CN216699871U - 一种电机驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了电机驱动器，包括主电输入模块、USB接口和处理器核心模块，处理器核心模块包括电源转换模块、模数采样模块、判断模块和控制模块；主电输入模块和USB接口分别均与模数采样模块和电源转换模块连接，模数采样模块与判断模块通信连接，判断模块与控制模块通信连接，判断模块用于根据采样电压判断处理器核心模块的供电来源；控制模块用于根据供电来源，控制处理器核心模块处于对应的工作模式。通过本实用新型的实施，可以通过模数采样模块和处理器核心模块之间的配合，实现供电输入的快速准确的检测，让电机驱动器可以直接通过供电情况进行工作模式切换，丰富了其应用场景。

Description

一种电机驱动器

技术领域

本实用新型涉及自动化设备领域，具体涉及一种电机驱动器。

背景技术

电机驱动器正常运行情况下，通常采用高压交流电供电，在这种供电模式下，可以实现驱动器的所有操作和功能；而驱动器也需要调试接口，目前大多采用的232接口和USB接口，采用USB接口调试，这种USB从站模式，可以通过USB线缆插入到驱动器，电脑通过USB线缆为驱动器供电。正常高压交流电供电模式下，想要驱动器带电，必须要做很多准备工作，比如线材、插头等，而对于一些特殊场景，例如放在仓库里的驱动器，需要立刻带电批量导入参数或者批量升级时，相关技术中缺乏简单有效的供电手段。

实用新型内容

本实用新型提供一种电机驱动器，主要解决现有技术中电机供电方式切换不便，应用场景受限的问题。

本实用新型提供一种电机驱动器，包括主电输入模块、USB接口和处理器核心模块，所述处理器核心模块包括电源转换模块、模数采样模块、判断模块和控制模块；

所述主电输入模块和所述USB接口分别均与所述模数采样模块和电源转换模块连接，用于通过所述电源转换模块为所述处理器核心模块供电；

所述模数采样模块与所述判断模块通信连接，用于实时采集所述主电输入模块和/或所述USB接口输入的电源电压，作为采样电压发送给所述判断模块；

所述判断模块与所述控制模块通信连接，所述判断模块用于根据所述采样电压判断所述处理器核心模块的供电来源；所述控制模块用于根据所述供电来源，控制所述处理器核心模块处于对应的工作模式。

可选的，所述控制模块还用于：若所述判断模块判断当前供电来源新增了所述主电输入模块时，控制所述处理器核心模块掉电重启，进入正常工作模式。

可选的，当所述处理器核心模块处于正常工作模式且所述主电输入模块停止供电时：

所述判断模块还用于：持续根据所述采样电压判断当前的供电来源；

所述控制模块还用于：控制所述处理器核心模块进入掉电停机状态，并在所述判断模块判断当前供电来源出现所述USB接口时，控制所述处理器核心模块进入USB工作模式。

可选的，所述处理器核心模块还包括延时模块；所述延时模块用于获取在采样时段内所述模数采样模块持续输入的所述采样电压，并输出采样延时结果；所述判断模块还用于根据所述采样延时结果判断所述电源转换模块是否有电压输入。

可选的，所述处理器核心模块还包括滤波模块，所述滤波模块用于对所述采样电压进行滤波，并输出滤波结果给所述判断模块；所述判断模块还用于根据所述滤波模块的滤波结果，判断所述模数采样模块采集的电压来源。

可选的，所述延时模块还用于获取在滤波时段内所述滤波模块持续输入的滤波，并输出滤波延时结果；所述判断模块还用于根据所述滤波延时结果判断所述处理器核心模块的供电来源，所述控制模块还用于根据所述判断模块的判断结果确定是否切换所述处理器核心模块的工作模式。

可选的，所述电机驱动器还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管连接于所述主电输入模块与所述电源转换模块之间，用于防止所述USB接口向所述主电输入模块倒灌电流；所述第二二极管连接于所述USB接口与所述电源转换模块之间，用于防止所述主电输入模块向所述USB接口倒灌电流。

可选的，所述模数采样模块从所述主电输入模块与所述第一二极管之间，采集所述主电输入模块输入的电源电压；和/或，

所述模数采样模块从所述USB接口与所述第二二极管之间，采集所述USB 接口输入的电源电压。

可选的，所述主电输入模块包括相互连接的主电电源和开关电源，所述开关电源与所述电源转换模块连接，所述开关电源用于将所述主电电源转换成5V 电压输入所述电源转换模块。

可选的，所述处理器核心模块还包括通信模块和数据存储器；所述通信模块包括以下至少之一：RS232通信模块、USB通信模块。

有益效果

本实用新型提供了电机驱动器，包括主电输入模块、USB接口和处理器核心模块，处理器核心模块包括电源转换模块、模数采样模块、判断模块和控制模块；主电输入模块和USB接口分别均与模数采样模块和电源转换模块连接，用于通过电源转换模块为处理器核心模块供电；模数采样模块与判断模块通信连接，用于实时采集主电输入模块和/或USB接口输入的电源电压，作为采样电压发送给判断模块；判断模块与控制模块通信连接，判断模块用于根据采样电压判断处理器核心模块的供电来源；控制模块用于根据供电来源，控制处理器核心模块处于对应的工作模式。通过本实用新型的实施，可以通过模数采样模块和处理器核心模块之间的配合，实现供电输入的快速准确的检测，让电机驱动器可以直接通过供电情况进行工作模式切换，丰富了其应用场景。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电机驱动器结构示意图。

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，下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型实施例作进一步详细说明。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。

第一实施例

本实用新型实施例提供一种电机驱动器，请参考图1，该电机驱动器包括主电输入模块1、USB接口2和处理器核心模块3，处理器核心模块3包括电源转换模块31、模数采样模块33、判断模块32和控制模块34；

主电输入模块1和USB接口2分别均与模数采样模块33和电源转换模块31 连接，用于通过电源转换模块31为处理器核心模块3供电；电源转换模块31 具体用于将供电来源转换为低压直流供电，具体的，转换为的低压直流供电可以是3.3v的电压直流供电；

模数采样模块33与判断模块32通信连接，用于实时采集主电输入模块1 和/或USB接口2输入的电源电压，作为采样电压发送给判断模块32；

判断模块32与控制模块34通信连接，判断模块32用于根据采样电压判断处理器核心模块3的供电来源；控制模块34用于根据供电来源，控制处理器核心模块3处于对应的工作模式；其中，若当前供电来源至少包括主电输入模块1，那么处理器核心模块3通过供电来源的供电正常上电工作，此时的工作模式为正常工作模式，电机驱动器正常工作；若当前供电来源仅包括USB接口2供电，处理器核心模块3通过USB接口2供电，此时的工作模式为USB工作模式，处理器核心单元3可执行包括将数据存储到数据存储器38、通过通信模块37进行参数读写以及通过通信模块37进行程序固件的升级中的任意一种或多种与数据交互和固件升级相关的操作；若无供电来源，则此时的工作模式为异常状态。

电机驱动器的作用在于驱动电机，其核心功能通过其处理器核心模块3，结合存储设备、输入设备配合电机来实现。其中，电机驱动器中，处理器核心模块3需要供电输入来进行工作，在不同的应用场景要求下，其供电输入也会有所区别。其一是正常工作模式，该工作模式下，需要电机驱动器可以实现其所有核心功能，因此需要正常的供电，通常正常供电可通过高压交流电220V、380V 或者是直流母线电压作为原始电源进行供电。其二是USB工作模式，该工作模式下，电机驱动器无需实现核心功能，该工作模式下通常适用于对电机驱动器中的数据存取，参数读写以及固件升级等操作，也就是仅与电机驱动器自身的软件数据相关，电机驱动器可执行包括将数据存储到数据存储器38、通过通信模块37进行参数读写以及通过通信模块37进行程序固件的升级中的任意一种或多种,在该工作模式下，电机驱动器对电源的要求较低，特别是在该情况下，除处理器核心模块3之外的其他部件是几乎不工作的。其三则是无供电情况下的异常状态模式，在该模式下电机没有供电来源，无法进行工作。

本实施例中，处理器核心模块3包括两个供电手段，即可以分别通过主电输入模块1和USB接口2进行供电。其中，主电输入模块1作为供电手段，可以让处理器核心模块3处于正常工作模式下，实现处理器核心模块3乃至整个电机驱动器的所有核心功能；而USB接口2进行供电，则只能让处理器核心模块3处于USB工作模式下，实现针对电机驱动器的数据存取、参数读写以及固件升级等功能。

处理器核心模块3具体可以包括电源转换模块31、模数采样模块33、判断模块32和控制模块34；其中，电源转换模块31用于接收供电输入，提供给电机驱动器中的各个器件电能，特别是为处理器核心模块3进行供电，根据供电输入的不同，其供电对象和供电的大小也有所区别。在正常工作模式下，电源转换模块31的供电是针对于包括处理器核心模块3在内的所有需要用电的器件进行全面正常的供电，而在USB工作模式下，电源转换模块31的供电则是针对特定的器件在指定范围内进行供电。处理器核心模块3属于电机驱动器的核心处理器件，用于实现电机驱动器的各种控制功能，其中，处理器核心模块3至少可以实现，基于模数采样模块33采集的的采样电压，判断输入的电源情况，也就是当前供电来源。模数采样模块33则是用于对输入的电源进行采样操作，采样的目的包括但不限于确定输入电源的来源、确定输入电源的大小等等。

在本实用新型实施例中，主电输入模块1和USB接口2均接入电源转换模块31，也就是主电输入模块1和USB接口2均可以进行供电。而主电输入模块 1和USB接口2还连接模数采样模块33，模数采样模块33也可以通过两者中的任意一者供电，并对两者输入的电源电压进行采样，而后将采样结果，反馈给处理器核心模块3；处理器核心模块3中的判断模块32则基于采样结果，判断当前供电来源，控制模块34则根据供电来源，将处理器核心模块3在各模式下进行切换。对于处理器核心模块3而言，如果仅通过主电输入模块1进行供电，那么处理器核心模块3可以处于正常工作模式，如果仅通过USB接口2进行供电，那么处理器核心模块3则只能处于USB工作模式；如果主电输入模块1和 USB接口2均存在供电，那么处理器核心模块3一般可以处于正常工作模式。

在一些实施例中，USB接口2还可以用于：当处理器核心模块3处于正常工作模式时，接收上位机对处理器核心模块3的调试命令。上位机对处理器核心模块3进行调试时，需要处理器核心模块3保持正常的工作状态，也就是需要其处于正常工作模式下。

在一些实施例中，控制模块34还可以用于：若判断模块32判断当前供电来源新增了主电输入模块1时，控制处理器核心模块3掉电重启，进入正常工作模式。当处理器核心模块3处于USB工作模式时，判断模块32会持续接收模数采样模块33实时采集的主电输入模块1和USB接口2的电压，继续判断当前供电来源；若当前供电来源出现主电输入模块1供电时，处理器核心模块3在控制模块34的控制下，切换为掉电停机状态，控制模块24控制处理器核心模块3重启后进入正常工作模式。在处理器核心模块3处于任意的工作状态下时，模数采样模块33也可以持续进行着对供电电压的采集，供电电压的采集的目的在于及时发现供电条件的变化。其中，如果当前处理器核心模块3处于USB工作模式，表示在当前的工作状态下，供电来源只有USB接口2；而在处理器核心模块3处于USB工作模式下时，如果检测到了供电来源包括主电输入模块1，那么就可以转而将处理器核心模块3进入更加全面的正常工作模式下。一般而言，正常工作模式可以兼容USB工作模式。

在一些实施例中，当处理器核心模块3处于正常工作模式且主电输入模块1 停止供电时：

判断模块32还可以用于：持续根据采样电压判断当前的供电来源；

控制模块34还可以用于：控制处理器核心模块3进入掉电停机状态，并在判断模块32判断当前供电来源出现USB接口2时，控制处理器核心模块3进入USB工作模式。当处理器核心模块3处于正常工作模式且主电输入模块停止供电时，控制模块34可以控制处理器核心模块3进入掉电停机状态，判断模块32 则持续接收模数采样模块33实时采集的主电输入模块1和USB接口2的电压，继续判断当前供电来源；若当前供电来源出现USB接口2供电时，则将处理器核心单元3切换为USB工作模式。如果主电输入模块1停止了供电，处理器核心单元3随之进入掉电停机状态，在该状态下，可以继续判断是否有其他供电来源，也就是USB接口2供电；如果有，则可以切换为USB供电模式；如果没有的话，说明整个处理器核心单元3没有供电来源，则进入异常状态。

在一些实施例中，主电输入模块1具体可以包括相互连接的主电电源11和开关电源12，开关电源12与电源转换模块31连接，开关电源12用于将主电电源11转换成5V电压输入电源转换模块31。主电电源11用于提供交流电源或直流电源，开关电源12用于将主电电源11所输入的交流电源或直流电源，转换为5V电源，可以分别提供给主电电源11和模数采样模块33。主电电源11作为电源的提供源头，可以以交流电源或者直流电源的方式进行供电，其供电可以经由开关电源12，将其转换为5v的直流电源来进行供电；模数采样模块33和主电电源11所接收的供电输入一致，这样可以根据模数采样模块33的采样结果确定输入的电源情况。

在一些实施例中，处理器核心模块3还可以包括延时模块35，延时模块35 用于获取在采样时段内模数采样模块33持续输入的采样电压，并输出采样延时结果；判断模块32还用于根据采样延时结果判断电源转换模块31是否有电压输入。模数采样模块33可以对供电来源进行采样，但是供电需要持续的电压，延时模块35就起到这样的作用，在设定的采样时段内进行采样，采样延时结果则可以包括在该采样时段内，采样电压的具体情况；如果该采样时段内的所有采样电压均大于等于预定值，那么就可以视为具有电源输入，在此之后，判断模块32就可以进一步判断其供电来源，控制模块34就可以进一步判断处于何种工作模式。

在一些实施例中，处理器核心模块3还可以包括滤波模块36，滤波模块36 用于对采样电压进行滤波，并输出滤波结果给判断模块32；判断模块32根据滤波模块36的滤波结果确定模数采样模块33采集的电压来源。为了进一步判断供电来源，可以通过滤波模块36对采样电压进行滤波，不同的供电来源在滤波之后的波形都有所区别，因此滤波结果就是为了确定到底是何种供电来源，是属于主电输入模块1供电，还是属于USB接口2供电，还是两者均有。在确定了供电来源之后，就可以随之将处理器核心模块3切换至对应的工作模式下进行工作。

在一些实施例中，延时模块35还可以用于获取在滤波时段内滤波模块36 持续输入的滤波，并输出滤波延时结果；判断模块32还可以用于根据滤波延时结果判断处理器核心单元3的供电来源，控制模块34还用于根据判断模块42 的判断结果确定是否切换处理器核心单元3的工作模式。在处理器核心模块3 处于工作模式下时，如果供电来源发生变化，有可能需要进行工作模式的切换，因此，延时模块35可以获取滤波时段内的滤波模块36输出的滤波，并输出滤波时段内的具体波形情况的滤波延时结果，判断模块32可以根据该滤波延时结果，确定供电来源是否发生变化；以及如果发生变化，控制模块34则进一步判断是否需要切换工作模式。

在一些实施例中，处理器核心模块3中还可以包括通信模块37和数据存储器38，通过USB接口2连接外接电源，可以给通信模块37供电工作。通信模块 37可以基于USB接口2，实现外界与本电机驱动器中的处理器核心模块3之间的数据交换，具体可以实现数据存取，参数读写以及程序固件升级的操作。

在一些实施例中，通信模块37具体可以包括以下至少之一：RS232通信模块、USB通信模块。

在一些实施例中，电机驱动器还可以包括第一二极管41和第二二极管42，第一二极管41连接于主电输入模块1与电源转换模块31之间，用于防止USB 接口2向主电输入模块1倒灌电流；第二二极管42连接于USB接口2与电源转换模块31之间，用于防止主电输入模块1向USB接口2倒灌电流。由于本发明实施例中的电机驱动器具有多个供电输入，为了防止电流倒灌，可以利用二极管的单向导通特性，分别设置第一二极管41在主电输入模块1与电源转换模块 31之间，和设置第二二极管42在USB接口2与电源转换模块31之间，其中第一二极管41可以防止USB接口2的供电倒灌至主电输入模块1，第二二极管42 可以防止主电输入模块1的供电倒灌至USB接口2。防倒灌二极管的单向导通方向，与相应的电源输入至处理器核心模块3的方向一致。相应的，模数采样模块33从主电输入模块1与第一二极管41之间，采集主电输入模块1输入的电源电压；和/或，

模数采样模块33从USB接口2与第二二极管42之间，采集USB接口2输入的电源电压。

在一些实施例中，主电输入模块1、USB接口2分别与处理器核心模块3通过电机驱动器的内部走线连接。

本实施例提供了电机驱动器，包括主电输入模块1、USB接口2和处理器核心模块3，处理器核心模块3包括电源转换模块31、模数采样模块33、判断模块32和控制模块34；主电输入模块1和USB接口2分别均与模数采样模块33 和电源转换模块31连接，用于通过电源转换模块31为处理器核心模块3供电；模数采样模块33与判断模块32通信连接，用于实时采集主电输入模块1和/或 USB接口2输入的电源电压，作为采样电压发送给判断模块32；判断模块32与控制模块34通信连接，判断模块32用于根据采样电压判断处理器核心模块3 的供电来源；控制模块34用于根据供电来源，控制处理器核心模块3处于对应的工作模式。通过本实用新型的实施，可以通过模数采样模块33和处理器核心模块3之间的配合，实现供电输入的快速准确的检测，让电机驱动器可以直接通过供电情况进行工作模式切换，丰富了其应用场景。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型实施例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 (10)

1.一种电机驱动器，其特征在于，包括主电输入模块、USB接口和处理器核心模块，所述处理器核心模块包括电源转换模块、模数采样模块、判断模块和控制模块；

所述主电输入模块和所述USB接口分别均与所述模数采样模块和电源转换模块连接，用于通过所述电源转换模块为所述处理器核心模块供电；

所述模数采样模块与所述判断模块通信连接，用于实时采集所述主电输入模块和/或所述USB接口输入的电源电压，作为采样电压发送给所述判断模块；

所述判断模块与所述控制模块通信连接，所述判断模块用于根据所述采样电压判断所述处理器核心模块的供电来源；所述控制模块用于根据所述供电来源，控制所述处理器核心模块处于对应的工作模式。

2.如权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于，所述控制模块还用于：若所述判断模块判断当前供电来源新增了所述主电输入模块时，控制所述处理器核心模块掉电重启，进入正常工作模式。

3.如权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于，当所述处理器核心模块处于正常工作模式且所述主电输入模块停止供电时：

所述判断模块还用于：持续根据所述采样电压判断当前的供电来源；

所述控制模块还用于：控制所述处理器核心模块进入掉电停机状态，并在所述判断模块判断当前供电来源出现所述USB接口时，控制所述处理器核心模块进入USB工作模式。

4.如权利要求1-3任一项所述的电机驱动器，其特征在于，所述处理器核心模块还包括延时模块；所述延时模块用于获取在采样时段内所述模数采样模块持续输入的所述采样电压，并输出采样延时结果；所述判断模块还用于根据所述采样延时结果判断所述电源转换模块是否有电压输入。

5.如权利要求4所述的电机驱动器，其特征在于，所述处理器核心模块还包括滤波模块，所述滤波模块用于对所述采样电压进行滤波，并输出滤波结果给所述判断模块；所述判断模块还用于根据所述滤波模块的滤波结果，判断所述模数采样模块采集的电压来源。

6.如权利要求5所述的电机驱动器，其特征在于，所述延时模块还用于获取在滤波时段内所述滤波模块持续输入的滤波，并输出滤波延时结果；所述判断模块还用于根据所述滤波延时结果判断所述处理器核心单元的供电来源，所述控制模块还用于根据所述判断模块的判断结果确定是否切换所述处理器核心单元的工作模式。

7.如权利要求1-3任一项所述的电机驱动器，其特征在于，所述电机驱动器还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管连接于所述主电输入模块与所述电源转换模块之间，用于防止所述USB接口向所述主电输入模块倒灌电流；所述第二二极管连接于所述USB接口与所述电源转换模块之间，用于防止所述主电输入模块向所述USB接口倒灌电流。

8.如权利要求7所述的电机驱动器，其特征在于，所述模数采样模块从所述主电输入模块与所述第一二极管之间，采集所述主电输入模块输入的电源电压；和/或，

所述模数采样模块从所述USB接口与所述第二二极管之间，采集所述USB接口输入的电源电压。

9.如权利要求1-3任一项所述的电机驱动器，其特征在于，所述主电输入模块包括相互连接的主电电源和开关电源，所述开关电源与所述电源转换模块连接，所述开关电源用于将所述主电电源转换成5V电压输入所述电源转换模块。

10.如权利要求1-3任一项所述的电机驱动器，其特征在于，所述处理器核心模块还包括通信模块和数据存储器；所述通信模块包括以下至少之一：RS232通信模块、USB通信模块。

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