CN103048584A - 一种增量式编码器断线检测电路 - Google Patents

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张雷
陈强
李海东
许洪华
赵斌
赵栋利
武鑫
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Abstract

一种增量式编码器断线检测电路，包括整流单元和光耦检测单元，整流单元和光耦检测单元通过输入电阻连接。A相整流桥连接A相输入电阻、B相整流桥连接B相输入电阻、Z相整流桥连接Z相输入电阻。A相输入电阻连接A相检测光耦、B相输入电阻连接B相检测光耦、Z相输入电阻连接Z相检测光耦；A相续流二极管并联在A相光耦的输入侧、B相二极管并联在B相光耦的输入侧、Z相二极管并联在Z相光耦的输入侧；A相上拉电阻接A相光耦输出、B相上拉电阻接B相光耦输出、Z相上拉电阻接Z相光耦输出。A相电容接A相检测输出到GND，B和Z相电容分别接B、Z检测输出到GND。

Description

一种增量式编码器断线检测电路
技术领域
本发明涉及一种检测电路，特别涉及一种用于变桨控制系统驱动器增量式编码器的断线检测电路。
背景技术
变桨系统是风力发电系统的重要组成部件，而驱动器是变桨系统的核心部件。增量式编码器作为驱动器测速的关键部件，对保证驱动器正常工作起着关键的作用。因此对增量式编码器的断线检测保护电路显得尤为重要。
目前部分产品的编码器断线保护检测电路通常将A相、B相、Z相差分信号分别转换为A相、B相、Z相单端信号。依据所述A相单端信号和B相单端信号保持正交脉冲的物理特性对A相单端信号和B相单端信号是否断线进行判断；根据Z相单端信号脉冲的机械角度固定的特性对Z相单端信号是否断线进行判断，处理逻辑相对复杂。
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本发明提出一种新的用于变桨驱动器的增量式编码器断线检测电路。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种增量式编码器断线检测电路，包括整流单元和光耦检测单元。整流单元和光耦检测单元通过输入电阻连接。
编码器的A相差分信号输出正端与A相整流桥任一输入侧连接，A相差分信号输出负端与整流桥另一输入侧连接。B相差分信号输出正端与B相整流桥任一输入侧连接，B相差分信号输出负端与B相整流桥另一输入侧连接。Z相差分信号输出正端与Z相整流桥任一输入侧连接，Z相差分信号输出负端与Z相整流桥另一输入侧连接。
所述的整流单元包括与编码器连接的A相差分输入检测整流桥、B相差分输入检测整流桥和Z相差分输入检测整流桥。A相差分输入检测整流桥、B相差分输入检测整流桥和Z相差分输入检测整流桥为两相不控整流桥。光耦检测单元包括A相检测光耦、B相检测光耦和Z相检测光耦。
所述的A相差分输入检测整流桥输出的一端接A相输入电阻，另一端接A相检测光耦输入侧的负端。B相差分输入检测整流桥输出的一端接B相输入电阻，另一端接B相检测光耦输入侧的负端。Z相差分输入检测整流桥输出的一端接Z相输入电阻，另一端接Z相检测光耦输入侧的负端。A相输入电阻另一端接A相检测光耦输入侧的正端、B相输入电阻另一端接B相检测光耦输入侧的正端、Z相输入电阻另一端接Z相检测光耦输入侧的正端。
A相续流二极管并联在A相检测光耦的输入侧，B相续流二极管并联在B相检测光耦的输入侧，Z相续流二极管并联在Z相检测光耦的输入侧。
A相上拉电阻接A相检测光耦的输出侧，B相上拉电阻接B相检测光耦的输出侧，Z相上拉电阻接Z相检测光耦的输出侧。
A相电容接A相检测回路的输出端到GND，B相电容和Z相电容分别接B相检测回路的输出端、Z相检测回路的输出端到GND。
当编码器输出的任一相差分信号都不断线时，A相、B相和Z相检测光耦导通，A相、B相和Z相检测光耦输出均为低电平。
进一步的，当编码器输出的任一项或多项差分信号出现断线时，其所在回路的光耦不导通，光耦输出高电平，系统报编码器断线错误。
附图说明
图1为增量式编码器断线检测电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
图1为本发明一种增量式编码器断线检测电路的原理图。如图1所示，所述的断线检测电路包括整流单元和光耦检测单元。整流单元和光耦检测单元通过输入电阻连接。
编码器的A相差分信号输出正端A+与A相整流桥B1任一输入侧连接，A相差分信号输出负端A-与整流桥B1的另一输入侧连接。B相差分信号输出正端B+与B相整流桥B2任一输入侧连接，B相差分信号输出负端B-与B相整流桥B2的另一输入侧连接。Z相差分信号输出正端Z+与Z相整流桥B3任一输入侧连接，Z相差分信号输出负端Z-与Z相整流桥B3的另一输入侧连接。
所述的整流单元包括与编码器连接的A相差分输入检测整流桥B1、B相差分输入检测整流桥B2和Z相差分输入检测整流桥B3。光耦检测单元包括A相检测光耦G1、B相检测光耦G2和Z相检测光耦G3。
所述的A相差分输入检测整流桥B1输出侧的一端接A相输入电阻R1，输出侧的另一端接检测光耦G1输入侧的负端。B相差分输入检测整流桥B2输出侧的一端接B相输入电阻R2，另一端接检测光耦G2输入侧的负端。Z相差分输入检测整流桥B3侧的一端接Z相输入电阻R3，另一端接检测光耦G3输入侧的负端。A相输入电阻R1的另一端接A相检测光耦G1输入侧的正端，B相输入电阻R2另一端接B相检测光耦G2输入侧的正端，Z相输入电阻R3另一端接Z相检测光耦G3输入侧的正端。
A相续流二极管D1并联在A相检测光耦G1的输入侧，B相续流二极管D2并联在B相检测光耦G2的输入侧，Z相续流二极管D3并联在Z相检测光耦G3的输入侧。
A相上拉电阻R4的一端接A相检测光耦G1的输出侧，另一端接电源VC。B相上拉电阻R5的一端接B相光耦检测G2的输出侧，另一端接电源VC。Z相上拉电阻R6的一端接Z相检测光耦G3的输出侧，另一端接电源VC。A相电容C1的一端接A相检测回路的输出侧，另一端接GND；B相电容C2的一端接B相检测回路的输出侧，另一端接GND；Z相电容C3的一端接Z相检测回路的输出侧，另一端接GND。
当编码器输出的任一相差分信号传输线都不断线时，A相整流桥B1、B相整流桥B2和C相整流桥B3均导通，A相检测光耦G1、B相检测光耦G2和Z相检测光耦G3的原边由于二极管阳极和阴极之间的电压差而导通，从而三个所述光耦的副边导通，将三个所述光耦输出侧的电平拉低。
当任一相或多相差分信号传输线出现断线时，其所在回路的光耦不导通，光耦副边截止，将光耦输出端电平置高。
当图1中有一相或多相检测回路检测到光耦输出电平为高时，系统报编码器断线错误。

Claims (5)

1.一种增量式编码器断线检测电路，其特征在于，所述的增量式编码器断线检测电路包括整流单元和光耦检测单元；整流单元和光耦检测单元通过输入电阻连接，构成断线检测回路；所述的整流单元包括与编码器连接的A相差分输入检测整流桥（B1）、B相差分输入检测整流桥（B2）和Z相差分输入检测整流桥（B3）；A相差分输入检测整流桥（B1）、B相差分输入检测整流桥（B2）和Z相差分输入检测整流桥（B3）均为两相不控整流桥；光耦检测单元包括A相检测光耦（G1）、B相检测光耦（G2）和Z相检测光耦（G3）。
2.根据权利要求1所述的增量式编码器断线检测电路，其特征在于，所述的检测电路中，编码器的A相差分信号输出正端（A+）与A相整流桥（B1）的任一输入侧连接，A相差分信号输出负端（A-）与A相整流桥（B1）的另一输入侧连接，B相差分差分信号输出正端(B+)与B相整流桥（B2）的任一输入侧连接，B相差分信号输出负端(B-)与B相整流桥（B2）的另一输入侧连接，Z相差分信号输出正端（Z+）与Z相整流桥（B3）的任一输入侧连接，Z相差分信号输出负端（Z-）与Z相整流桥（B3）的另一输入侧连接。
3.根据权利要求1所述的增量式编码器断线检测电路，其特征在于，所述的检测电路中，所述的A相差分输入检测整流桥（B1）输出的一端接A相输入电阻（R1），A相差分输入检测整流桥（B1）输出的另一端接A相检测光耦（G1）的输入侧的负端；B相差分输入检测整流桥（B2）输出的一端接B相输入电阻（R2），B相差分输入检测整流桥（B2）输出的另一端接B相检测光耦（G2）输入侧的负端；Z相差分输入检测整流桥（B3）输出的一端接Z相输入电阻（R3），Z相差分输入检测整流桥（B3）输出的另一端接Z相检测光耦（G3）输入侧的负端；A相输入电阻（R1）另一端接A相检测光耦（G1）输入侧的正端，B相输入电阻（R2）的另一端接B相检测光耦（G2）输入侧的正端，Z相输入电阻（R3）的另一端接Z相检测光耦（G3）输入侧的正端。
4.根据权利要求1所述的增量式编码器断线检测电路，其特征在于，所述的检测电路中，A相续流二极管（D1）并联在A相检测光耦(G1)的输入侧，B相续流二极管(D2)并联在B相检测光耦(G2)的输入侧，Z相续流二极管(D3)并联在Z相检测光耦(G3)的输入侧。
5.根据权利要求1所述的增量式编码器断线检测电路，其特征在于，所述的检测电路中，A相上拉电阻（R4）的一端接A相光耦（G1）的输出侧，A相上拉电阻（R4）的另一端接电源（VC）；B相上拉电阻（R5）的一端接B相光耦(G2)的输出侧，B相上拉电阻（R5）的另一端接电源（VC）；Z相上拉电阻（R6）的一端接Z相光耦（G3）的输出侧，Z相上拉电阻（R6）的另一端接电源VC；A相电容（C1）的一端接A相检测回路的输出侧，A相电容（C1）的另一端接GND，B相电容（C2）的一端接B相检测回路的输出侧，B相电容（C2）的另一端接GND；Z相电容（C3）的一端接Z相检测回路的输出侧，Z相电容（C3）的另一端接GND。
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