CN210439186U - 用于闸机的伺服电机驱动器、抱闸电路及闸机设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于闸机的伺服电机驱动器、抱闸电路及闸机设备，抱闸电路包括功率驱动单元、N型开关功率管单元和抱闸接口；抱闸电源通过N型开关功率管单元与抱闸接口连接，抱闸接口用于连接抱闸器；功率驱动单元与电源和N型开关功率管单元连接，功率驱动单元根据抱闸控制信号产生驱动电压控制N型开关功率管单元导通，使得抱闸电源与抱闸接口导通，从而为抱闸接口提供工作电流；本实用新型提供的抱闸电路通过功率驱动单元和N型开关功率管单元组成信号放大单元，N型开关功率管单元比继电器尺寸更小，更利于系统小型化；且N型开关功率管单元可靠性比继电器更好，成本比继电器更低，更容易与抱闸器的额定电流适配。

Description

用于闸机的伺服电机驱动器、抱闸电路及闸机设备

技术领域

本实用新型涉及闸机领域，尤其涉及一种用于闸机的伺服电机驱动器、抱闸电路及闸机设备。

背景技术

闸机被广泛应用于地铁、机场等，用于收费或确认人的身份，一般为两道闸门的结构，在不交费或没有确认身份的情况下，两道闸门是关的，为了人的安全或伺服系统的需要，在关门的情况下，关门的锁住力不大，若有人或其他意外情况想要强行打开闸门时，闸机会启动抱闸控制，把闸门锁紧，防止人强行通过，维持秩序。

相关技术中的抱闸系统通常由外部电源、驱动电路、继电器、抱闸器组成。抱闸器驱动电流一般在0.5A到3A不等，驱动电路和继电器共同组成信号放大单元，从而获得抱闸器驱动电流，其中继电器体积相对较大，不利于系统小型化；且继电器成本较高，且需要根据抱闸器的额定电流进行选择适配，增加了继电器选型的难度，进一步提升了继电器的使用成本。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于闸机的伺服电机驱动器、抱闸电路及闸机设备，解决了相关技术采用继电器进行抱闸控制导致使用成本高，不利于系统小型化的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于伺服电机驱动器的抱闸电路，其特征在于，所述抱闸电路包括功率驱动单元、N型开关功率管单元和抱闸接口；抱闸电源通过所述N型开关功率管单元与所述抱闸接口连接，所述抱闸接口用于连接抱闸器；

所述功率驱动单元与所述电源和所述N型开关功率管单元连接，所述功率驱动单元根据抱闸控制信号产生驱动电压控制所述N型开关功率管单元导通，使得所述抱闸电源与所述抱闸接口导通，从而为所述抱闸接口提供工作电流。

可选地，所述N型开关功率管单元包括N型MOS管；所述抱闸电源的第一电极端与所述N型MOS管的源极连接，所述N型MOS管的漏极与所述抱闸接口的第一电极端连接，所述抱闸电源的第二电极端与所述抱闸接口的第二电极端连接；所述N型MOS管的栅极与所述功率驱动单元连接。

可选地，所述功率驱动单元包括光耦单元、三极管，所述光耦单元输入端与微处理器连接，第一输出端与所述N型MOS管的栅极连接；所述三极管的基极与所述N型MOS管的源极连接，集电极与所述抱闸电源的第二电极端连接，发射极与所述光耦单元的第二输出端连接。

可选地，所述功率驱动单元还包括连接于所述三极管的发射极与所述光耦单元的第二输出端之间的第一限流电阻单元；

和/或，

还包括连接于所述三极管的基极与所述抱闸电源第二电极之间的第二限流电阻单元。

可选地，所述功率驱动单元还包括连接于所述三极管的基极与所述N型 MOS管的源极之间的稳压单元。

可选地，所述稳压单元包括稳压二极管。

可选地，所述抱闸电路还包括连接于所述N型MOS管的漏极与所述抱闸电源第二电极之间的反压保护单元。

可选地，所述反压保护单元包括反并联二极管，所述反并联二极管的输入端与所述N型MOS管的漏极连接，输出端与所述抱闸电源第二电极连接。

可选地，所述N型开关功率管单元还包括连接于所述N型MOS管的栅极和源极之间的防悬浮电阻单元。

本实用新型还提供了一种伺服电机驱动器，所述伺服电机驱动器包括壳体和设置于所述壳体内的驱动控制板，所述驱动控制板设置有微处理器和如上所述的抱闸电路；所述微处理器通过所述抱闸电路连接抱闸器；

所述微处理器用于向所述抱闸电路发送抱闸控制信号以控制所述抱闸器实现抱闸。

可选地，所述伺服电机驱动器还包括制动电路；所述制动电路包括设置于所述伺服电机驱动器内的内置制动电阻和制动控制电路，所述内置制动电阻通过所述制动控制电路与所述微处理器连接。

可选地，所述制动电路还包括与所述内置制动电阻并联连接的外置制动电阻接口，位于所述用于闸机的伺服电机驱动器外的外置制动电阻通过所述外置制动电阻接口与所述内置制动电阻并联。

可选地，所述伺服电机驱动器还包括通讯单元，所述通讯单元包括以下中的至少一种：

I/O通讯单元；RS485通讯单元；RS232通讯单元；CAN总线通讯单元。

可选地，所述伺服电机驱动器还包括第一选择开关，所述通讯单元包括所述RS485通讯单元和所述RS232通讯单元，所述RS485通讯单元和所述RS232 通讯单元共用一个通讯接口；

所述RS485通讯单元和所述RS232通讯单元通过所述第一选择开关与所述微处理器连接，所述第一选择开关用于控制所述RS485通讯单元或所述RS232 通讯单元与所述微处理器接通。

可选地，所述I/O通讯单元包括输入接口电路和输出接口电路；

所述输入接口电路包括支持共阴或共阳的单端信号输入电路；

所述输出接口电路包括支持共阴或共阳的单端信号输出电路。

可选地，所述伺服电机驱动器还包括与所述微处理器连接的电流采样电路；所述电流采样电路用于采集所述伺服电机的电流值并传递给所述微处理器，所述微处理器还用于在所述电流值对应的力矩值大于预设力矩值时控制所述电机执行防夹动作。

本实用新型还提供了一种闸机设备，所述闸机设备包括如上所述的伺服电机驱动器，还包括分别与所述伺服电机驱动器连接的控制设备、伺服电机以及与所述伺服电机联动连接的闸门。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种用于闸机的伺服电机驱动器、抱闸电路及闸机设备，抱闸电路包括功率驱动单元、N型开关功率管单元和抱闸接口；抱闸电源通过N 型开关功率管单元与抱闸接口连接，抱闸接口用于连接抱闸器；功率驱动单元与电源和N型开关功率管单元连接，功率驱动单元根据抱闸控制信号产生驱动电压控制N型开关功率管单元导通，使得抱闸电源与抱闸接口导通，从而为抱闸接口提供工作电流；本实用新型提供的抱闸电路通过功率驱动单元和N型开关功率管单元组成信号放大单元，相对相关技术采用继电器的方式，N型开关功率管单元比继电器尺寸更小，更利于系统小型化；且N型开关功率管单元可靠性比继电器更好，成本比继电器更低，更容易与抱闸器的额定电流适配，因此还可在提升抱闸控制的可靠性的同时，降低抱闸控制的成本。

另外，本实施例中的抱闸电路与抱闸器和电源之间采用4位连接器连接，相对于现有采用3位连接器的方式，更便于接线，可进一步提升安装效率和准确率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的抱闸电路结构示意图；

图2为本实用新型二实施例提供的伺服电机驱动器结构示意图；

图3为本实用新型二实施例提供的伺服电机驱动器电路示意图；

图4本实用新型实施例三提供的伺服电机驱动器结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为图4的右视图；

图7为图4的左视图；

图8为本实用新型实施例四提供的伺服电机驱动器结构示意图；

图9为本实用新型实施例五提供的通讯单元结构示意图；

图10为本实用新型实施例五提供的通讯接口复用第一选择开关的结构示意图；

图11为本实用新型实施例六提供的具有主从通讯单元的伺服电机驱动器结构示意图；

图12为本实用新型实施例七提供的具备电流采样电路的伺服电机驱动器结构示意图；

图13为本实用新型实施例七提供的具备电源防反电路的伺服电机驱动器结构示意图；

图14为本实用新型实施例七提供的具备电压采样电路和能量损耗电路的伺服电机驱动器结构示意图；

图15为本实用新型实施例八提供的双向传输结构示意图；

图16-1本实用新型实施例八提供的双向输入结构示意图；

图16-2本实用新型实施例八提供的双向输出结构示意图；

图17本实用新型实施例九提供的伺服电机驱动器结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本实用新型中一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

本实施例提供了一种抱闸电路，其可应用于各种闸机中，例如可设置于各种应用于闸机的伺服电机驱动器中。本实施例提供的抱闸电路参见图1所示，其包括功率驱动单元12、N型开关功率管单元13和抱闸接口14。其中抱闸接口14用于连接抱闸器10。抱闸电源11通过N型开关功率管单元13与抱闸接口14连接；抱闸电源11同时也可与功率驱动单元12连接，为功率驱动单元12 提供驱动电压；功率驱动单元12与N型开关功率管单元13连接，功率驱动单元12根据抱闸控制信号产生驱动电压控制N型开关功率管单元13导通，使得抱闸电源11与抱闸接口14导通，这样抱闸电源11为抱闸器10提供工作电流，实现抱闸。本实施例中的抱闸电源11可以为驱动器内的内置电源，也可为驱动器外的外置电源。

在本实施例的一种示例中，N型开关功率管单元13可包括但不限于N型 MOS管；其中抱闸电源11的第一电极端(可为正极端或负极端)与N型MOS 管的源极连接，N型MOS管的漏极与抱闸接口14的第一电极端(可为正极端或负极端)连接，抱闸电源11的第二电极端(与第一电极端不同，例如当第一电极端为负极端时，则第二电极端为正极端；当第一电极端为正极端时，则第二电极端为负极端)与抱闸接口14的第二电极端连接；N型MOS管的栅极与功率驱动单元12连接。

可选地，在本实施例的一种示例中，N型开关功率管单元13还可包括连接于N型MOS管的栅极和源极之间的防悬浮电阻单元。

在本实施例的一种示例中，功率驱动单元12可包括但不限于光耦单元、三极管，光耦单元输入端与微处理器连接，第一输出端与N型MOS管的栅极连接；三极管的基极与N型MOS管的源极连接，集电极与抱闸电源11的第二电极端连接，发射极与光耦单元的第二输出端连接。在本示例中，光耦单元可以灵活的选取各种类型的光耦器件，例如可选取但不限于基于光电二极管、三极管，光敏电阻，光控型晶闸管制得的光电耦合器件。本示例中的光电耦合器主要是由两部分组成，分别是发光源和受光器，这两部分的元件都同时处于一个密闭的空间中，彼此之间可用绝缘的透明壳体隔离。电流工作的方式可为以发光源的接线口为输入端，电流从这里进入；以受光器的接线口为输出端，电流从这里输出。当电流进入到发光源中，发光的元件受到电流作用发光，而且光的亮度会因为输入电流的大小而改变。当光照到受光器上，受光器发生反应，电流从这里输出就会成为光电流。本示例中将受光器的正极接线口和负极接线口作为光耦单元的两个输出端，例如正极接线口作为第一输出端，负极接线口作为第二输出端；或正极接线口作为第二输出端，负极接线口作为第一输出端；具体可根据需求灵活选择确定。本示例中的三极管可为PNP型三极管，也可为NPN 型三极管。

在本实施例的一种示例中，功率驱动单元12还包括以下限流电阻单元中的至少一个：

连接于三极管的发射极与光耦单元的第二输出端之间的第一限流电阻单元；

连接于三极管的基极与抱闸电源11第二电极之间的第二限流电阻单元；

应当理解的是，本实施例中限流电阻单元可以由单个电阻构成，也可由多个电阻并联、串联或串并联混合构成。

在本实施例的一种示例中，功率驱动单元12还包括连接于三极管的基极与 N型MOS管的源极之间的稳压单元；且应当理解的是，本实施例中稳压单元的结构也可灵活设定。例如一种示例中稳压单元可包括稳压二极管。

可选地，在本实施例的一种示例中，抱闸电路还包括连接于N型MOS管的漏极与抱闸电源11的第二电极端之间的反压保护单元；通过反压保护单元可将抱闸器产生的反压抑制住，从而保证抱闸电路的平稳运行。

应当理解的是，本示例中反压保护单元的结构也可灵活选择。例如，一种示例中，反压保护单元可包括但不限于反并联二极管，反并联二极管的输入端与N型MOS管的漏极连接，输出端与抱闸电源11第二电极连接。

本实施例提供的抱闸电路，通过功率驱动单元12和N型开关功率管单元 13组成信号放大单元，相对相关技术采用驱动电路和继电器组成信号放大单元的方式，组成的信号放大单元物理尺寸更小，更利于系统小型化；且N型开关功率管单元13的不会存在继电器容易出现的触点不良的情况，可靠性更好，且成本比继电器更低，更容易满足抱闸器的额定电流的适配需求，同时可降低抱闸控制的成本。

实施例二：

本实施还提供了一种伺服电机驱动器，包括壳体和设置于壳体内的驱动控制板，驱动控制板设置有微处理器和如上述实施例所示的抱闸电路；微处理器通过抱闸电路与抱闸器连接；微处理器用于向抱闸电路发送抱闸控制信号以控制抱闸器实现抱闸。

例如，参见图2所示的一种伺服电机驱动器，其包括抱闸器20和微处理器 25，还包括功率驱动单元22、N型开关功率管单元23和设置于伺服电机驱动器内的内置抱闸电源21；微处理器25与功率驱动单元22连接，抱闸器20依次通过抱闸接口24、N型开关功率管单元23与内置抱闸电源21连接；内置抱闸电源21同时也与功率驱动单元22连接，为功率驱动单元22提供驱动电压；功率驱动单元22与N型开关功率管单元23连接，功率驱动单元22根据微处理器 25发送的抱闸控制信号产生驱动电压控制N型开关功率管单元23导通，使得内置抱闸电源21与抱闸接口24导通，通过内置抱闸电源21为抱闸器20提供工作电流。本实施例中功率驱动单元22、N型开关功率管单元23的结构可采用但不限于上述实施例中功率驱动单元和N型开关功率管单元所示的结构。如上分析所示，抱闸电源也可采用设置于伺服电机驱动器外的外置电源。

为了便于理解，本实施例下面以一种伺服电机驱动器电路结构示意图为示例进行说明。

在本示例中，闸机闸门在关门的状态下，受外力的作用摆动到一定幅度进而触发产生抱闸信号(也即一种示例的抱闸控制信号)，设置有伺服电机驱动器的驱动器接收到抱闸信号，通过伺服电机驱动器给抱闸器提供驱动电流，驱动抱闸器工作，将闸门紧紧锁住。

参见图3所示，本示例中的伺服电机驱动器包括N型开关功率管单元32、功率驱动单元31和反压保护单元33组成，N型开关功率管单元32由N型MOS 管M1和MOS管防悬浮电阻R3组成；功率驱动单元31由光耦单元U1、稳压二极管Z1、限流电阻R1(即一种示例的第二限流电阻单元)、R2(即一种示例的第一限流电阻单元)和三极管Q1组成；反压保护单元33由反并联二极管D1 组成。抱闸信号由MCU(一种示例的微处理器)给到光耦单元U1，通过光耦单元U1的开通，使功率驱动单元31工作，产生功率驱动电压，功率驱动电压打开N型MOS管，使N型开关功率管单元32工作，产生抱闸器所需的电流，抱闸器就可以工作了。

其中，功率驱动单元31首先由限流电阻R1和稳压二极管Z1形成一个稳定的电压，即为三极管Q1的调节开通与关闭的电压，当光耦单元U1开通，电路形成回路，三极管Q1开始工作，在不断开通和关闭下，形成一个具有一定驱动电流的、稳定的功率器件驱动电压，驱动N型MOS管M1开通。

一种示例中，抱闸器可由感性线圈组成，在N型MOS管M1开通瞬间，抱闸器会产生较高幅值的反压，若不及时处理，可能会损坏功率器件和产生干扰，通过反并联二极管D1可以将抱闸器感性线圈产生的反压及时抑制住，从而保护电路平稳运行。

参见图3所示，本示例中的伺服电机驱动器采用4位连接器34，先对相关技术中采用3位连接器的结构，更便于布线和接线。

本示例中提供的伺服电机驱动器电路的驱动能力可以达到5A以上，相对相关技术驱动能力在0.5A左右的抱闸电路，驱动能力更强，能更好的适用于各种应用场景需求。

通过独有的功率驱动单元和N型开关功率管单元组成信号放大单元，相对相关技术采用驱动电路和继电器组成信号放大单元的方式，组成的信号放大单元物理尺寸更；且N型开关功率管单元的不会存在继电器容易出现的触点不良的情况，可靠性更好，且成本比继电器更低，更容易满足抱闸器的额定电流的适配需求，同时可降低抱闸控制的成本。

本实施例提供的伺服电机驱动器电路具有高电压保护单元和隔离方案，使得抱闸电路更加稳定。

实施例三：

本实施例提供的伺服电机驱动器可应用于各种闸机系统，其包括壳体和设置于壳体内的驱动控制板，壳体包括壳盖和底座，壳盖上设置有镂空孔，驱动控制板设置于底座上；驱动控制板上设置有接口单元，接口单元通过壳盖上的镂空孔显露于外部；接口单元包括在驱动控制板上靠近驱动控制板至少一侧面的区域内设置的第一接口单元，第一接口单元中的各接口之接线端口的朝向与驱动控制板的正面之间的夹角大于0°，小于等于135°。本实施例中的驱动控制板包括主板主体，该主板主体可为但不限于各种电路板。本实施例中第一接口单元所包括的接口类型和个数等可以根据具体需求灵活设定，且第一接口单元中的各接口之接线端口的朝向与驱动控制板的正面之间的夹角大小可以根据需求在0°至135°之间灵活设置。例如，一种示例中，可设置第一接口单元中的各接口之接线端口的朝向与驱动控制板的正面之间的夹角等于90°，也即第一接口单元中的各接口之接线端口的朝向与驱动控制板的正面垂直。而非朝向主板主体的左侧或右侧，这样即使第一接口单元设置在靠近主板主体左侧和/或右侧的区域，但也不会增加驱动控制板的横向宽度，同时可提升驱动控制板的接口容纳量。使得驱动器可更好的满足摆闸等细长型的在高度方向安装空间充裕的应用场景，同时减小驱动器的宽度以及宽度方向上的安装空间的需求，使得在同等安装面积下安装更多闸门，提高通行效率，节省安装空间，节约成本。例如，本实施例中的第一接口单元可设置于靠近驱动控制板的左侧面和/或右侧面的区域内。

在本实施例中，接口单元还可包括上述抱闸接口，驱动控制板上设置有与抱闸接口连接的上述抱闸电路，且可选地，驱动控制板上还可设置微处理器，抱闸电路可与该微处理器连接，微处理器可用于向抱闸电路发送抱闸控制信号以启动抱闸电路实现抱闸，避免闸门被强行打开的情况发生。

在本实施例的一种示例中，接口单元还包括第二接口单元和/或第三接口单元，第二接口单元和第三接口单元分别设置于靠近驱动控制板上端的区域和靠近驱动控制板下端的区域；第二接口单元中的各接口之接线端口朝向驱动控制板上端，第三接口单元中的各接口之接线端口朝向驱动控制板下端。这样可以将驱动器的第二接口单元和第三接口单元在驱动控制板的纵向方向(也即驱动器的高度方向)分布，从而可以进一步降低对驱动控制板横向(即宽度方向，对应驱动器的宽度方向)尺寸的要求，使得驱动器可更好的适用于摆闸等细长型的在高度方向安装空间充裕的应用场景，在同等安装面积下可安装更多闸门，提高通行效率，节省安装空间，节约成本。

应当理解的是，本实施例中第二接口单元和第三接口单元中包括的接口类型以及接口数量等也可以根据需求灵活设置。例如：一种示例中，第一接口单元可包括但不限于I/O通讯接口和抱闸接口中的至少一种，第二接口单元可包括但不限于RS232通讯接口、RS485通讯接口、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线通讯接口中的至少一种，第三接口单元可包括但不限于电源接口、绕组接口、伺服电机编码器接口中的至少一种。且应当理解的是，本实施例中上述各接口的位置也可根据需求灵活变化，例如，在另一示例中，第一接口单元可包括但不限于I/O通讯接口和抱闸接口中的至少一种，第三接口单元可包括但不限于RS232通讯接口、RS485通讯接口、CAN总线通讯接口中的至少一种，第二接口单元可包括但不限于电源接口、绕组接口、伺服电机编码器接口中的至少一种。

应当理解的是，上述各接口单元包括的接口的排布位置可以灵活设定，例如，一种示例中第一接口单元包括I/O通讯接口和抱闸接口，第二接口单元包括 RS232通讯接口、RS485通讯接口、CAN总线通讯接口，第三接口单元包括电源接口、绕组接口、伺服电机编码器接口。

又例如，一种示例中，第三接口单元包括的电源接口、绕组接口和伺服电机编码器接口可在驱动控制板上依次相邻分布；和/或，第二接口单元包括的 RS232通讯接口、RS485通讯接口、CAN总线通讯接口可在驱动控制板上依次相邻分布。

应当理解的是，本实施例中I/O通讯接口、RS232通讯接口、RS485通讯接口、CAN总线通讯接口作为通信用的接口时，其可作为但不限于配置/调试/控制用的通信接口，也可以是用于传输数据的通信接口。且通信接口所包括的个数和类型都也可灵活设置。

在本实施例中的一种示例中，接口单元还可包括预留接口，以使得伺服电机驱动器可支持更多的扩展功能，从而提升伺服电机驱动器的兼容性。例如，一种示例中，该第三接口单元还包括预留接口，且该预留接口的功能可以根据具体应用需求灵活扩展。且其位置也可根据需求灵活设置。例如一种应用示例中，该预留接口可为制动电路的外置制动电阻接口，且该预留接口可设置于电源接口和绕组接口之间。

在本实施例中的一种示例中，驱动控制板上还可设置有显示提醒单元，该显示提醒单元可通过壳盖上的镂空孔显露于外部，以供外部查看显示状态。本实施例中显示提醒单元包括的具体类型和个数以及设置位置都可灵活设定。例如，显示提醒单元可包括但不限于电源显示提醒单元和/或报警显示提醒单元，电源显示提醒单元和/或报警显示提醒单元与I/O通讯接口或抱闸接口相邻设置。

为了便于理解，本实施例下面结合一种伺服电机驱动器为示例做进一步说明。

本实施例提供的伺服电机驱动器参见图4-图7所示，其中4为伺服电机驱动器的壳体，41为伺服电机驱动器的上端，42为伺服电机驱动器的下端，410 为CAN总线通讯接口，411为RS485通讯接口，412为RS232通讯接口，413 为拨码开关；420为电源接口，421为外置制动电阻接口，422为电机的绕组接口，423为伺服电机编码器接口，430为I/O接口，231为抱闸接口，440为电源显示提醒单元，441为报警显示提醒单元。

在本示例中，驱动控制板(图中未直接示出)设置于壳体4内，壳体4设置有与各接口的接线端口对应的开口，以供各接线端口露出，便于安装时接线。参见图4-图7所示，在伺服电机驱动器的上端41设置的第二接口单元包括：CAN 总线通讯接口410，RS485通讯接口411，432通讯接口412；且可选地，在伺服电机驱动器的上端41还可根据需求设置拨码开关413；但应当理解的是，本示例中伺服电机驱动器的上端41接口的设置并不限于图中所示，可以根据需求灵活选择。且拨码开关413也非必须设置的器件，也可根据具体需求灵活选择设置。

本示例中，在伺服电机驱动器的下端42设置的第三接口单元包括：电源接口420，外置制动电阻接口421，电机的绕组接口422，伺服电机编码器接口423；且电源接口420，外置制动电阻接口421，电机的绕组接口422，伺服电机编码器接口423依次相邻设置。在本实例中，将通信用的接口和电源以及电机绕组的接口分别设置在伺服电机驱动器的上端和下端，可便于后续接线以及使用，同时避免接线错误。

在示例中，在驱动控制板上靠近左侧的区域还设置有第一接口单元，第一接口单元包括：I/O接口430，抱闸接口431，且I/O接口430，抱闸接口431的接线端口如图4所示是朝上的，这样在对I/O接口430和抱闸接口431接线时，就不需要从伺服电机驱动器侧面接入，从而可以使得本示例中的伺服电机驱动器无左、右接线需求，降低伺服电机驱动器安装时的横向空间需求，同时又能保证伺服电机驱动器的接口安装容量。440为电源显示提醒单元和441为与抱闸接口431相邻设置，且440为电源显示提醒单元和441为报警显示提醒单元在本示例中可通过但不限于提示灯、显示屏、数码管实现。

在本示例中，可选地，为了进一步降低伺服电机驱动器的尺寸，上述各接口中的至少一个可以采用体积小的接口，例如伺服电机编码器接口和/或I/O接口可选用选用体积较小的塑料端子，使用户整体安装过程中(例如穿线)更加方便，且安装完后不影响宽度尺寸。在本示例中，可选地，为了进一步降低伺服电机驱动器的尺寸，上述各接口中的至少一个可以采用密集型端子，例如I/O 接口可采用密集型端子，以进一步保证伺服电机驱动器的小型化需求。

另外，应当理解的是，本实施例中上述各接口具体可采用的型号可以根据需求灵活设置，为了便于理解，下面以几种接口为示例进行说明。

在本示例中，CAN总线通讯接口可以作为控制信号端口，该CAN总线通讯接口可以采用DB26接插件。伺服电机编码器接口可以采用DB15端子。本示例中RS485通讯接口(RS232通讯接口也是如此)可以采用RJ45端子；本示例中I/O接口可以采用7PIN带螺丝5.08端子。

应当理解的是，本实施例中上述各接口具体采用的型号以及具体的焊接和线路连接都可根据具体应用需求灵活设定。且本示例中，图4-图7中所示的第二接口单元和第三接口单元的位置可以相互调换，第二接口单元、第三接口单元和第一接口单元中的至少一个单元中的接口个数和类型可以灵活设置。且可选地，还可在第一接口单元相对的一侧设置第一接口单元，且第一接口单元中各接口的设置方式可采用第一接口单元中的接口设置方式。且通过本实施例提供的上、下两端出线的伺服电机驱动器为闸机市场占地空间小、空间利用率高的闸机提供了完美的解决方案；解决了现有摆闸型闸机的驱动安装问题。

实施例四：

为了便于理解，本实施例下面对伺服电机驱动器的结构进行示例说明，参见图8所示，其包括但不限于微处理器51、分别与微处理器51连接的通讯单元 52、抱闸电路57、编码器电路54以及功率驱动电路55；其中：

通讯单元52用于将来自外部的第一信息发给微处理器51，和/或用于将微处理器发送的第三信息发给外部设备。本实施例中，通讯单元52可以采用各种能实现伺服电机驱动器内部的微处理器51与外部实现信息交互的通信链路，例如可包括但不限于I/O通讯单元，RS485通讯单元，RS232通讯单元，CAN总线通讯单元中的至少一种。本实施例中，通过通讯单元52发送给微处理器51 的第一信息可包括但不限于各种动作控制指令(例如闸门开、管指令、闸门状态查询指令等)、配置信息、调试信息以及其他需要交互的信息中的至少一种。微处理器51通过通讯单元52向外部设备发送的第三信息包括但不限于各种报警信息(包括但不限于检测霍尔失败报警信息、欠压和/或过压报警信息、过流报警信息、过载报警信息、位置误差和/或超差报警信息)、各种状态信息等。

本实施例中，微处理器51可以采用各种微控制器MCU等同替换，例如可采用恩智浦半导体公司的LPC11C00系列的微控制器，也可采用德州仪器型号为TMS320F28030/28031/28032/28033/28034/28035的微控制器，或采用德州仪器型号为TMS320F280041MPZS的微控制器。本实施例中，微处理器51可以采用但不限于Intel公司的X86芯片、i960芯片或AMD公司的Am386EM、Hitachi 的SH RISC芯片等；外围电路则可根据需求灵活设置，例如可包括但不限于 RAM、ROM、计时器、中断调度等外围电路中的至少一种。

编码器电路54与伺服电机编码器连接，用于将伺服电机编码器发送的第二信息反馈给微处理器51；本实施例中，伺服电机编码器发送的第二信息包括但不限于伺服电机编码器检测到的位置信息。本实施例中，伺服电机编码器可以采用增量型伺服电机编码器，根据需要也可采用绝对值型伺服电机编码器。采用增量型伺服电机编码器时，每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(或正余弦信号，然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲)，其可采用A相、B相、Z 相输出，A相、B相可为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。采用绝对值型伺服电机编码器时，对应一圈，每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值，可通过记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。

在闸机使用过程中，在不交费或没有确认身份的情况下，两道闸门是关的，为了人的安全或伺服系统的需要，在关门的情况下，关门的锁住力不大，若有人或其他意外情况想要强行打开闸门(例如冲撞门板的情况)时，伺服电机驱动器可启动抱闸控制，把闸门锁紧，防止人强行通过，维持秩序。为了解决上述问题，参见图8所示，微处理器51通过抱闸电路57与抱闸器连接；微处理器51用于向抱闸电路57发送抱闸控制信号以启动抱闸电路57实现抱闸；例如，当上述第二信息包括伺服电机编码器检测到的闸门位置信息时，微处理器51在根据闸门位置信息确定闸门偏离预设位置时，可向抱闸电路57发送抱闸控制信号控制电机实现抱闸。

本实施例中，微处理器51通过功率驱动电路55与伺服电机连接，本实施例中的伺服电机根据需求可以采用有刷伺服电机或无刷伺服电机。

微处理器51可根据上述第一信息或第二信息通过功率驱动电路55控制伺服电机以带动闸门执行相应动作。例如，一种示例中，上述第一信息包括通过通讯单元52输入的打开闸门或关闭闸门的控制指令，则微处理器51可根据该控制指令控制伺服电机带动闸门执行打开或关闭的动作。又例如，在一种示例中，微处理器51从编码器电路54接收到的第二信息包括闸门位置信息，微处理器51根据该闸门位置信息确定闸门偏离预设位置时，可产生抱闸控制信号发给抱闸电路控制伺服电机实现抱闸。

可见，本实施例提供的伺服电机驱动器设置有抱闸电路并在需要时通过抱闸控制信号启动抱闸电路实现抱闸，从而可避免闸机设备在关门状态下被强行打开的安全隐患，提升闸机设备的安全性、控制的智能性和用户体验的满意度。

实施例五：

目前市面上的伺服电机驱动器上用于与外部实现通信的通讯单元都比较单一，这不利于提升伺服电机驱动器的兼容性，也不利于用户选型。本实施例中，图8所示的通讯单元52包括至少两种通讯单元，例如可包括但不限于串行接口通讯单元、CAN总线通讯单元和I/O(输入/输出)通讯单元中的至少两种，例如一种示例中包括上述三种通讯单元。值得注意的是，这里所列举的为三种通讯单元仅仅是一种示例中，并不限于上述三种通讯单元，在实际应用中，也可由设计人员根据具体场景需求做灵活设置。

在本实施例中，串行接口通讯单元可以包括RS232通讯单元、RS485通讯单元中的至少一种。例如串行接口通讯单元可仅采用RS232通讯单元，或者串行接口通讯单元可仅采用RS485通讯单元，或者串行接口通讯单元采用RS232 通讯单元和RS485通讯单元。

为了便于理解，本实施例下面在图8的基础上，结合图9所示的示例进行说明。在图9中，通讯单元包括I/O通讯单元521，RS485通讯单元522、RS232 通讯单元523以及CAN通讯单元524，因此可通过I/O控制方式，485控制方式，232控制方式，CAN控制方式这四种方式中的任意一种方式给微处理器51 发信息，更利于用户选型，同时也在很大程度上使得伺服电机驱动器可适用与不同的应用场景。

本实施例中，I/O通讯单元的包括I/O通讯接口可作为驱动器与被控对象进行信息交换的纽带，驱动器可通过I/O通讯接口与外部设备进行数据交换；I/O 通讯接口可以支持通用输入/输出(General Purpose Input Output，GPIO)、脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)、I2C总线(Inter－Integrated Circuit， I2C bus)、通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter， UART)等协议，可用于传输各种数据或控制信号等，例如包括但不限于配置信息、查询信息、抱闸控制信号、开关门信号、报警信息等。

CAN通讯单元的CAN通讯接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，其典型的应用协议包括但不限于：SAE J1939/ISO11783、CANopen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA2000等，CAN 通讯接口也可用于传输各种数据或控制信号等，例如包括但不限于配置信息、查询信息、抱闸控制信号、开关门信号、报警信息等。

RS232通讯单元的RS232通讯接口由电子工业协会(Electronic IndustriesAssociation，EIA)所制定的异步传输标准接口。例如RS-232通讯接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25)的型态出现，驱动器上可以设置但不限于两组RS-232接口，分别称为COM1和COM2。RS232通讯接口支持 EIA-RS-232C标准。RS232通讯接口也可用于传输各种数据或控制信号等。

RS485通讯单元的RS485通讯接口是基于串口的通讯接口，其和RS232通讯接口的数据收发的操作是一致的，使用的是WinCE的底层驱动程序。RS485 通讯接口为半双工数据通讯模式，数据的收发不能同时进行，为了保证数据收发的不冲突，硬件上可通过方向切换来实现。RS232通讯接口也可用于传输各种数据或控制信号等。

在本实施例的一种示例中，在上述提供丰富类型和数量的通讯单元的同时，为了减小驱动器的尺寸和成本，还可将设置上述电路中的至少两个复用一个通信接口，并通过通信方式切换电路实现通讯单元的选择。为了便利理解，本实施例下面以图10进行示例说明。

参见图10所示，伺服电机驱动器还包括第一选择开关56，RS232通讯单元 523包括相互连接的RS232通讯接口5231和RS232通讯电路5232，RS485通讯单元522包括相互连接的RS485通讯接口5221和RS485通讯电路5222，RS232 通讯接口5231和RS485通讯接口5221可共用一个物理通讯接口，RS232通讯电路5232和RS485通讯电路5222通过第一选择开关56与微处理器51连接，第一选择开关56用于控制RS232通讯电路5232或RS485通讯电路5222与微处理器51接通。这种复用一个物理通信接口的方式可以节约接口以及有利于减小伺服电机驱动器的体积，并可在一定程度上节约了产品成本。本实施例中第一选择开关56可以通过拨码电路实现。例如，一种示例中，第一选择开关56 采用拨码开关，当拨码开关选择低电平时，切换为RS232通讯电路5232与微处理器51接通，当拨码开关选择高电平时，切换为RS485通讯电路5222与微处理器51接通。且拨码开关可采用旋转拨码开关、平拨式拨码开关或按键式拨码开关。在实际应用中，具体采用的拨码开关类型可由设计人员根据具体场景做灵活调整。通过采用拨码开关可以更加便捷的选择出当前采用的通讯单元，同时便于直观的检查和判断出当采用的通讯单元，更便于后期维护以及管理，为工作人员带来了诸多便利，并在一定程度上节约了成本。

实施例六：

目前对于闸机的性能要求中的一项是对左、右两扇闸门的同步控制。而目前闸机的左右两扇门是由相互独立的两个电机驱动控制器独立控制，因此在控制闸门开、关等过程中，往往会出现左、右两扇闸门开或关不同步的问题，造成安全隐患，导致用户体验满意度低。

因此在本实施例的一种示例中，伺服电机驱动器还可包括与微处理器51连接的主从通讯单元53，例如参见图11所示，伺服电机驱动器可通过主从通讯单元53与配对的伺服电机驱动器(以下简称配对伺服电机驱动器)连接，用于接收来自配对伺服电机驱动器的第四信息，并传递给微处理器51，和/或用于将来自微处理器51的第五信息发给配对的伺服电机驱动器。本实施例中，配对伺服电机驱动器与本端的伺服电机驱动器可以采用结构相同的伺服电机驱动器。本实施例中，配对伺服电机驱动器可以作为主伺服电机驱动器，本端的伺服电机驱动器可以作为从伺服电机驱动器，或者配对伺服电机驱动器作为从伺服电机驱动器，本端的伺服电机驱动器可以作为主伺服电机驱动器；本实施例中伺服电机驱动器是作为主伺服电机驱动器还是从伺服电机驱动器可以在出厂时就设置好，也可以在安装或工作过程中动态设置或更新。例如，在一种示例中，闸机控制左闸门对应的第一伺服电机的第一伺服电机驱动器作为主伺服电机驱动器，闸机控制右闸门对应的第二伺服电机的第二伺服电机驱动器作为从伺服电机驱动器，则第一伺服电机驱动器和第二伺服电机驱动器之间可以直接通过二者的主从通讯单元53实现通信连接，且在一种示例中，可以仅将作为主伺服电机驱动器的第一伺服电机驱动器与外部的控制设备或调试设备或配置设备等连接，外部的控制设备或调试设备或配置设备等可直接通过第一闸机区域器与第二伺服电机驱动器之间的主从通讯单元53将控制信息、调试信息、配置信息或查询信息等发给第二伺服电机驱动器，从而减少第二伺服电机驱动器的布线，提升闸机系统的集成度，降低闸机系统的成本。可见，本实施例中，上述第四信息和第五信息可包括但不限于控制信息、调试信息、配置信息或查询信息，且这些信息并不限于来自驱动器外部。同时，第一伺服电机驱动器与第二伺服电机驱动器之间可根据对方发送的信息与对方同步的实现伺服电机的控制，以带动对应的闸门同步的执行相应开或关等动作，避免两个伺服电机驱动器之间完全相互独立控制伺服电机而出现闸门控制不同步的问题，提升闸机使用的安全性、控制的智能性和用户体验的满意度。

本实施例中，主从通讯单元53可为485主从通讯单元，或为CAN主从通讯单元；当然也可为其他类型的通讯单元。

因此，在本实施例的一种示例中，伺服电机驱动器还包括与微处理器51连接的第二选择开关；第二选择开关用于设置伺服电机驱动器作为主伺服电机驱动器或是从伺服电机驱动器。第二选择开关也可采用拨码开关，例如一种示例中，当拨码开关选择高电平时，设置伺服电机驱动器作为主伺服电机驱动器，当拨码开关选择低电平时，设置伺服电机驱动器作为从伺服电机驱动器。且拨码开关也可采用旋转拨码开关、平拨式拨码开关或按键式拨码开关。在实际应用中，具体采用的拨码开关类型可由设计人员根据具体场景做灵活调整。通过采用拨码开关可以更加便捷的设置伺服电机驱动器作为主伺服电机驱动器还是从伺服电机驱动器，同时便于直观的检查和判断，更便于后期维护以及管理，为工作人员带来了诸多便利，并在一定程度上节约了成本。

本实施例中，微处理器51还可通过抱闸电路57向作为从伺服电机驱动器的配对伺服电机驱动器通过上述第五信息发送该控制指令，以供配对的伺服电机驱动器控制其对应的伺服电机以带动配对的闸门同步的执行打开或关闭动作。

在一些应用场景中，上述第四信息中也可能包括配对伺服电机驱动器发送过来的抱闸控制指令或其他控制信号，微处理器51可根据第四信息中的控制信号控制伺服电机以带动闸门执行相应的动作，例如包括但不限于防夹动作。

实施例七：

在本实施例中，为了判断闸门是否夹到人或物，实现安全防夹，参见图12 所示，伺服电机驱动器可在图8至图11所示的任一结构基础上，可选地可包括与微处理器51连接的电流采样电路58，电流采样电路58可用于采集伺服电机的电流值并传递给微处理器51；微处理器51还用于在接收到的电流值对应的力矩值大于预设力矩值时控制执行防夹动作，例如包括但不限于控制伺服电机停止工作或控制伺服电机反转实现带动闸门打开等。且可选地，微处理器在接收到的电流值对应的力矩值大于预设力矩值时，还可产生防夹控制信号通过第五信息发给配对伺服电机驱动器；当然微处理器51也可能通过第四信息接收到配对伺服电机驱动器发过来的防夹控制信号；这样两个配对的伺服电机驱动器可以同步的执行防夹操作，可进一步提升安全性。

由于闸机通过伺服电机进行控制，伺服电机在运行过程中，本实施例中可采用制动电路可以使得伺服电机避免出现转速过高的情况，通过接入制动电路，让制动电阻来耗损电量，达到降低伺服电机的转速的目的。因此在本实施例的一种示例中，伺服电机驱动器还包括制动电路；该制动电路包括设置于伺服电机驱动器内的内置制动电阻和制动控制电路，内置制动电阻通过制动控制电路与微处理器连接。制动电路的作用在于，当伺服电机在运行状态中转速过高，则通过启动制动电路，使得与制动电路连接的制动电阻进入工作状态，通过制动电阻耗能来达到降低伺服电机功耗的目的，此外，制动电路还可以用于伺服电机快速制动，在有制动电路的情况下，伺服电机断电后可以比没有制动电路的前提下更快的停止转动。其中，本实施例制动控制电路采用能耗制动的方式对伺服电机进行制动，具体的，根据伺服电机的类型不同，可采用直流伺服电机的能耗制动或交流伺服电机的能耗制动。

在伺服电机的转子中穿入不同的电阻和在伺服电机的定子中接入不同的直流电流，可以产生不同的制动转矩。内置制动电阻的特点在于，当伺服电机的转速下降为零时，制动转矩也将为零，所以能耗制动能使伺服电机准确停车。

由于内置制动电阻的能耗特性，此类电阻的体积往往较大，因此现有一般都是将其设置于驱动器的壳体之外，这样虽然设置方式简单，但是驱动器与内置制动电阻之间的一致性差，且不利于驱动器的存放运输。在本实施例中，内置制动电阻固定安装于驱动控制板上，而内置制动电阻和驱动控制板之间的固定连接关系可以是任意的。在一些实施例中，制动电路还包括与内置制动电阻并联连接的外置制动电阻接口，位于用于闸机的伺服电机驱动器外的外置制动电阻通过外置制动电阻接口与制动电阻并联，从而使得可根据具体需求调整制动能力，更好的适用于各种应用场景需求。

在本实施例中，伺服电机驱动器可采用直流供电。直流供电区分正负极，使用时必需对应接电源线，但在实际应用中仍不可避免的会发生电源线接反的现象，轻则烧坏保险，重则烧坏驱动器和电源，这时电源防反功能显得尤为重要。没有电源防反电路的驱动器会存在非常大的设计缺陷。为了避免这种情况的发生，参见图13所示，伺服电机驱动器可在图7-图12所示的任一结构基础上，可选地可包括连接于功率驱动电路55和电源之间的电源防反电路59，电源防反电路59用于在电源正负极接错时将电源与功率驱动电路55之间断开，在电源正负极接对时将电源与功率驱动电路55连通，从而实现电源防反功能，提升驱动器的安全性。

本实施例中的电源防反电路59可以使用二极管方案实现防反，但在使用过程中发现利用二极管的正向导通特性来实现防反，通过大电流时功耗非常大，一是不易满足大电流的产品需求，将产品功率限制在一个很小的范围，二是二极管隔断了拓扑结构的功率器件，与功率器件电连接的伺服电机快速减速形成的泵升能量无法通过电源端消化，会给驱动器带来隐患，过多的泵升冲击容易导致驱动器损坏。因此本实施例还提供了一种性能更好的电源防反电路59，其包括MOS管，MOS管的D极和S极分别与直流电源的输入正极/负极，以及负载(也即功率驱动电路55)之间连接，MOS管的寄生二极管的导通方向与直流电源接入极性正确时的电流方向一致；MOS管的G极串接至少一个偏置电阻；当直流电源接入极性正确时，MOS管的G极与S极之间的电位差满足MOS管的开启电压条件。从而，当电源接入极性正确时，首先是MOS管中的寄生二极管导通，在G极的电位，与S极和D极中电位较高者之间的电位差大于等于 MOS管的开启电压时，导致MOS管被接通，将寄生二极管短路，从而实现接通；当电源接入极性错误时，MOS管截止导致电路截断，从而实现了对电路的反接保护。

本实施例中的MOS管可以是NMOS管，也可以合理的替换成PMOS管，本实施例中的电源防反电路59的作用在于，当直流电源正接时，电路可以正常工作，而当直流电源反接时，可以对电路中的器件进行保护，避免反接电流损坏内部器件电路等，而并不要求反接时也可以正常工作。其中，当直流电源接入极性正确时，MOS管的G极与S极之间的电位差满足MOS管的开启电压条件，表示MOS管可以正常导通，从而保证电路呈导通状态，可以正常工作。而MOS 管导通时阻值很小，通常只有几毫欧到几十毫欧，远远小于采用二极管进行防反接的方案，大大降低了功耗。

在本实施例的一些示例中，电源防反电路59还可包括稳压二极管，稳压二极管并联在MOS管的G极和S极之间。稳压二极管可以防止电压过高而击穿 MOS管，可以对MOS起到保护作用。在本实施例的一些示例中，电源防反电路59还可以包括电容，电容并联在稳压二极管两端。设置电容是利用电容的滤波作用，实现电路的软启动，可减小上电瞬间脉冲电压带来的冲击。

在本实施例中，为了伺服电机减速过程中出现能量反灌而对伺服电机驱动器造成损害的情况发生，参见图14所示，伺服电机驱动器可在图7-图13所示的任一结构基础上，可选地可包括与微处理器51连接的电压采样电路510。电压采样电路510用于采集母线电压值(也即采集伺服电机驱动器自身供电的电压值)并传递给微处理器51；微处理器51用于在伺服电机处于使能状态下，电压采样电路510传递过来的电压值大于预设第一电压阈值时启动制动电路，并用于在制动电路后，检测到电压值小于预设第二电压阈值时，关闭制动电路，其中第一电压阈值大于第二电压阈值，且这两个阈值可以根据具体的应用场景灵活设定。通过制动电路在母线电压过高时对反灌的能量进行损耗，可避免驱动器在能量反灌情况下被损坏。本实施例中制动电路包括的各制动电阻且具体的电阻值也可根据具体应用场景灵活选择。

本实施例中，微处理器51可支持选择上电执行或上电后指令执行回零动作，且可回零自动学习位置和力矩信息，根据这些信息自动确定开关门的位置和防夹参考力矩，更便于客户安装调试。

本实施例中，微处理器51可内部进行运动曲线规划，实现开关门速度快、动作柔和、运行平稳、静音等实际效果。

实施例八：

目前驱动器上设置的I/O通讯接口都仅支持单向传输方式，例如要么为共阳传输方式，要么为共阴传输方式，导致针对不同的方式需要对应生产相应型号的驱动器，从而导致驱动器型号类型繁多，不便于用户选型，且在使用过程中也容易导致选型或接口连接错误造成驱动器不能正常工作，进一步提升了驱动器的使用成本。为了解决上述问题，为了解决上述问题，本实施例中在驱动控制板上设置有支持共阴或共阳的单端信号传输电路，I/O通讯接口通过单端信号传输电路与微处理器连接。其中一种结构示意图参见图15所示：在驱动控制板上设置有依次连接的微处理器51，支持共阴或共阳的单端信号传输电路520以及I/O通讯接口530，支持共阴或共阳的单端信号传输电路520兼容共阳传输方式和共阴传输方式，因此使得I/O通讯接口兼容共阳传输方式和共阴传输方式，进而使得伺服电机驱动器不需要针对不同的方式分别对应生成一个型号，从而可以大大减少驱动器型号，既节省库存成本，方便客户选型，同时也可避免用户接口选型错误或在使用过程中连接错误而导致驱动器不能正常工作，可进一步降低驱动器的使用成本。

在一种示例中，参见图16-1所示，在输入方向，I/O通讯接口530包括至少一个双向输入通讯接口5301，单端信号传输电路包括与双向输入通讯接口连接且支持共阴或共阳的单端信号输入电路5201。外部信息可通过双向输入通讯接口5301输入至单端信号输入电路5201，单端信号输入电路5201可将该信息发给微处理器51。其中由于双向输入通讯接口5301与单端信号输入电路5201连接，单端信号输入电路5201支持共阴或共阳，也即既支持共阳传输方式，又支持共阴传输方式，使得输入通信接口5301既支持共阳传输方式，又支持共阴传输方式，因此既可避免输入通信接口5301接错，又能提升输入通信接口的兼容性。应当理解的是，本实施例中单端信号输入电路5201可采用各种能实现双向输入的电路。例如一种示例中，单端信号输入电路5201可包括输入级与双向输入通讯接口5301连接的双向光耦合器，双向光耦合器的输出级通过输入信号接收电路与微处理器51连接。可通过双向光耦合器实现双向输入。但应当理解的是并不限于双向光耦合器实现双向输入。

在本实施例的另一示例中，单端信号输入电路5201还可包括与双向光耦合器的输入级并联连接的滤波电容，以提升输入信号的效果，减少干扰，提升输入信号接收的准确性。在本实施例的另一示例中，单端信号输入电路5201还包括与双向光耦合器的输入级串联的阻抗匹配电阻，以为双向光耦合器提供合适的驱动电流。

参见图16-2所示，在输出方向，I/O通讯接口530包括至少一个双向输出通讯接口5303，单端信号传输电路包括与双向输出通讯接口连接且支持共阴或共阳的单端信号输出电路5203。内部信息可通过单端信号输出电路5203输出至双向输出通讯接口5303，双向输出通讯接口5303可将该信息发给外部设备。其中由于双向输出通讯接口5303与单端信号输出电路5203连接，单端信号输出电路5203既支持共阳传输方式，又支持共阴传输方式，因此既可避免输出通信接口接错，又能提升输出通信接口的兼容性。

应当理解的是，本实施例中单端信号输出电路5203可采用各种能实现双向输出的电路。例如一种示例中，单端信号输出电路5203可包括双向二极管桥路，双向二极管桥路的输入端与微处理器51连接，输出端与双向输出通讯接口5303 连接。可通过双向二极管桥路实现双向输出。但应当理解的是并不限于双向二极管桥路，也可采用但不限于双向光耦合器实现双向输出。

应当理解的是，本实施例中在输入方向和输出方向可以同时采用上述示例的双向传输方式，也可根据需求仅在其中一个方向采用上述双向传输方式，另一个方向则采用单向传输方式。

实施例九：

为了便于理解，本实施例下面结合一种伺服电机驱动装置，包括伺服电机和如上各实施例的用于闸机的伺服电机驱动器，伺服电机驱动器的微处理器通过功率驱动电路与伺服电机相连接，用于控制伺服电机，其中伺服电机驱动器的一种示例结构参见图17所示。

本实施还提供了一种闸机设备，包括如上的伺服电机驱动器，还包括分别与伺服电机驱动器连接的控制设备、伺服电机，以及与伺服电机联动连接的闸门。

本实施例中伺服电机驱动器可实现闸机回零动作功能、自动对位功能、开关门功能、防夹功能、防冲撞功能、运动曲线规划功能，控制伺服电机动作，接受伺服电机编码器信息、接收IO/RS232/RS485/CAN通讯单元信息、处理主从机交互信息等，能够实现闸机如下需求：更加安全(力矩防夹、防冲撞)、更快的速度(开门更快的速度、提高通行效率)、更加柔和(开关门更加柔和)、运行更加平稳(开关门到位平稳、无抖动)、更静音(更小的伺服电机励磁声音、机械摩擦声音)、更加稳定可靠，以及对闸门实现可靠的同步控制。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于闸机的伺服电机驱动器的抱闸电路，其特征在于，所述抱闸电路包括功率驱动单元、N型开关功率管单元和抱闸接口；抱闸电源通过所述N型开关功率管单元与所述抱闸接口连接，所述抱闸接口用于连接抱闸器；

所述功率驱动单元与所述电源和所述N型开关功率管单元连接，所述功率驱动单元根据抱闸控制信号产生驱动电压控制所述N型开关功率管单元导通，使得所述抱闸电源与所述抱闸接口导通，从而为所述抱闸接口提供工作电流。

2.如权利要求1所述的抱闸电路，其特征在于，所述N型开关功率管单元包括N型MOS管；所述抱闸电源的第一电极端与所述N型MOS管的源极连接，所述N型MOS管的漏极与所述抱闸接口的第一电极端连接，所述抱闸电源的第二电极端与所述抱闸接口的第二电极端连接；所述N型MOS管的栅极与所述功率驱动单元连接。

3.如权利要求2所述的抱闸电路，其特征在于，所述功率驱动单元包括光耦单元、三极管，所述光耦单元输入端与微处理器连接，第一输出端与所述N型MOS管的栅极连接；所述三极管的基极与所述N型MOS管的源极连接，集电极与所述抱闸电源的第二电极端连接，发射极与所述光耦单元的第二输出端连接。

4.如权利要求3所述的抱闸电路，其特征在于，所述功率驱动单元还包括连接于所述三极管的发射极与所述光耦单元的第二输出端之间的第一限流电阻单元；

和/或，

还包括连接于所述三极管的基极与所述抱闸电源第二电极之间的第二限流电阻单元。

5.如权利要求3所述的抱闸电路，其特征在于，所述功率驱动单元还包括连接于所述三极管的基极与所述N型MOS管的源极之间的稳压单元。

6.如权利要求5所述的抱闸电路，其特征在于，所述稳压单元包括稳压二极管。

7.如权利要求2-6任一项所述的抱闸电路，其特征在于，所述抱闸电路还包括连接于所述N型MOS管的漏极与所述抱闸电源第二电极之间的反压保护单元。

8.如权利要求7所述的抱闸电路，其特征在于，所述反压保护单元包括反并联二极管，所述反并联二极管的输入端与所述N型MOS管的漏极连接，输出端与所述抱闸电源第二电极连接。

9.如权利要求2-6任一项所述的抱闸电路，其特征在于，所述N型开关功率管单元还包括连接于所述N型MOS管的栅极和源极之间的防悬浮电阻单元。

10.一种伺服电机驱动器，其特征在于，所述伺服电机驱动器包括壳体和设置于所述壳体内的驱动控制板，所述驱动控制板设置有微处理器和如权利要求1-9任一项所述的抱闸电路；所述微处理器通过所述抱闸电路连接抱闸器；

所述微处理器用于向所述抱闸电路发送抱闸控制信号以控制所述抱闸器实现抱闸。

11.一种闸机设备，其特征在于，所述闸机设备包括如权利要求10所述的伺服电机驱动器，还包括分别与所述伺服电机驱动器连接的控制设备、伺服电机以及与所述伺服电机联动连接的闸门。

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