CN213780706U - 兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路。该驱动电路包括编码器接口电路、AB相信号隔离电路、UVM相信号隔离电路、增量式编码器断线检测电路、Z相信号及485通讯复用电路、隔离电路和MCU电路，编码器接口电路用于连接外部2500线增量式编码器或17位编码器，编码器接口电路分别与AB相信号隔离电路的输入端、UVM相信号隔离电路的输入端、增量式编码器断线检测电路的输入端、Z相信号及485通讯复用电路的输入端相连，MCU电路分别与AB相信号隔离电路的输出端、UVM相信号隔离电路的输出端、增量式编码器断线检测电路的输出端、隔离电路的输出端相连。本申请提供的驱动电路可实现一块控制板同时兼容2500线和17位编码器的电机驱动。

Description

兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路

技术领域

本实用新型涉及伺服驱动器技术领域，特别是涉及一种兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路。

背景技术

市面上一般伺服驱动器只能适配一种编码器的电机，要适配2种编码器时，需开发2种控制板，这样使得生产和库存管理更复杂，不利于生产管理。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可实现一块控制板同时适配两种编码器的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路，应用于伺服驱动器领域，包括编码器接口电路、AB相信号隔离电路、UVM相信号隔离电路、增量式编码器断线检测电路、Z相信号及485通讯复用电路、隔离电路和MCU电路，其中，

所述编码器接口电路用于连接外部2500线增量式编码器或17位编码器，所述编码器接口电路分别与所述AB相信号隔离电路的输入端、所述UVM相信号隔离电路的输入端、所述增量式编码器断线检测电路的输入端、所述Z相信号及485通讯复用电路的输入端相连，所述Z相信号及485通讯复用电路的输出端与所述隔离电路的输入端相连，所述MCU电路分别与所述AB相信号隔离电路的输出端、所述UVM相信号隔离电路的输出端、所述增量式编码器断线检测电路的输出端、所述隔离电路的输出端相连。

相比于传统的伺服驱动电路，本申请提供的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路可实现一块控制板同时兼容2500线和17位编码器的电机驱动；在达到兼容效果的同时，还可通过复用Z信号输入线路减少了输入端口的引脚数量，使成本控制在允许的范围。

在其中一个实施例中，所述Z相信号及485通讯复用电路包括485芯片U1、电感L1、双向二极管V1、电容C1～C2和电阻R1～R3，所述电感L1的两输入端对应与所述编码器接口电路的EZ+端和EZ-端相连，所述电感L1的一输出端分别与电容C1的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端、所述双向二极管V1的2脚、所述485芯片U1的一输入端相连，所述电容C1的另一端分别与所述电阻R1的另一端、所述485芯片U1的电源端相连；所述电感L1的另一输出端分别与电容C2的一端、电阻R2的另一端、电阻R3的一端、所述双向二极管V1的1脚、所述485芯片U1的另一输入端相连，所述电容C2的另一端、所述电阻R3的另一端和所述双向二极管V1的3脚均接地。

在其中一个实施例中，所述隔离电路包括数字信号隔离芯片U2和光耦隔离芯片U3，所述485芯片U1的输出端分别通过所述数字信合隔离芯片U2、所述光耦隔离芯片U3与所述MCU电路相连。

在其中一个实施例中，所述485芯片U1采用SN65LBC184D芯片。

在其中一个实施例中，所述数字信号隔离芯片U2采用ADuM1200BRZ隔离芯片；所述光耦隔离芯片U3采用LTV-0601/15M光耦隔离芯片。

在其中一个实施例中，所述增量式编码器断线检测电路包括光耦隔离芯片U4、整流桥BD1、电容C3和电阻R4～R5，所述编码器接口电路的ENC W-端与所述整流桥BD1的一输入端相连，所述编码器接口电路的ENC W+端通过电阻R4与所述整流桥BD1的另一输入端相连；所述整流桥BD1的一输出端分别与电容C3的一端、电阻R5的一端、所述光耦隔离芯片U4的一输入端相连，所述整流桥BD1的另一输出端分别与电容C3的另一端、电阻R5的另一端、所述光耦隔离芯片U4的另一输入端相连，所述光耦隔离芯片U4的一输出端与所述MCU电路相连，所述光耦隔离芯片U4的另一输出端接地。

在其中一个实施例中，所述MCU电路采用STM32F407ZET6控制芯片。

附图说明

图1为一实施例中兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路的内部模块连接关系示意图；

图2为图1中兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路的电路原理示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

参见图1，本实施例提供了一种兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路，应用于伺服驱动器领域，包括编码器接口电路、AB相信号隔离电路、UVM相信号隔离电路、增量式编码器断线检测电路、Z相信号及485通讯复用电路、隔离电路和MCU电路。具体地，MCU电路可采用STM32F407ZET6控制芯片。

其中，编码器接口电路用于连接外部2500线增量式编码器或17位编码器，编码器接口电路分别与AB相信号隔离电路的输入端、UVM相信号隔离电路的输入端、增量式编码器断线检测电路的输入端、Z相信号及485通讯复用电路的输入端相连，Z相信号及485通讯复用电路的输出端与隔离电路的输入端相连，MCU电路分别与AB相信号隔离电路的输出端、UVM相信号隔离电路的输出端、增量式编码器断线检测电路的输出端、隔离电路的输出端相连。

在本实施例中，Z相信号及485通讯复用电路可包括485芯片U1、电感L1、双向二极管V1、电容C1～C2和电阻R1～R3，电感L1的两输入端对应与编码器接口电路的EZ+端和EZ-端相连，电感L1的一输出端分别与电容C1的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端、双向二极管V1的2脚、485芯片U1的一输入端(6脚)相连，电容C1的另一端分别与电阻R1的另一端、485芯片U1的电源端(8脚)相连；电感L1的另一输出端分别与电容C2的一端、电阻R2的另一端、电阻R3的一端、双向二极管V1的1脚、485芯片U1的另一输入端(7脚)相连，电容C2的另一端、电阻R3的另一端和双向二极管V1的3脚均接地。具体地，485芯片U1可采用SN65LBC184D芯片；

隔离电路可包括数字信号隔离芯片U2和光耦隔离芯片U3，485芯片U1的输出端分别通过数字信合隔离芯片U2、光耦隔离芯片U3与MCU电路相连。具体地，数字信号隔离芯片U2可采用ADuM1200BRZ隔离芯片；光耦隔离芯片U3可采用LTV-0601/15M光耦隔离芯片。

增量式编码器断线检测电路可包括光耦隔离芯片U4、整流桥BD1、电容C3和电阻R4～R5，编码器接口电路的ENC W-端与整流桥BD1的一输入端相连，编码器接口电路的ENC W+端通过电阻R4与整流桥BD1的另一输入端相连；整流桥BD1的一输出端分别与电容C3的一端、电阻R5的一端、光耦隔离芯片U4的一输入端相连，整流桥BD1的另一输出端分别与电容C3的另一端、电阻R5的另一端、光耦隔离芯片U4的另一输入端相连，光耦隔离芯片U4的一输出端与MCU电路相连，光耦隔离芯片U4的另一输出端接地。

本实施例提供的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路的工作原理为：当编码器接口连接的是2500线增量式编码器时，控制芯片通过数字信号隔离芯片U2给485芯片U1信号，使它只能接收信号，此时Z相信号通过编码器接口以差分信号方式输入，经过电感L1，连接到匹配电阻R2以及上拉电阻R1和下拉电阻R3，滤波电容C1和C2，再通过保护的双向二极管V1进入485芯片U1中，然后由其1脚输出，再经过光耦隔离芯片U3进行隔离后进入控制芯片中；而A、B信号则通过编码器接口以差分信号方式输入，通过相应的匹配电阻R7、R13以及滤波电路后进入高速光耦，经过光耦隔离后传送的主控芯片中；同样U、V、W信号也是通过编码器接口以差分信号方式输入，再经过滤波电路以及匹配电阻后进入光耦U5、U6、U7中，经过隔离后传送到控制芯片中；当编码器线拔掉时，W+W-信号消失，使ENC_ERR一直为高电平，从而控制芯片可以判断编码器已经断线，从而产生报警。

当编码器接口连接的是17位编码器时，控制芯片产生读取数据报文通过数字信号隔离芯片U2传输到485芯片U1的4脚，然后通过485芯片U1的6、7脚发送到编码器，编码器接收信号后再返回数据通过485芯片U1的6、7脚接收，然后从485芯片U1的1脚输出，再经过光耦隔离芯片U3隔离后传送给控制芯片。

相比于传统的伺服驱动电路，本实施例提供的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路可实现一块控制板同时兼容2500线和17位编码器的电机驱动；在达到兼容效果的同时，还可通过复用Z信号输入线路减少了输入端口的引脚数量，使成本控制在允许的范围。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路，应用于伺服驱动器领域，其特征在于，包括编码器接口电路、AB相信号隔离电路、UVM相信号隔离电路、增量式编码器断线检测电路、Z相信号及485通讯复用电路、隔离电路和MCU电路，其中，

所述编码器接口电路用于连接外部2500线增量式编码器或17位编码器，所述编码器接口电路分别与所述AB相信号隔离电路的输入端、所述UVM相信号隔离电路的输入端、所述增量式编码器断线检测电路的输入端、所述Z相信号及485通讯复用电路的输入端相连，所述Z相信号及485通讯复用电路的输出端与所述隔离电路的输入端相连，所述MCU电路分别与所述AB相信号隔离电路的输出端、所述UVM相信号隔离电路的输出端、所述增量式编码器断线检测电路的输出端、所述隔离电路的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路，其特征在于，所述Z相信号及485通讯复用电路包括485芯片U1、电感L1、双向二极管V1、电容C1～C2和电阻R1～R3，所述电感L1的两输入端对应与所述编码器接口电路的EZ+端和EZ-端相连，所述电感L1的一输出端分别与电容C1的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端、所述双向二极管V1的2脚、所述485芯片U1的一输入端相连，所述电容C1的另一端分别与所述电阻R1的另一端、所述485芯片U1的电源端相连；所述电感L1的另一输出端分别与电容C2的一端、电阻R2的另一端、电阻R3的一端、所述双向二极管V1的1脚、所述485芯片U1的另一输入端相连，所述电容C2的另一端、所述电阻R3的另一端和所述双向二极管V1的3脚均接地。

3.根据权利要求2所述的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路，其特征在于，所述隔离电路包括数字信号隔离芯片U2和光耦隔离芯片U3，所述485芯片U1的输出端分别通过所述数字信合隔离芯片U2、所述光耦隔离芯片U3与所述MCU电路相连。

4.根据权利要求3所述的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路，其特征在于，所述485芯片U1采用SN65LBC184D芯片。

5.根据权利要求3所述的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路，其特征在于，所述数字信号隔离芯片U2采用ADuM1200BRZ隔离芯片；所述光耦隔离芯片U3采用LTV-0601/15M光耦隔离芯片。

6.根据权利要求1所述的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路，其特征在于，所述增量式编码器断线检测电路包括光耦隔离芯片U4、整流桥BD1、电容C3和电阻R4～R5，所述编码器接口电路的ENC W-端与所述整流桥BD1的一输入端相连，所述编码器接口电路的ENC W+端通过电阻R4与所述整流桥BD1的另一输入端相连；所述整流桥BD1的一输出端分别与电容C3的一端、电阻R5的一端、所述光耦隔离芯片U4的一输入端相连，所述整流桥BD1的另一输出端分别与电容C3的另一端、电阻R5的另一端、所述光耦隔离芯片U4的另一输入端相连，所述光耦隔离芯片U4的一输出端与所述MCU电路相连，所述光耦隔离芯片U4的另一输出端接地。

7.根据权利要求1～6任一项所述的兼容2500线编码器和17位编码器的驱动电路，其特征在于，所述MCU电路采用STM32F407ZET6控制芯片。

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