CN204761001U - 一种伺服驱动器过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于伺服控制电路技术领域，尤其涉及一种伺服驱动器过流保护电路。在本实用新型实施例中，检流模块分别检测母线电容向逆变器输送能源和逆变器回馈能源至母线电容两种状态下的电流值，将电流值转换成电压检测值，当电压检测值达到预设的正阈值或负阈值，窗口比较模块输出驱动器保护信号给控制器关闭逆变器的PWM驱动波形，起到了保护驱动器的目的，该电路采用全硬件实现，因此可靠性高，并且保护响应时间也快，整个电路响应时间可达到5us以内。
Description
技术领域
本实用新型属于伺服控制电路技术领域，尤其涉及一种伺服驱动器过流保护电路。
背景技术
进入20世纪以来，现代电机技术、电力电子技术和交流伺服控制技术迅速发展，无人化、规模化生产对伺服系统提出了高速度、高准确性和高可靠性等要求。伺服系统在驱动电机高速启动瞬间和电机高速停机瞬间均有大电流发生；特别是发生在永磁同步电机动力线相序接反、堵转与大惯量高速停机等情况下，大电流在微秒级内建立，极易损坏伺服驱动器；目前伺服行业内常用的过流保护有两种，第一种：一类保护电路，称为桥壁内短路，短路回路电感量100nH，实现的手段主要通过检测IGBT的Vce(集电极和发射极)压降，达到设定的阈值则触发保护，常用驱动光耦实现，目前市面上PC929/ACPL-330J/QCPL-329J等光耦可选择，但价格偏贵，过流保护点设置受多种因素影响，过流保护点和保护响应时间设置都不够精确，抗干扰性差，且只能实现伺服驱动器出力状态下的保护，电机发电时反电动势产生的电流则没法现实保护。第二种：二类过流保护，驱动器在出力和电机发电状态，都能进行保护，但是该保护电路响应时间10us；更多情况下会出现保护不及时，致使驱动器损坏，一定程度上降低伺服系统的可靠性。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种伺服驱动器过流保护电路，旨在解决现在的伺服驱动器过流保护电路存在可靠性差、保护响应时间慢的问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种伺服驱动器过流保护电路，所述伺服驱动器过流保护电路包括：
连接在母线电容和逆变器之间的负极电源线上，分别检测所述母线电容向逆变器输送能源和所述逆变器回馈能源至母线电容两种状态下的电流值，并转换成电压检测值输出的检流模块；
与所述检流模块连接，对所述电压检测值进行比例放大和滤波的运算与滤波模块；
与所述运算与滤波模块连接，设置对应电流保护点的正阈值和负阈值，当所述电压检测值达到所述正阈值或负阈值，输出驱动器保护信号的窗口比较模块。
上述结构中，所述检流模块采用精密电阻分流器R16，所述精密电阻分流器R16连接在母线电容和逆变器之间的负极电源线上。
上述结构中，所述运算与滤波模块包括：
输入电阻R33、输入电阻R28、平衡电阻R27、反馈电阻R26、积分电容C74、电容C77和运算放大器U1；
所述输入电阻R33连接在所述逆变器与运算放大器U1的同相输入端之间，所述输入电阻R28连接在所述母线电容与运算放大器U1的反相输入端之间，所述运算放大器U1的反相输入端通过并联的平衡电阻R27和电容C77接地，所述积分电容C74和反馈电阻R26并联在所述运算放大器U1的同相输入端与输出端之间。
上述结构中，所述窗口比较模块包括：
运算放大器U2和运算放大器U3；
所述运算放大器U2的同相输入端接所述正阈值，所述运算放大器U3的反相输入端接所述负阈值，所述运算放大器U2的反相输入端和运算放大器U3的同相输入端同时接所述运算放大器U1的输出端。
在本实用新型实施例中，检流模块分别检测母线电容向逆变器输送能源和逆变器回馈能源至母线电容两种状态下的电流值，将电流值转换成电压检测值，当电压检测值达到预设的正阈值或负阈值，窗口比较模块输出驱动器保护信号给控制器关闭逆变器的PWM驱动波形，起到了保护驱动器的目的，该电路采用全硬件实现，因此可靠性高，并且保护响应时间也快，整个电路响应时间可达到5us以内。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的伺服驱动器过流保护电路的电路模块图；
图2是本实用新型实施例提供的伺服驱动器过流保护电路的电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1示出了本实用新型实施例提供的伺服驱动器过流保护电路的电路模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
一种伺服驱动器过流保护电路，所述伺服驱动器过流保护电路包括：
连接在母线电容和逆变器之间的负极电源线上，分别检测所述母线电容向逆变器输送能源和所述逆变器回馈能源至母线电容两种状态下的电流值，并转换成电压检测值输出的检流模块1；
与所述检流模块1连接，对所述电压检测值进行比例放大和滤波的运算与滤波模块2；
与所述运算与滤波模块2连接，设置对应电流保护点的正阈值和负阈值，当所述电压检测值达到所述正阈值或负阈值，输出驱动器保护信号的窗口比较模块3。
图2示出了本实用新型实施例提供的伺服驱动器过流保护电路的电路模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
作为本实用新型一实施例，所述检流模块1采用精密电阻分流器R16，所述精密电阻分流器R16连接在母线电容和逆变器之间的负极电源线上。
作为本实用新型一实施例，所述运算与滤波模块2包括：
输入电阻R33、输入电阻R28、平衡电阻R27、反馈电阻R26、积分电容C74、电容C77和运算放大器U1；
所述输入电阻R33连接在所述逆变器与运算放大器U1的同相输入端之间，所述输入电阻R28连接在所述母线电容与运算放大器U1的反相输入端之间，所述运算放大器U1的反相输入端通过并联的平衡电阻R27和电容C77接地，所述积分电容C74和反馈电阻R26并联在所述运算放大器U1的同相输入端与输出端之间。
运算与滤波模块2采用运算放大器U1，将检流模块1送进来的电压信号进行比例放大，使得处理后的信号在保护阈值点对应逆变器IGBT模块保护的电流点，并根据需要保护的对象(IGBT模块)在其需要保护的电流值下所维持的时间设置滤波时间。
作为本实用新型一实施例，所述窗口比较模块3包括：
运算放大器U2和运算放大器U3；
所述运算放大器U2的同相输入端接所述正阈值，所述运算放大器U3的反相输入端接所述负阈值，所述运算放大器U2的反相输入端和运算放大器U3的同相输入端同时接所述运算放大器U1的输出端。
在本实用新型实施例中，检流模块分别检测母线电容向逆变器输送能源和逆变器回馈能源至母线电容两种状态下的电流值，将电流值转换成电压检测值，当电压检测值达到预设的正阈值或负阈值，窗口比较模块输出驱动器保护信号给控制器关闭逆变器的PWM驱动波形，起到了保护驱动器的目的，该电路采用全硬件实现，因此可靠性高，并且保护响应时间也快，整个电路响应时间可达到5us以内。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种伺服驱动器过流保护电路，其特征在于，所述伺服驱动器过流保护电路包括：
连接在母线电容和逆变器之间的负极电源线上，分别检测所述母线电容向逆变器输送能源和所述逆变器回馈能源至母线电容两种状态下的电流值，并转换成电压检测值输出的检流模块；
与所述检流模块连接，对所述电压检测值进行比例放大和滤波的运算与滤波模块；
与所述运算与滤波模块连接，设置对应电流保护点的正阈值和负阈值，当所述电压检测值达到所述正阈值或负阈值，输出驱动器保护信号的窗口比较模块。
2.如权利要求1所述的伺服驱动器过流保护电路，其特征在于，所述检流模块采用精密电阻分流器R16，所述精密电阻分流器R16连接在母线电容和逆变器之间的负极电源线上。
3.如权利要求2所述的伺服驱动器过流保护电路，其特征在于，所述运算与滤波模块包括：
输入电阻R33、输入电阻R28、平衡电阻R27、反馈电阻R26、积分电容C74、电容C77和运算放大器U1；
所述输入电阻R33连接在所述逆变器与运算放大器U1的同相输入端之间，所述输入电阻R28连接在所述母线电容与运算放大器U1的反相输入端之间，所述运算放大器U1的反相输入端通过并联的平衡电阻R27和电容C77接地，所述积分电容C74和反馈电阻R26并联在所述运算放大器U1的同相输入端与输出端之间。
4.如权利要求3所述的伺服驱动器过流保护电路，其特征在于，所述窗口比较模块包括：
运算放大器U2和运算放大器U3；
所述运算放大器U2的同相输入端接所述正阈值，所述运算放大器U3的反相输入端接所述负阈值，所述运算放大器U2的反相输入端和运算放大器U3的同相输入端同时接所述运算放大器U1的输出端。
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|---|---|---|---|---|
| CN108054728A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-18 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种电流保护装置、压缩机电路及其电流保护方法 |
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| CN111200277A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-05-26 | 浙江禾川科技股份有限公司 | 一种伺服驱动器及其过流故障保护电路 |
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