用是电压转换以及隔离数字信号与模拟信号，其采用的是高速光耦U4，由A5V电压供电。

参照图1，PWM信号接到高速光耦U4的输入端，控制高速光耦 U4的导通和断开，从而在高速光耦U4的输出端形成一个开关信号。高速光耦U4的输出端接到模拟开关电路的控制端A。

在该光耦隔离电路中，高速光耦U4除了起到电压转换的作用外，还起到了隔离数字信号与模拟信号的作用，提高了整个控制电路的抗干扰能力，具有很好的抗干扰效果。

3、模拟开关电路

模拟开关电路的作用是还原经过隔离的PWM信号，其由数字信号控制，具体采用的是2路模拟开关U5，由A5V电压供电。

参照图1，2路模拟开关U5的一路接到基准电压源，另一路接到模拟地，高速光耦U4输出的开关信号控制该2路模拟开关U5与基准电压源+5V导通或者与地导通，还原PWM信号波形。2路模拟开关U5的输出端接到运算放大电路的输入端。

4、运算放大电路

运算放大电路的作用是把0到5V电压放大到0到10V，并且提高带载能力，其包含一个二阶低通滤波器和两个运放。

参照图1，该电路中的二阶低通滤波器由电阻R5、电阻R6、电容 C9和电容C10共同构成。

参照图1，第一个运放U6A是一个电压跟随器，第二个运放U6B 是2倍信号放大器(作用是将电压信号放大2倍)，运放U6A的输出端接到运放U6B的同相输入端。

输入到该运算放大电路中的PWM信号先经二阶低通滤波器转换成直流电压信号，此直流电压信号在0到5V范围内，然后此直流电压信号先后再经过运放U6A、运放U6B后便得到0到10V可调的直流电压，该可调的直流电压从运放U6B的输出端输出，经过一个限流电阻R8后接到变频器，从而控制变频器无极调速。

在该运算放大电路中，两个运放采用单电源12V电压供电。由于两个运放采用单电源12V电压供电，比要求输出的10V电压高出2V，所以很好的解决了运放在接近VCC输出时波形失真的问题。

由此可见，使用本实用新型的控制电路来控制变频器调速时，只利用一个PWM信号便可实现对变频器无极调速，不再需要DA芯片，控制方式更简单，并且相同精度下比DA芯片成本更低。

此外，由于本实用新型的控制电路中使用了高速光耦，高速光耦除了起到电压转换的作用外，还起到了隔离数字信号与模拟信号的作用，提高了整个控制电路的抗干扰能力，使得整个控制电路具有很好的抗干扰效果。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。