CN202696529U - 用于医用电子直线加速器的直流电机调速装置 - Google Patents
用于医用电子直线加速器的直流电机调速装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于医用电子直线加速器的直流电机调速装置，应用于医用电子直线加速器。包括医用电子直线加速器的加速器上位机、MCU单元和光电隔离电路，其特征在于：加速器上位机和MCU单元之间通过CAN接口连接，MCU单元的输出端通过电机驱动接口连接控制加速器运动的直流电机，MCU单元采用单片机。由于采用了CAN通讯方式来完成电机速度的控制，可提高控制的精度，减少现场的控制线，加强系统的抗干扰能力，调速装置可通过CAN总线方便的扩展多个调速模块，本调速装置采用集成电机驱动芯片来完成直流电机电压的调整，从而减少了分立元件的不稳定性，其结构简单、成本低廉，抗干扰能力强，具有良好的市场潜力。
Description
技术领域
本实用新型提供一种用于医用电子直线加速器的直流电机调速装置，应用于医用电子直线加速器。
背景技术
直流电机调速是工业自动化系统中重要的一个分支，市面上销售的大多为可控硅控制的直流调速系统，此系统控制复杂，价格昂贵，而且不具备串行通讯功能。若采用常规的调速系统，中央处理单元必须配备模拟量输出单元，此单元电路复杂、价格高。
实用新型内容
根据以上现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种适用于医用电子直线加速器，结构简单、成本低、抗干扰能力强，具备通讯功能的基于CAN总线接口的直流电机调速装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于医用电子直线加速器的直流电机调速装置，包括医用电子直线加速器的加速器上位机、MCU单元和光电隔离电路，其特征在于：加速器上位机和MCU单元之间通过CAN接口连接，MCU单元的输出端通过电机驱动接口连接控制加速器运动的直流电机，MCU单元采用单片机。
通过单片机CAN通讯的方式来设置医用电子直线加速器床横向、纵向、摇摆、仰俯电机的速度和运转方向，通过专用的电机驱动芯片来完成对直流电机的速度控制。
所述的CAN接口通过第一光电隔离芯片连接MCU单元控制输入端，MCU单元的输出端通过第二光电隔离芯片连接电机驱动接口。
医用电子直线加速器上位机接收手控器发送的直流电机运动控制指令（运动速度和方向），进而通过CAN电平转换器将上位机的CAN电平信号转换为单片机可以识别的TTL电平信号，输入单片机进行处理。单片机经过计算后，输出一定脉宽一定频率的方波和高低电平的运动方向信号给直流电机驱动芯片，当脉宽调制信号占空比为100%时，其给电机的输出电压最大，占空比与输出电压成一定的线性关系，通过控制占空比的数目，就可以控制电机的输出电压。外部给定的调速信号数值和占空比成线性关系，即Y＝KX+B（其中X为调速信号数值，Y为占空比数值），通过改变自变量-调速信号数值，就可以改变因变量-占空比，进而可以控制电机电压，完成对直流电机的控制。
本实用新型用于医用电子直线加速器的直流电机调速装置所具有的有益效果是：由于采用了CAN通讯方式来完成电机速度的控制，可提高控制的精度，减少现场的控制线，加强系统的抗干扰能力，调速装置可通过CAN总线方便的扩展多个调速模块，从而避免了模拟量的输出与采集，节约了成本，而且本调速装置采用集成电机驱动芯片来完成直流电机电压的调整，从而减少了分立元件的不稳定性，其结构简单、成本低廉，抗干扰能力强，具有良好的市场潜力。
附图说明
图1、本实用新型原理方框图。
图2、本实用新型的电路原理图。
其中：U1：单片机 U2：光电隔离芯片 U3：CAN电平转换器 U4：光电隔离芯片 U5：直流电机驱动芯片 C1-C5：电容 R1-R8：电阻 D1、D2：浪涌二极管JP1、JP2：跳针 J1：插接件。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：
实施例1：
如图1所示，加速器上位机和MCU单元之间通过CAN接口连接，MCU单元的输出端通过电机驱动接口连接控制加速器运动的直流电机，MCU单元采用单片机。CAN接口通过第一光电隔离芯片连接MCU单元控制输入端，MCU单元的输出端通过第二光电隔离芯片连接电机驱动接口。
通过单片机CAN通讯的方式来设置医用电子直线加速器床横向、纵向、摇摆、仰俯电机的速度和运转方向，通过专用的电机驱动芯片来完成对直流电机的速度控制。
CAN接口采用CAN电平转换电路。
如图2所示，CAN电平转换电路包括CAN电平转换器U3，接口J1的2个接线端2脚和7脚分别通过限流电阻R2和R4连接CAN电平转换器U3的6脚、7脚，接口J1的2脚和7脚设置串联的电阻R3和跳针JP2，接口J1的2脚和7脚分别设置浪涌二极管D1、D2。CAN电平转换器U3的1脚和4脚分别连接光电隔离器（光耦）U2的7脚和6脚，光电隔离器U2的2脚和3脚连接单片机U1的1脚和2脚。
驱动电路包括直流电机驱动芯片U5和光电隔离器U4，光电隔离器U4的2脚和3脚分别连接单片机U1的3脚和4脚，7脚和6脚分别连接直流电机驱动芯片U5的4脚和9脚。直流电机驱动芯片U5的16脚和21脚连接直流电动机M1的两端。U4为光电隔离器，其可以提高信号的抗干扰能力。其余外围元器件，如电阻R5-R8，电容C1-C5与直流电机驱动芯片U5的设置为普通现有技术。
工作过程：
本调速装置通过接收CAN接口口接收到的数据来控制电机速度，其工作过程如下：
串行CAN信号从插接件J1给出，通过CAN电平转换器U3把CAN信号转换为TTL电平信号，进而通过光电隔离器U2把电平信号进行隔离后送给单片机U1的串行接口1和2。单片机U1通过光电隔离器U2和CAN电平转换器U3，可以建立单片机和外部控制器的通讯。
直流电机驱动芯片U5通过9脚接收PWM脉宽调制信号，当脉宽调制信号占空比为100%时，其给电机的输出电压最大，占空比与输出电压成一定的线性关系，通过控制占空比的数目，就可以控制电机的输出电压。
外部给定的调速信号数值和占空比成线性关系，即Y＝KX+B（其中X为调速信号数值，Y为占空比数值），通过改变自变量-调速信号数值，就可以改变因变量-占空比，进而可以控制电机电压。
Claims (2)
1.一种用于医用电子直线加速器的直流电机调速装置，包括医用电子直线加速器的加速器上位机、MCU单元和光电隔离电路，其特征在于：加速器上位机和MCU单元之间通过CAN接口连接，MCU单元的输出端通过电机驱动接口连接控制加速器运动的直流电机，MCU单元采用单片机。
2.根据权利要求1所述的用于医用电子直线加速器的直流电机调速装置，其特征在于：所述的CAN接口通过第一光电隔离芯片连接MCU单元控制输入端，MCU单元的输出端通过第二光电隔离芯片连接电机驱动接口。
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| CN105204417A (zh) * | 2015-10-19 | 2015-12-30 | 江苏海明医疗器械有限公司 | 一种医用加速器机架的控制驱动系统 |
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| CN105204417B (zh) * | 2015-10-19 | 2018-01-12 | 江苏海明医疗器械有限公司 | 一种医用加速器机架的控制驱动系统 |
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