CN111465777B - 刹车驱动控制电路及其故障检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种刹车驱动控制电路及其故障检测方法，在控制设于机器人等的电磁刹车的刹车驱动控制电路中，可无损安全性地将向高侧开关施加的电压设为相对较低的电压，并且无需设置大电容的另外的电源电路。对通过通电从而解除刹车的电磁刹车进行控制的刹车驱动控制电路包括：第一整流元件，设于第一电路电压的第一电源与电磁刹车的其中一个端子之间；阻断开关，插入至向第一电源供给电力的线路；第一切换元件，设于电磁刹车的另一个端子与接地点之间；以及第二切换元件及第二整流元件，串联地设于和第一电路电压不同的第二电路电压的第二电源与电磁刹车的其中一个端子之间。

Description

刹车驱动控制电路及其故障检测方法
技术领域
本发明涉及一种刹车驱动控制电路及其故障检测方法，所述刹车驱动控制电路对安装于马达(motor)等的电磁刹车(electromagnetic brake)的驱动进行控制。
背景技术
机器人中，为了防止在驱动各轴的马达的动力被阻断时机器人臂移动或落下而确保安全，对马达轴安装着电磁刹车。设于机器人的电磁刹车通常为无励磁运行型，且构成为在对电磁刹车通电时刹车成为解除(松开)状态，若通电阻断则使刹车动作，即锁定马达轴。而且，关于设于机器人的电磁刹车，根据与机器人有关的安全标准(保险商试验所(Underwriter Laboratories Inc，UL)1740、国际标准化组织(InternationalOrganization for Standardization，ISO)10218)，要求在失去用于驱动马达的电源的状态下可解除刹车。专利文献1中公开了下述装置，即：设置用于对电磁刹车通电而解除刹车的马达刹车电源供给部，通过对设于马达刹车电源供给部内的开关进行操作从而可解除刹车。
设于机器人的电磁刹车为与安全有关的机构，要求高可靠性。在如专利文献1所示那样仅利用一个开关进行控制的情况下，当所述开关以短路那样的形态发生故障时，有时刹车一直成为被解除的状态，而变得无法确保安全。因此，专利文献2中公开了下述刹车驱动控制电路，即：为了提高安全性，在电磁刹车的两端分别以相对于电磁刹车而电串联的方式连接切换控制部件。作为切换控制部件，可使用开关晶体管(switching transistor)。专利文献2所记载的刹车驱动控制电路也包括电压检测部件，此电压检测部件通过检测电磁刹车的两端的电压从而进行故障检测。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2000-296492号公报
专利文献2：日本专利特开2006-123118号公报
发明内容
发明所要解决的问题
专利文献2的刹车驱动控制电路中，两个切换控制部件中的一个成为设于电磁刹车与接地电位之间的低侧开关，另一个成为设于电磁刹车与刹车驱动用的电源电压之间的高侧开关。在刹车驱动用的电源电压低的情况下不易产生问题，但在所述电源电压变高的情况下，低侧开关及高侧开关两者需要耐压高的器件。除此以外，在电源电压高的情况下，根据用作高侧开关的器件的种类，产生如下问题。即，在使用N通道的场效晶体管(FieldEffect Transistor，FET)的情况下，其驱动电路变得大型而零件数增加，成本变高且安装面积也变大。在使用P通道的FET的情况下，伴随器件的尺寸变大而接通电阻也变大，损失变大，而且与器件自身有关的选项少。在使用双极晶体管的情况下，随着器件尺寸变大而损失也大。
对于电磁刹车来说，为了将其设为解除状态而需要相当大的电流，因此若机器人的轴数变多而电磁刹车的个数也变多，则电磁刹车用的电源电路也需要使用电容大的电源电路。机器人中，为了进行所述马达的驱动而准备大电容且电压相对较高的电源电路，但在将马达驱动用的电源电路用作刹车驱动用的电源电路的情况下，无法解决与高侧开关有关的上文所述的问题。在另行准备电压相对较低的电源电路用于刹车驱动的情况下，所述另行准备的电源电路也需要某种程度的电容，因而成为成本上涨的原因等。机器人中，也准备电压相对较低的电源电路以用于其控制电路，但控制电路并不这般消耗电力，因而控制电路用的电源电路为相对较小的电容，对于具有多个轴因而刹车解除用的电流变大的机器人来说，将控制电路用的小电容的电源电路用作刹车驱动用的电源电路并不现实。
本发明的目的在于提供一种刹车驱动控制电路及这种刹车驱动控制电路的故障检测方法，所述刹车驱动控制电路可无损安全性地将向用作高侧开关的切换元件施加的电压设为相对较低的电压，并且无需设置大电容的另外的电源电路。
解决问题的技术手段
本发明的刹车驱动控制电路对通过通电从而解除刹车的电磁刹车进行控制，且具有：第一整流元件，设于第一电路电压的第一电源与电磁刹车的其中一个端子之间；阻断开关，插入至为了使第一电源动作而向第一电源供给电力的线路；第一切换元件，设于电磁刹车的另一个端子与接地点之间；以及第二切换元件及第二整流元件，串联地设于和第一电路电压不同的第二电路电压的第二电源与电磁刹车的其中一个端子之间。
这种刹车驱动控制电路中，阻断开关与第一切换元件隔着电磁刹车串联连接，因而即便其中一者成为短路模式的故障，也可利用另一者来阻断向电磁刹车的通电，可维持电磁刹车的锁定状态。另一方面，可通过使用第二电源及第二切换元件从而解除电磁刹车，因而可满足基于“在失去用于驱动马达的电源的状态下可解除刹车”的安全标准的要求。作为第一切换元件及第二切换元件，例如可使用晶体管等半导体元件。
本发明的刹车驱动控制电路中，可使第二电路电压较第一电路电压更低。虽然第二切换元件相当于高侧开关，但第二电路电压低，因而与以和第一电路电压相同的电压动作的情况相比，可使用耐压低且小型的半导体元件作为第二切换元件，而且，对第二切换元件的驱动电路也可简化。
本发明的刹车驱动控制电路中，可将对电磁刹车进行刹车动作的对象即马达进行驱动的电源用作第一电源，将在针对马达的安全电路中通常设置的开关用作阻断开关。针对马达的安全电路要求高可靠性，通过将用于在安全电路中阻断马达驱动用的电源的开关用作本发明的阻断开关，从而可构成下述刹车驱动控制电路，即：依据将给予马达的动力阻断并且使刹车可靠地动作的安全标准，可靠性高。
本发明的刹车驱动控制电路中，也可包括：监控部件，监视电磁刹车的其中一个端子及另一个端子的电压。通过设置这种监控部件，从而可检测切换元件的故障而可提高安全性。所述监控部件例如包括：第一监控电路，检测电磁刹车的另一个端子与第一切换元件的连接点的电压；以及第二监控电路，检测第二切换元件与第二整流元件的连接点的电压。通过使用这种第一监控电路及第二监控电路，从而可监视电磁刹车的两端各自的电压而可独立地检测第一切换元件的故障和第二切换元件的故障。
或者，本发明的刹车驱动控制电路中，也可包括：监控部件，具有监视电磁刹车的两端间的电压的电路。通过设置这种监控部件，从而也可检测切换元件的故障而可提高安全性。
本发明中在设置监控部件时，优选还设置：故障检测电路，基于监控部件中的监视结果而输出故障检测信号，使阻断开关维持于开放状态。通过设置这种故障检测电路，从而可在切换元件故障时防止第一电源成为动作状态而也可防止刹车被解除，可进一步提高安全性。在基于故障检测信号的输出将阻断开关设为开放的情况下，若对第一电源的输出设有电容器，则第一电源的输出电压未必立即成为零。因此本发明中，优选在输出故障检测信号时，例如在马达流动D轴电流或使用放电用电阻等而使第一电源的输出强制放电，使刹车尽快运行。
本发明的刹车驱动控制电路构成为，在阻断开关开放且第一电源为非动作时，基于刹车解除开关的操作或刹车解除命令的输入而将第一切换元件及第二切换元件设为动作状态，解除电磁刹车。通过对机器人的各轴分别设置的刹车解除开关或来自机器人教示用的示教器(pendant)的刹车解除命令的输入，可在紧急时可靠地解除电磁刹车。
本发明的刹车驱动控制电路中，优选以维持电磁刹车的解除状态时施加于电磁刹车的电压低于使电磁刹车进入解除状态时施加于电磁刹车的电压的方式，对第一切换元件进行脉宽调制(Pulse-Width Modulation，PWM)驱动。通过改变电磁刹车的解除动作与解除状态的维持所需要的电压，从而可实现省电力化，通过进行PWM驱动，从而可实现进一步的省电力化。尤其在机器人等进行通常动作时，必须维持电磁刹车的解除状态的时间变长，因而通过进行与状态相应的电压和PWM驱动，从而可实现进一步的省电力化。
本发明的故障检测方法为刹车驱动控制电路的故障检测方法，所述刹车驱动控制电路具有：第一整流元件，设于第一电路电压的第一电源与电磁刹车的其中一个端子之间；第一切换元件，设于电磁刹车的另一个端子与接地点之间；以及第二切换元件及第二整流元件，串联地设于和第一电路电压不同的第二电路电压的第二电源与电磁刹车的其中一个端子之间，且所述刹车驱动控制电路对通过通电从而解除刹车的电磁刹车进行控制，并且所述故障检测方法在第一电源为非动作时，使用电磁刹车不响应的长度的脉冲来驱动第二切换元件，监视电磁刹车的另一个端子与第一切换元件的连接点的电压、和第二切换元件与第二整流元件的连接点的电压。
根据本发明的故障检测方法，可分别检测第一切换元件的故障和第二切换元件的故障，并且进而也可检测用于监视电压的电路或电磁刹车的断线(或未连接)等故障。
本发明的故障检测方法中，也可进一步在解除电磁刹车时对第一切换元件进行PWM驱动，与PWM驱动同步地监视电磁刹车的另一个端子与第一切换元件的连接点的电压。通过进行这种监视，即便在对电磁刹车通电而解除刹车时，也可检测第一切换元件的故障或电磁刹车的断线。
发明的效果
根据本发明，在刹车驱动控制电路中，可无损安全性地将向用作高侧开关的切换元件施加的电压设为相对较低的电压，并且可无需设置大电容的另外的电源电路。而且，提供一种能够可靠地检测这种刹车驱动控制电路的切换元件等的故障的故障检测方法。
附图说明
图1为说明本发明的一实施方式的刹车驱动控制电路的电路图。
图2为表示图1所示的刹车驱动控制电路的动作的状态过渡图。
图3为说明流经电磁刹车的电流的图。
图4为说明本发明的一实施方式的刹车驱动控制电路的电路图。
[符号的说明]
11：马达驱动电源
13：马达
20：安全电路
21：阻断开关
22：安全控制部
41、42：监控电路
43：光耦合器
45：故障检测电路
D1、D2：二极管(整流元件)
Tr1、Tr2：晶体管
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1为说明本发明的一实施方式的刹车驱动控制电路的图，且表示在机器人中组入所述刹车驱动控制电路的状态。机器人中，设有由机器人控制器进行伺服控制的多个马达13，但图中示出机器人的一轴的马达13、电磁刹车31以及刹车驱动控制电路。
如图示双线所示，电磁刹车31机械连接于马达13的旋转轴。对于电磁刹车31的螺线管(线圈)，并联地设有突波吸收器(surge absorber)32，此突波吸收器32用于吸收在阻断流向螺线管的电流时产生的大的反电动势。作为突波吸收器32，例如可使用变阻器(varistor)、二极管等。对各轴的马达13分别设有驱动器12。另外，对各轴共通地设有将交流的马达用电源转换为直流的马达驱动电源11，各驱动器从马达驱动电源11接受直流电力的供给，基于来自机器人控制器的指令而驱动对应的马达13。
在马达用电源与马达驱动电源11之间，设有安全电路20。所述安全电路20通常为了保证机器人的安全动作而设于机器人，包括：阻断开关21，设于从马达用电源向马达驱动电源11供给电力的线路，阻断所述电力的供给；以及安全控制部22，控制阻断开关21。安全电路20构成为仅在能够确认到机器人安全时，向马达驱动电源11供给电力。来自操作开关的信号或异常时阻断信号输入至安全控制部22。安全控制部22在通过操作开关指示了机器人的动作时，闭合阻断开关21而向马达驱动电源供给电力，并且在输入了紧急时阻断信号时，随即开放阻断开关21而停止向马达驱动电源11供给电力，使所有轴的马达13停止。进而，安全控制部22将表示安全电路20的状态的安全电路监控信号输出至外部。马达驱动电源11及安全电路20设置在连接于机器人并控制机器人的机器人控制器的内部。
安全电路20为直接关系到机器人的安全的电路，因而为依据各种安全标准的可靠性高的电路。而且，在给予马达13的电力被阻断时，各轴的电磁刹车31必须以锁定马达轴的方式动作。因此，本实施方式中，代替专利文献2所示那样的以往的刹车驱动控制电路中的高侧开关而使用安全电路20内的阻断开关21。这意味着将马达驱动电源11用作电磁刹车31的电源，在马达驱动电源11成为不动作而马达13成为非驱动状态时，电磁刹车31能够可靠地锁定马达轴。但是，仅将马达驱动电源11用作电磁刹车31的驱动电源的情况下，无法满足安全标准中制定的“即便在失去用于驱动马达的电源的状态下也可解除刹车”的条件。因此，本实施方式中，为了即便在失去用于驱动马达13的电源时也可解除电磁刹车31，而与马达驱动电源11无关地另准备刹车用电源。在失去用于驱动马达的电源时解除电磁刹车31的是紧急时，此时，不将设于机器人的所有轴的电磁刹车31同时解除，而是针对需要解除刹车的轴逐一解除电磁刹车31。因此，刹车用电源所要求的电容至多为可解除一轴的电磁刹车31的电容，因而作为刹车用电源，可使用为了机器人控制器内的控制电路(未图示)而与马达驱动电源11无关另设置的电源。
在利用刹车用电源来驱动电磁刹车31时，无法使用安全电路20内的阻断开关21代替高侧开关，因而与专利文献2所示的电路同样地，需要对每个马达13设置独立的高侧开关。而且，马达驱动电源11与刹车用电源必须分离。因此，本实施方式的刹车驱动控制电路将电磁刹车31的两端分别作为连接点33、连接点34，包含：晶体管Tr1，作为低侧开关而设于连接点34与接地点之间；晶体管Tr2，连接于刹车用电源，作为高侧开关而设置；反向电压阻止用的二极管D1，设于马达驱动电源11与连接点33之间；以及反向电压阻止用的二极管D2，设于晶体管Tr2与连接点33之间。所述刹车驱动控制电路的构成中，阻断开关21是对机器人内的所有电磁刹车31共通地设置，但晶体管Tr1、晶体管Tr2及二极管D1、二极管D2是针对每个电磁刹车31设置。晶体管Tr1例如为N通道的FET，且对其栅极供给刹车信号，晶体管Tr2例如为P通道的FET，且对其栅极供给紧急时刹车信号。此处，马达驱动电源11相当于第一电源，刹车用电源相当于第二电源，晶体管Tr1相当于第一切换元件，晶体管Tr2相当于第二切换元件，二极管D1相当于第一整流元件，二极管D2相当于第二整流元件。此处，分别使用N通道及P通道的FET作为第一切换元件及第二切换元件，但各切换元件中使用的器件不限定于此。
本实施方式的电路中，在伴随马达13的驱动而解除电磁刹车31的情况下，需要供给与机器人的轴数成比例的电流，因此通常使用大电容的马达驱动电源11。在马达13未被驱动的状态下在紧急时解除电磁刹车31时，只要具有解除一轴的电磁刹车31所需要的电容即可。若将马达驱动电源11的电压设为第一电路电压，将刹车用电源的电压Vcc设为第二电路电压，则第一电路电压与第二电路电压不同，第二电路电压可设为较第一电路电压更低的电压。第二电路电压低于第一电路电压，且需要流经晶体管Tr2的电流为用于驱动一轴的电磁刹车31的电流，因而可使用耐电压低且小型的器件作为成为高侧开关的晶体管Tr2，可使其驱动电路也小型。
进而，图1所示的刹车驱动控制电路为了监控电磁刹车31的驱动电压并进行晶体管Tr1、晶体管Tr2的故障检测，包括监控电路41、监控电路42及故障检测电路45。监控电路41连接于晶体管Tr1与电磁刹车31的连接点即连接点34并输出Tr1监控信号，监控电路42连接于晶体管Tr2与二极管D2的连接点35并输出Tr2监控信号。监控电路41、监控电路42例如可包含电阻分压电路、电平位移(level shift)电路、光耦合器(photo coupler)等。图示所示的是，监控电路41、监控电路42各自包含将两根电阻串联连接并从其中点输出监控信号的电阻分压电路。Tr1监控信号和Tr2监控信号输入至故障检测电路45。
接下来，使用图2所示的状态过渡图对图1所示的刹车驱动控制电路的动作进行说明。此处，所谓待机(stand-by)状态，为仅对机器人控制器内的控制电路(未图示)通电而未对马达驱动电源11供给电力的状态，马达13为处于自由状态或动态刹车状态的状态。在待机状态下，未对电磁刹车31供给电流，马达轴由电磁刹车31锁定。作为低侧开关的晶体管Tr1保持断开(Off)状态(阻断状态)。相对于此，所谓伺服接通(On)状态，为对马达驱动电源11供给电力而将马达13伺服驱动的状态(伺服锁定状态)，此时，电磁刹车31通电而成为刹车解除(松开)状态。
通常的动作中，在待机状态下，使用监控电路41、监控电路42进行晶体管Tr1、晶体管Tr2的故障检测。电磁刹车31在进行非常短的脉冲的通电时不动作，因而以一定周期(例如100毫秒)将非常短的脉冲(例如0.5毫秒)从故障检测电路45施加于晶体管Tr2而驱动晶体管Tr2，监视故障。若Tr1监控信号的电压未与脉冲的施加对应地脉冲状地变化为高电平，则晶体管Tr1未成为断开状态，即故障，或者可判断为监控电路41故障。另一方面，若Tr2监控信号的电压未与脉冲的施加对应地脉冲状地变化为高电平，则晶体管Tr2未成为接通状态(导通状态)，即故障，或者可判断为监控电路42故障。在检测到任一故障的情况下，故障检测电路45均输出故障检测信号，故障检测信号作为一个紧急时阻断信号而被供给于安全电路20。由此，在检测到故障的情况下，禁止过渡到伺服接通状态，而是进入错误状态。
通过由用户操作机器人的操作开关，从而产生由待机状态向伺服接通状态的过渡。在向伺服接通状态的过渡中，通过操作开关的操作而在安全电路20中阻断开关21成为导通状态，向马达驱动电源11供给电力。此阶段中，晶体管Tr1因刹车信号而保持断开状态。而且，停止在待机状态下进行的晶体管Tr1、晶体管Tr2的故障检测动作。机器人控制器内的控制电路(未图示)根据安全电路监控信号来检测向伺服接通状态的过渡指令。此外，所述阶段中，若Tr1监控信号未成为高电平，则判定为晶体管Tr1未成为断开状态的故障、电磁刹车31其自身未连接(或断线)及监控电路41故障的任一个，故障检测电路45送出故障检测信号。
在向伺服接通状态的过渡中，若无错误(例如由故障检测电路45检测到故障)，则机器人成为伺服接通状态。在伺服接通状态下，为了解除电磁刹车31，通过刹车信号将晶体管Tr1驱动为接通状态。此时，晶体管Tr1也可以一直成为接通状态的方式驱动，但优选以脉宽调变(PWM)进行驱动以达成省电力。图3为说明对电磁刹车31施加的电压的图。将电磁刹车31锁定马达轴的状态称为刹车钳状态。为了从刹车钳状态进入刹车解除状态，需要对电磁刹车31的螺线管施加相对较大的电压，使电磁刹车31内的致动器(未图示)工作。将其称为吸引动作。为了在一旦致动器移动到刹车解除状态下的位置后维持刹车解除状态，只要持续施加较吸引动作时更小的电压即可。将其称为保持动作。另外，为了使刹车动作而设为刹车钳状态，只要将刹车电压设为零即可。实际上，为了进行晶体管Tr1的故障判定等，在刹车钳状态下也流动不解除电磁刹车31那样的微小电流。本实施方式中，通过对晶体管Tr1进行PWM驱动，从而使施加于电磁刹车31的平均电压成为吸引动作中的值、保持动作中的值或刹车钳状态下的值的任一个，进行电磁刹车31的动作及解除。即便在不以省电力为目的的情况下，也在马达驱动电源11的电压较电磁刹车31的额定电压更高时，进行PWM驱动。此外，为了进行故障检测，在伺服接通状态下将晶体管Tr1一直设为接通状态时，混杂作为电磁刹车不响应那样的短脉冲的测试脉冲来驱动晶体管Tr1。
故障检测电路45与晶体管Tr1的驱动同步地监视Tr1监控信号。此时，在监控信号未与晶体管Tr1的驱动同步地成为高电平的情况下，故障检测电路45判定为晶体管Tr1未成为断开状态的故障、电磁刹车31其自身未连接(或断线)及监控电路41故障的任一个，输出故障检测信号。同样地，在监控信号未与晶体管Tr1的驱动同步地成为低电平的情况下，故障检测电路45判定为晶体管Tr1未成为接通状态的故障，输出故障检测信号。在检测到任一故障的情况下，或在对机器人控制器指示了紧急停止的情况下，均对安全电路20输入异常时阻断信号，阻断开关21成为阻断状态，进入错误状态。在进入错误状态时需要立即使电磁刹车31运行，但在马达驱动电源11的输出侧通常设有大电容的电容器，因而即便阻断开关21成为阻断状态，马达驱动电源11的输出电压也未必立即成为零。此时若假设因故障导致晶体管Tr1未进入断开状态，则电磁刹车31未锁定马达轴而危险。因此，在从伺服接通状态进入错误状态时，可在马达13流动D轴电流或使用再生电压放电用电阻等进行强制放电，将马达驱动电源11的输出电压强制设为零，使刹车尽快运行。
若在未产生错误的状态下通过操作开关的操作等而指示机器人的通常停止，则产生从伺服接通状态向待机状态的过渡。所述过渡为向伺服断开状态的过渡。向伺服断开状态的过渡中，通过操作开关的操作等而将阻断开关21设为断开状态，机器人控制器内的控制电路(未图示)根据来自安全电路20的安全电路监控信号来检测向待机状态的过渡指令。而且，向伺服断开状态的过渡中，将晶体管Tr1设为断开状态，使利用测试脉冲的待机状态下的错误检测有效，进入待机状态。
接下来，对紧急时的动作进行说明。设想在人或物被夹住的状态下伺服机构故障的情况等，而如安全标准也规定那样设有下述功能，即：即便在失去用于驱动马达13的电源的状态下，也可解除电磁刹车31。本发明的刹车驱动控制装置中，如上文所述，利用刹车用电源及晶体管Tr2来实现所述功能，通过来自连接于机器人控制器的操作示教器(未图示)的刹车操作命令的输入、或对机器人的各轴分别设置的刹车操作开关的操作，而利用来自刹车用电源的电力解除电磁刹车31。所述紧急时的刹车解除操作在安全电路20内的阻断开关21为断开状态，且马达驱动电源为断开状态时可执行。
如图2的状态过渡图所示，通过刹车解除开关操作或刹车解除命令接通而进入刹车解除的准备阶段。此阶段中，根据紧急时刹车信号，将连接于刹车用电源的晶体管Tr2设为接通状态。接下来，与所述伺服接通状态时同样地，通过PWM驱动将晶体管Tr1设为接通状态，或混杂测试脉冲而将晶体管Tr1设为接通状态。由此，在电磁刹车31流动电流，解除刹车。在刹车用电源的电压Vcc低于马达驱动电源11的输出电压的情况下，将晶体管Tr1设为PWM驱动还是设为一直接通是依存于电磁刹车31的规格及电压Vcc。在进行PWM驱动时，也可对晶体管Tr2进行PWM驱动，而将晶体管Tr1设为一直接通状态。故障检测电路45与所述同样地，与晶体管Tr1的驱动同步地基于Tr1监控信号而检测晶体管Tr1的故障，在检测到故障的情况下机器人过渡到错误状态。所述错误状态下，晶体管Tr2被设为断开状态而禁止刹车解除操作。
紧急时的刹车解除操作中，防止下述情况：即：刹车解除的状态经过一定时间后结束向电磁刹车31的通电，由此导致轴因机器人的自重等而落下。因此，在断开刹车解除开关时、断开刹车解除命令时及设定时间经过时，机器人从刹车解除状态回到原本的待机状态。
[本实施方式的效果]
根据所述本实施方式，在通常时不经由高侧开关而是利用来自马达驱动电源11的电力来解除电磁刹车31，在失去用于驱动马达13的电源时，可利用来自电压相对较低且小电容的刹车用电源的电力来解除电磁刹车31，因而可将高侧开关或用于该高侧开关的驱动电路设为小规模且低耐压，可无损安全性地削减成本。而且，通过设置监控电路41、监控电路42及故障检测电路45，从而能够可靠地检测作为用于解除电磁刹车31的切换元件的晶体管Tr1、晶体管Tr2的故障，可进一步提高安全性。
[发明的其他实施方式]
图4表示本发明的其他实施方式的刹车驱动控制电路。图4所示的刹车驱动控制电路去掉图1所示的电路的监控电路41、监控电路42，取而代之而设有电阻R及光耦合器43。电阻R与光耦合器43内的发光元件串联连接，其串联连接体的两端分别连接于电磁刹车31的两端(连接点33、连接点34)。来自光耦合器43内的光接收元件侧的检测信号输入至故障检测电路45。包含所述电阻R及光耦合器43的构成与专利文献2中用于故障检测的构成相同，基于将晶体管Tr1与晶体管Tr2分别设为接通状态时和同时设为接通状态时的检测信号的变化来进行故障检测。图4所示的构成中，通过与图1所示的电路的说明同样的顺序来进行故障检测，但视刹车解除状态下的测试脉冲不同，有时无法进行晶体管Tr1中的故障的检测。若在刹车解除时对晶体管Tr1进行PWM驱动，则通过适当设定电磁刹车31的电流不连续的允许范围及光耦合器43的动作点，从而可在刹车解除中检测晶体管Tr1的故障。
[本实施方式的效果]
所述实施方式中，也可将高侧开关或用于该高侧开关的驱动电路设为小规模且低耐压，可无损安全性地削减成本。进而，本实施方式中，通过使用光耦合器的简单的构成，可检测作为用于解除电磁刹车31的切换元件的晶体管Tr1、晶体管Tr2的故障，可进一步提高安全性。

Claims (14)

1.一种刹车驱动控制电路，对通过通电从而解除刹车的电磁刹车进行控制，且包括：
第一整流元件，设于第一电源与所述电磁刹车的其中一个端子之间；
阻断开关，插入至为了使所述第一电源动作而向所述第一电源供给电力的线路；
第一切换元件，设于所述电磁刹车的另一个端子与接地点之间；以及
第二切换元件及第二整流元件，串联地设于第二电源与所述电磁刹车的所述其中一个端子之间，
其中，所述第二电源的电压低于所述第一电源的电压。
2.根据权利要求1所述的刹车驱动控制电路，其中，
所述第一电源为对作为所述电磁刹车进行刹车动作的对象的马达进行驱动的电源，所述阻断开关设于针对所述马达的安全电路。
3.根据权利要求1所述的刹车驱动控制电路，包括：
监控部件，监视所述电磁刹车的所述其中一个端子及所述另一个端子的电压。
4.根据权利要求3所述的刹车驱动控制电路，其中，
所述监控部件具有：第一监控电路，检测所述电磁刹车的所述另一个端子与所述第一切换元件的连接点的电压；以及第二监控电路，检测所述第二切换元件与所述第二整流元件的连接点的电压。
5.根据权利要求1所述的刹车驱动控制电路，包括：
监控部件，具有监视所述电磁刹车的两端间的电压的电路。
6.根据权利要求3所述的刹车驱动控制电路，还包括：
故障检测电路，基于所述监控部件中的监视结果而输出故障检测信号，使所述阻断开关维持于开放状态。
7.根据权利要求6所述的刹车驱动控制电路，其中，
在输出所述故障检测信号时，使所述第一电源的输出强制放电。
8.根据权利要求5所述的刹车驱动控制电路，还包括：
故障检测电路，基于所述监控部件中的监视结果而输出故障检测信号，使所述阻断开关维持于开放状态。
9.根据权利要求8所述的刹车驱动控制电路，其中，
在输出所述故障检测信号时，使所述第一电源的输出强制放电。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的刹车驱动控制电路，其中，
在所述阻断开关开放且所述第一电源为非动作时，基于刹车解除开关的操作或刹车解除命令的输入而将所述第一切换元件及所述第二切换元件设为动作状态，解除所述电磁刹车。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的刹车驱动控制电路，其中，
以维持所述电磁刹车的解除状态时施加于所述电磁刹车的电压低于使所述电磁刹车进入解除状态时施加于所述电磁刹车的电压的方式，对所述第一切换元件进行脉宽调制驱动。
12.根据权利要求10所述的刹车驱动控制电路，其中，
以维持所述电磁刹车的解除状态时施加于所述电磁刹车的电压低于使所述电磁刹车进入解除状态时施加于所述电磁刹车的电压的方式，对所述第一切换元件进行脉宽调制驱动。
13.一种故障检测方法，为刹车驱动控制电路的故障检测方法，所述刹车驱动控制电路包括：第一整流元件，设于第一电源与电磁刹车的其中一个端子之间；第一切换元件，设于所述电磁刹车的另一个端子与接地点之间；以及第二切换元件及第二整流元件，串联地设于第二电源与所述电磁刹车的所述其中一个端子之间，且所述刹车驱动控制电路对通过通电从而解除刹车的所述电磁刹车进行控制，所述第二电源的电压和所述第一电源的电压不同，并且所述故障检测方法
在所述第一电源为非动作时，使用所述电磁刹车不响应的长度的脉冲来驱动所述第二切换元件，
监视所述电磁刹车的所述另一个端子与所述第一切换元件的连接点的电压、和所述第二切换元件与所述第二整流元件的连接点的电压。
14.根据权利要求13所述的故障检测方法，其中，
在解除所述电磁刹车时对所述第一切换元件进行脉宽调制驱动，
与所述脉宽调制驱动同步地监视所述电磁刹车的所述另一个端子与所述第一切换元件的连接点的电压。
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