CN204696964U - 一种基于asic芯片的三轴驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于ASIC芯片的三轴驱动系统，所述系统至少包括：控制回路和主功率回路；所述控制回路包括ASIC芯片和与所述ASIC芯片协同工作的数字信号处理器；所述主功率回路包括由所述控制回路控制的三相整流电路和与所述三相整流电路输出端相连的三轴逆变电路，所述逆变电路之间并列连接，每一路逆变电路驱动一个电机。本实用新型提供的三轴驱动系统，其控制核心是同时使用ASIC芯片和数字信号处理器(DSP)，实现软硬件协同工作，并且本实用新型的三轴驱动系统和传统同等容量的三个驱动器相比，体积可以减少约75％，有利于实现交流伺服的高密度化和微型化。
Description
技术领域
本实用新型属于伺服驱动技术领域，涉及一种三轴驱动系统，特别是涉及一种基于ASIC芯片的三轴驱动系统。
背景技术
伺服技术从应用至今已有50多年的历史，它广泛应用于工业中的各个领域。伺服技术是电力电子技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和驱动技术的综合应用。电力电子技术、微电子技术、计算机技术每发展一步，伺服技术就产生一次新的飞跃，先进控制理论的应用，使伺服技术的更新速度不断加快、控制精度不断提高、功能不断完善、智能化程度越来越高，为伺服技术的更广泛应用奠定了更加坚实的基础。
目前主流的伺服驱动器产品均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心，其优点是可以实现复杂的控制算法，实现整个控制系统的数字化、网络化和智能化。可以使用位置、速度、力矩三种控制方式，主要应用于高精度的控制系统，是目前传动技术的高端产品。为了实现上述复杂的算法，内部CPU中集成了大量控制程序。
但是目前的伺服驱动器只能实现单轴驱动，即一个伺服驱动器只能控制一个电机。想要实现多轴驱动，则需要多个伺服驱动器，导致整个伺服系统体积庞大，不利于交流伺服向高密度化和微型化的发展。
因此，提供一种新的三轴驱动系统实属必要。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于ASIC芯片的三轴驱动系统，用于解决现有技术中多轴驱动系统中一个伺服驱动器只能控制一个电机，导致整个伺服系统体积庞大的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于ASIC芯片的三轴驱动系统，所述三轴驱动系统至少包括：控制回路和主功率回路；
所述控制回路包括ASIC芯片和与所述ASIC芯片协同工作的数字信号处理器；
所述主功率回路至少包括由所述控制回路控制的三相整流电路和与所述三相整流电路输出端相连的三轴逆变电路，所述逆变电路之间并列连接，并由每一路逆变电路输出驱动一个电机。
作为本实用新型基于ASIC芯片的三轴驱动系统的一种优化的结构，所述主功率回路还包括PWM驱动电路和保护模块；
所述PWM驱动电路的输出端与所述逆变电路相连、输入端与集成于所述ASIC芯片上的PWM发生器接口相连；所述保护模块的一端与所述PWM驱动电路的输入端相连、另一端与集成于所述ASIC芯片上的保护接口相连；所述逆变电路的输出端驱动所述电机，电机的电流检测端与集成于所述ASIC芯片上的电流检测接口相连。
作为本实用新型基于ASIC芯片的三轴驱动系统的一种优化的结构，所述主功率回路还包括母线电容；
所述三相整流电路的输入端与交流电源相连接、输出端与所述母线电容相连接，所述每一路逆变电路输入端均并联在所述母线电容的两端。
作为本实用新型基于ASIC芯片的三轴驱动系统的一种优化的结构，所述电机的轴上设置有一编码器，所述编码器与集成于ASIC芯片上的编码器接口相连接。
作为本实用新型基于ASIC芯片的三轴驱动系统的一种优化的结构，所述控制回路中的数字信号处理器通过通讯接口模块与主站相连接。
如上所述，本实用新型的基于ASIC芯片的三轴驱动系统，所述系统至少包括：控制回路和主功率回路；所述控制回路包括ASIC芯片和与所述ASIC芯片协同工作的数字信号处理器；所述主功率回路包括由所述控制回路控制的三相整流电路和与所述三相整流电路输出端相连的三轴逆变电路所述逆变电路之间并列连接，每一路逆变电路驱动一个电机。本实用新型提供的三轴驱动系统，其控制核心同时使用ASIC芯片和数字信号处理器(DSP)，实现软硬件协同工作的驱动系统，本实用新型的三轴驱动系统和传统同等容量的三个驱动器相比，体积可以减少约75％，有利于实现交流伺服的高密度化和微型化。
附图说明
图1显示为本实用新型基于ASIC芯片的三轴驱动系统的电路示意图。
元件标号说明
1 控制回路
11 ASIC芯片
12 数字信号处理器
2 主功率回路
21 三相整流电路
22 母线电容
23 逆变电路
24 PWM驱动电路
25 保护模块
26 电机
27 编码器
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1所示，本实用新型提供一种基于ASIC芯片的三轴驱动系统，所述三轴驱动系统至少包括：控制回路1和主功率回路2。
所述控制回路1包括ASIC芯片11和数字信号处理器(DSP)12，所述ASIC芯片11和数字信号处理器12协同工作。所述ASIC芯片11集成了很多硬件接口，例如，编码器接口、电流检测接口、PWM发生器接口等等，有利于ASIC芯片11与三轴驱动电路连接进行信号的控制和传输。所述ASIC芯片11和数字信号处理器12中还设置有控制电源，通过控制电源给整个控制回路提供电。
所述数字信号处理器12通过通讯接口模块与主站(未予以图示)相连接，通过主站对所述ASIC芯片11和数字信号处理器12进行数据传输和监控。
所述主功率回路2至少包括由所述控制回路1控制的三相整流电路21和与所述三相整流电路21输出端相连的三轴逆变电路23，所述逆变电路23之间并列连接，每一路逆变电路23输出驱动一个电机27。
如图1所示，主功率回路2还包括母线电容22，所述三相整流电路21的输入端与三相交流电源相连接，用于将三相交流电整流成直流电。所述三相整流电路21的输出端与母线电容22相连接，所述母线电容22具有滤波作用，可以滤掉整流后直流电流中的脉动成分，获得较为稳定的直流电，为各路逆变电路23提供稳定的直流输入。所述每一路逆变电路23并联在所述母线电容22的两端，经母线电容22滤波后获得的稳定直流电输入至逆变电路23中。
同时，所述主功率回路还包括PWM驱动电路24和保护模块25，并且每一路逆变电路23均与一个PWM驱动电路24和保护模块25。具体地，所述PWM驱动电路24的输出端与所述逆变电路23相连、输入端与集成于所述ASIC芯片11上的PWM发生器接口相连；所述保护模块25的一端与所述PWM驱动电路24的输入端相连、另一端与集成于所述ASIC芯片11上的保护接口相连；所述逆变电路23的输出端驱动所述电机26，电机的电流检测端与集成于所述ASIC芯片11上的电流检测接口相连。
所述PWM驱动电路24还与ASIC芯片11上的PWM发生器接口相连接。所述PWM驱动电路24接收到ASIC芯片11发出的脉冲控制信号后，驱动逆变电路23，产生三相交流电，从而控制电机26达到指定的扭矩、转速或位置。
需要说明的是，每一个电机26都具有轴，所述电机26的轴上均设置有编码器27，所述编码器27与集成于ASIC芯片11上的编码器接口相连。所述编码器27可以读取所述电机26运行时的转速和位置，并将这些参数信号通过ASIC芯片11反馈至数字信号处理器12。
所述驱动电路中的保护模块25具有电路保护功能，当出现过电压、过电流、过热或者欠电压等故障时，所述保护模块25能对主功率回路做出相应的保护性的限制，甚至切断主功率回路的输出，保障整个系统的安全。
所述ASIC芯片11上还包括电压采样单元，所述电压采样单元通过接口与直流母线相连，用于检测直流母线的电压。
综上所述，本实用新型提供一种基于ASIC芯片的三轴驱动系统，所述系统至少包括：控制回路和主功率回路；所述控制回路包括ASIC芯片和与所述ASIC芯片通讯连接的数字信号处理器；所述主功率回路包括由所述控制回路控制的整流电路和与所述三相整流电路输出端相连的三轴逆变电路，所述逆变电路之间并列连接，每一路逆变电路驱动一个电机。本实用新型提供的三轴驱动系统，其控制核心是同时使用ASIC芯片和数字信号处理器(DSP)，实现软硬件协同工作的驱动系统，本实用新型的三轴驱动系统和传统同等容量的三个驱动器相比，体积可以减少约75％，有利于实现交流伺服的高密度化和微型化。
所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种基于ASIC芯片的三轴驱动系统，其特征在于，所述三轴驱动系统至少包括：控制回路和主功率回路；
所述控制回路包括ASIC芯片和与所述ASIC芯片协同工作的数字信号处理器；
所述主功率回路至少包括由所述控制回路控制的三相整流电路和与所述三相整流电路输出端相连的三轴逆变电路，所述逆变电路之间并列连接，并由每一路逆变电路输出驱动一个电机。
2.根据权利要求1所述的基于ASIC芯片的三轴驱动系统，其特征在于：所述主功率回路还包括PWM驱动电路和保护模块；
所述PWM驱动电路的输出端与所述逆变电路相连、输入端与集成于所述ASIC芯片上的PWM发生器接口相连；所述保护模块的一端与所述PWM驱动电路的输入端相连、另一端与集成于所述ASIC芯片上的保护接口相连；
所述逆变电路的输出端驱动所述电机，电机的电流检测端与集成于所述ASIC芯片上的电流检测接口相连。
3.根据权利要求2所述的基于ASIC芯片的三轴驱动系统，其特征在于：所述主功率回路还包括母线电容；
所述三相整流电路的输入端与交流电源相连接、输出端与所述母线电容相连接，所述每一路逆变电路输入端均并联在所述母线电容的两端。
4.根据权利要求1所述的基于ASIC芯片的三轴驱动系统，其特征在于：所述电机的轴上设置有编码器，所述编码器与集成于ASIC芯片上的编码器接口相连接。
5.根据权利要求1所述的基于ASIC芯片的三轴驱动系统，其特征在于：所述控制回路中的数字信号处理器通过通讯接口模块与主站相连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201520421617.0U CN204696964U (zh) | 2015-06-17 | 2015-06-17 | 一种基于asic芯片的三轴驱动系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201520421617.0U CN204696964U (zh) | 2015-06-17 | 2015-06-17 | 一种基于asic芯片的三轴驱动系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN204696964U true CN204696964U (zh) | 2015-10-07 |
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ID=54237213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201520421617.0U Active CN204696964U (zh) | 2015-06-17 | 2015-06-17 | 一种基于asic芯片的三轴驱动系统 |
Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105846733A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-10 | 科德数控股份有限公司 | 一体化六轴工业机器人驱动装置 |
| CN107634681A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-26 | 东莞市奇立电源有限公司 | 一种集成多路输出的电机驱动装置及控制方法 |
| CN109245624A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-18 | 苏州安驰控制系统有限公司 | 一种拉丝机集成控制装置 |
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