CN203941412U - 一种制动开关电路和制动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种制动开关电路和制动控制系统涉及一种制动开关电路，包括驱动电路和IGBT开关管，所述驱动电路的输出端与IGBT开关管的门极相连，所述IGBT开关管的发射极与负电源总线相连，集电极通过制动电阻与正电源总线相连。本实用新型还涉及一种基于8位单片机的制动控制系统，包括核心处理器，电源电路，上述制动开关电路，AD采样电路，交互式输出电路和交互式输入电路。本实用新型可实现小功率驱动及较低的饱和压降。

Description

一种制动开关电路和制动控制系统

技术领域

本实用新型涉及工控领域的制动控制系统，特别是涉及一种制动开关电路和制动控制系统。

背景技术

工控领域现有的变频器制动控制技术中，主流有通过模拟电路来实现和通过数字电路来实现。模拟电路技术在整个制动控制系统中均以模拟的电子电路来实现，因此简单易行，且价格也相对较低。在制动控制系统的阀值采样中，由于模拟电路技术采用模拟的电子电路进行采样，受元器件精度影响很大，因此制动控制中无法实现对阀值得精确采样且易受到外界的干扰。且在模拟电路技术中由于没有采用数字处理器，因此无法实现智能化的调节控制，也无法实现智能化的人机交互。而数字电路技术在制动控制系统中，大多数以一个32位核心的数字处理器作为整个控制系统的核心加之其他外围电路，可以实现智能化以及高精度，但是这也造成了成本的增加，且仅仅从应用来说对数字处理器的资源也是一种浪费，因此智能在大功率或者高端的制动控制系统中得以应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制动开关电路，实现小功率驱动及较低的饱和压降。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种制动开关电路，包括驱动电路和IGBT开关管，所述驱动电路的输出端与IGBT开关管的门极相连，所述IGBT开关管的发射极与负电源总线相连，集电极通过制动电阻与正电源总线相连。

所述驱动电路由两个三极管构成。

所述驱动电路为场效应管组成的推挽电路。

所述驱动电路由集成电路TLP250构成。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种基于8位单片机的制动控制系统，包括核心处理器，电源电路，如上述的制动开关电路，AD采样电路，交互式输出电路和交互式输入电路，所述核心处理器的PWM信号输出端与所述制动开关电路中的驱动电路的输入端相连；所述核心处理器分别与电源电路、AD采样电路，交互式输出电路和交互式输入电路相连。

所述电源电路采用母线引入的方式提供电源。

所述交互式输出电路包括了四位数码显示电路和LED指示电路。

所述核心处理器还与RS232通讯电路相连。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本实用新型以IGBT作为开关管可以实现小功率的驱动及较低的饱和压降。同时本实用新型还成功的实现了基于8位单片机STM8S106的制动控制系统的搭建，在制动延时中显示在200ns以内，并针对制动控制系统实现特有操作系统的移植。可同时处理AD采样，数码显示，按键输入，串口通讯等功能。

附图说明

图1是本实用新型中开关电路的电路图

图2是本实用新型中采用两个三极管构成的驱动电路的电路图；

图3是本实用新型中采用场效应管构成的驱动电路的电路图；

图4是本实用新型中采用集成电路构成的驱动电路的电路图；

图5是本实用新型的制动框架示意图；

图6是本实用新型的流程图；

图7是本实用新型中数码显示与人机交互示意图；

图8是本实用新型与上位机通讯工作示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实用新型的第一实施方式涉及一种制动开关电路，如图1所示，包括驱动电路和IGBT开关管，所述驱动电路的输出端与IGBT开关管的门极相连，所述IGBT开关管的发射极与负电源总线相连，集电极通过制动电阻与正电源总线相连。其中，驱动电路完成将波形的高电平增加以达到驱动能力，低电平将为负值以确保IGBT开关管关断时的关断状态。IGBT开关管部分是开关电路的核心，以IGBT作为开关管可以实现小功率的驱动及较低的饱和压降。

如图2所示，所述驱动电路由两个三极管构成。该驱动电路适合于低频小功率驱动，当控制信号为高电平时，三极管VT1导通，输出电压对应控制的IGBT开关管导通，当控制信号为低电平时，三极管VT2导通，输出电压对应控制的IGBT开光管被关断。

如图3所示，所述驱动电路为场效应管组成的推挽电路。该驱动电路的工作原理与三极管构成的驱动电路的原理相同，这种电路的高频峰值驱动电流可达10A以上，适用于大功率IGBT器件。

如图4所示，所述驱动电路由集成电路TLP250构成。TLP250内置光电耦合器的隔离电压可达2500V，上升和下降时间均小于0.5微秒，输出电流达0.5A，可直接驱动50A/1200V以内的IGBT开关管。外加推挽放大晶体管后，可驱动电流容量更大的IGBT开关管。由TLP250构成的驱动器体积小，成本低。

本实用新型的第二实施方式涉及一种基于8位单片机的制动控制系统，如图5所示，包括核心处理器，电源电流，第一实施方式中的制动开关电流，AD采样电流，交互式输出电流、交互式输入电流和通讯电流。

核心处理器采用8位单片机，其中，8位单片机可以是STM8S105C6，来完成其余各部分数据处理和交换，因此它也是整个制动控制系统的核心部分。该处理器采用时间片轮转加中断的方式来进行任务的调度，以确保各处理任务的实时同步运行，在中断处理中以调度的最高优先级确保优先运行，并增加实时跟踪任务实时监测系统运行状态，以确系统的可靠运行。值得一提的是，采用STM8S105C6实现时间片轮转和中断方式是在本领域中已经是非常成熟的技术，本申请并没有对此进行改进，因此不再赘述。

电源电路主要实现为整个控制系统提供电源，为实现智能化控制电源部分采用从母线引入无需外接电源。电源电路可以是在不同电压下完成各部分电源供给的SPS电路。

AD采样电路在将采样信号处理后送入核心处理器进行AD转换，实现数字化阀值判定，AD采样电路与交互式输入电路结合在核心处理器的作用下可以实现智能化阀值的设定，可使制动控制系统更柔性化。其中，交互式输入电路可以为3个按键的输入电路。

交互式输出电路包括了四位数码显示电路和LED指示电路。其中四位数码显示电路在核心处理单元的操作下实现数码显示功能，以达到直观显示的效果，并且可以与交互式输入部分相结合，在核心处理器的作用线实现人机交互操作。LED指示电路在核心处理器的相关控制下，可以实现直观的状态指示。如图6所示，AD采样部分与制动开关部分相结合，在核心控制单元的操作下，组成的自调节控制系统，而交互式输出部分中的LED指示电路完成状态的指示。如图7所示，数码显示电路与交互式输入相结合，在核心控制的驱动下完成人机交互。

所述核心处理器还与通讯电路相连，通讯电路由简单的232通讯电路组成，可实现与外界的通讯连接，例如可以和PC机连接来实现上位机控制操作。在实际应用中该通讯电路还可实现核心处理单元的程序下载功能。如图8所示，该制动控制系统中的核心处理单元通过通讯部分可以和上位机实现智能化控制，相关的数据通讯传输。

不难发现，整个制动控制系统采用低成本的8位单片机，外围电路均采用简单的专有电子电路，因此成本较低。在单片机中又移植入专有的操作系统，因此可以进一步提高系统运行的实时性机智能化。

Claims (8)

1.一种制动开关电路，包括驱动电路和IGBT开关管，其特征在于，所述驱动电路的输出端与IGBT开关管的门极相连，所述IGBT开关管的发射极与负电源总线相连，集电极通过制动电阻与正电源总线相连。

2.根据权利要求1所述的制动开关电路，其特征在于，所述驱动电路由两个三极管构成。

3.根据权利要求1所述的制动开关电路，其特征在于，所述驱动电路为场效应管组成的推挽电路。

4.根据权利要求1所述的制动开关电路，其特征在于，所述驱动电路由集成电路TLP250构成。

5.一种基于8位单片机的制动控制系统，包括核心处理器，电源电路，如权利要求1-4中任一权利要求所述的制动开关电路，AD采样电路，交互式输出电路和交互式输入电路，其特征在于，所述核心处理器的PWM信号输出端与所述制动开关电路中的驱动电路的输入端相连；所述核心处理器分别与电源电路、AD采样电路，交互式输出电路和交互式输入电路相连。

6.根据权利要求5所述的基于8位单片机的制动控制系统，其特征在于，所述电源电路采用母线引入的方式提供电源。

7.根据权利要求5所述的基于8位单片机的制动控制系统，其特征在于，所述交互式输出电路包括了四位数码显示电路和LED指示电路。

8.根据权利要求5所述的基于8位单片机的制动控制系统，其特征在于，所述核心处理器还与RS232通讯电路相连。