CN217234205U - 一种带有异常检测电路的制动单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有异常检测电路的制动单元，包括MCU、IGBT制动电路和异常检测电路；IGBT制动电路中IGBT模块的基极连接MCU的P1.1端，IGBT模块的集电极分别连接电阻R7的一端、二极管D1的阳极和IGBT异常检测电路中光电耦合器PC1的输入侧一端，电阻R7的另一端和二极管D1的阴极均连接母线P+,IGBT模块的基极、发射极和光电耦合器PC1的输入侧另一端均连接母线N‑，光电耦合器PC1的输出侧一端连接供电电压VCC，光电耦合器PC1的输出侧另一端分别接地和连接MCU的P1.0端。MCU根据光电耦合器PC1输出侧的电平，判断IGBT模块是否异常，若异常则MCU动作。

Description

一种带有异常检测电路的制动单元

技术领域

本实用新型涉及伺服驱动器技术领域，更具体地说涉及一种带有异常检测电路的制动单元。

背景技术

现有伺服驱动器中都带有一个保护伺服驱动器的制动单元，制动单元包括有IGBT模块，而在IGBT模块发生异常时，只能在伺服驱动器有异常时才能知晓IGBT模块有问题，这时伺服驱动器可能有损坏。

有鉴于此，本发明人在此基础上进行深入研究，遂有本案的产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有异常检测电路的制动单元，其可实时检测IGBT模块，以避免IGBT模块异常而无法保护伺服驱动器而造成伺服驱动器损坏。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种带有异常检测电路的制动单元，包括IGBT制动电路、IGBT 异常检测电路和MCU，所述IGBT制动电路包括IGBT模块、电阻R7、电阻R8和续流二极管D1，所述IGBT异常检测电路包括电阻R1和光电耦合器PC1；

所述IGBT模块的基极分别连接所述MCU的P1.1端口和通过所述电阻R8连接母线N-，所述IGBT模块的集电极分别连接所述电阻R7 的第一端、所述续流二极管D1的阳极和所述电阻R1的第一端，所述电阻R7的第二端和所述续流二极管D1的阴极连接母线P+；所述电阻R1的第二端分别连接所述光电耦合器PC1的输入侧的第一端和母线N-，所述IGBT模块的发射极和所述光电耦合器PC1的输入侧的另一端均连接所述母线N-，所述光电耦合器PC1的输出侧的一端连接供电电压VCC，所述光电耦合器PC1的输出侧的另一端分出两路,一路通过电阻R6接地，另一路连接所述MCU的P1.0端口。

所述IGBT异常检测电路还包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6以及电容C1，所述电阻R1的第二端依次连接所述电阻R2、所述电阻R3和所述电阻R4，所述电阻R4的一端分别连接所述电容C1的第一端、所述电阻R5的一端和所述光电耦合器PC1的输入侧的第一端；所述电容C1的另一端和所述电阻R5的另一端均连接所述母线N-，所述光电耦合器PC1的输出侧的第二端通过所述电阻 R6接地。

所述P1.0端口为INT1中断输入口，所述P1.1端口为GB制动信号输出口。

所述IGBT模块中的三极管可替换为MOS管。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：MCU根据采集母线P+和母线N-之间的电压，以输出或关闭GB制动信号，即，在伺服驱动器正常工作时，一旦检测到母线电压PN升高到制动准位，MCU 发出制动信号给伺服驱动器，以使伺服驱动器停止工作；当母线电压 PN低于制动准位时，则MCU不动作，伺服驱动器正常工作；同时MCU 根据光电耦合器PC1输出侧的电平，判断IGBT模块是否异常，若IGBT 模块异常则MCU通过伺服驱动器中的显示面板发出故障报警指示；这样实现对IGBT模块的实时检测，避免IGBT模块异常而无法保护伺服驱动器而造成伺服驱动器损坏。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2为本实用新型的电路连接示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

一种带有异常检测电路的制动单元，适用于常规的伺服驱动器中，如图1-2所示，包括IGBT制动电路、IGBT异常检测电路和MCU， IGBT制动电路的信号输出端连接IGBT异常检测电路的信号输入端， IGBT异常检测电路的信号输出端连接MCU的信号输入端，且MCU的信号输出端连接IGBT制动电路的信号输入端。

具体来讲，上述的MCU设置有用于INT1中断信号输入的P1.0端口和用于GB制动信号输出的P1.1端口，在本实施例中，MCU为现有常规的控制主板。

进一步地，IGBT制动电路包括IGBT模块、续流二极管D1、电阻 R7和电阻R8,IGBT制动电路的具体电路连接为：IGBT模块的基极分别连接MCU的P1.1端口和电阻R8的一端，电阻R8的另一端和IGBT 模块的发射极均连接母线N-，IGBT模块的集电极分别连接续流二极管D1的阳极、电阻R7的一端和IGBT异常检测电路的输入端，续流二极管D1的阴极和电阻R7的另一端均连接母线P+。其中，上述电阻R7的阻值范围通常为：25-300Ω之间。

在伺服驱动器正常工作时，IGBT制动电路中的MCU发出的GB制动信号一直为低电平，IGBT制动电路不动作；当负载能量因电机制动反灌时，母线电压PN升高，一旦达到制动准位，MCU发出的GB制动信号，此时GB制动信号为高电平，使得IGBT模块导通，电阻R7 串接在母线电压PN之间，消耗反灌的能量，以抑制母线电压PN抬升，从而保证伺服驱动器的正常工作。其中，母线电压PN为母线P+和母线N-之间的电压。

进一步地，IGBT异常检测电路包括光电耦合器PC1、电容C1和若干个电阻,各电阻分别为电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，IGBT异常检测电路的具体电路连接为：

IGBT模块的集电极依次连接电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4,电阻R4的一端分别连接电容C1的第一端、电阻R5的第一端和光电耦合器PC1的输入侧的第一端，光电耦合器PC1的输入侧的第二端、电阻R5的第二端和电容C1的第二端均连接母线N-；光电耦合器PC1的输出侧的第一端连接供电电压VCC，光电耦合器PC1的输出侧的第二端分出两路，一路通过电阻R6接地，另一路连接MCU的P1.0端口。其中，电阻R7的阻值分别小于电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4 的阻值。

在本实施例中，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4均为限流电阻，电阻R5为泄放电阻，电阻R6为下拉电阻,电阻R7为制动电阻。

在MCU未发出GB制动信号时，IGBT模块不动作，即IGBT模块处于截止状态，母线电压PN依次经过电阻R7、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的限流后，光电耦合器PC1的输出侧导通，光电耦合器PC1的输出侧为高电平，在MCU检测到高电平时，则判断为IGBT 模块处于正常状态，不进行任何报警处理；若IGBT模块发生异常而导通时，则IGBT模块的集电极和发射极之间的电压因电阻R7的消耗而接近0V，使得光电耦合器PC1的输入侧截止，从而使光电耦合器 PC1的输出侧也同样截止，此时光电耦合器PC1的输出侧为低电平， MCU检测到低电平，则判断IGBT模块异常，故MCU发出报警信号给伺服驱动器，并在伺服驱动器的显示面板中显示故障报警指示，同时伺服驱动器停止运行。

在MCU发出GB制动信号时，以使IGBT模块导通，IGBT模块的集电极和发射极之间的电压因电阻R7的消耗而接近0V，光电耦合器 PC1的输入侧截止，光电耦合器PC1的输出侧也同样截止，使光电耦合器PC1的输出侧为低电平，MCU检测到低电平时，则判断IGBT模块处于正常状态，MCU不进行任何报警处理；一旦IGBT模块异常而处于截止状态时，IGBT模块的集电极和发射极之间的电压，因IGBT 模块的集电极和发射极分别对应连接电阻R7的一端和接地，故接近于母线电压PN,故使得光电耦合器PC1的输入侧导通，从而使光电耦合器PC1的输出侧导通，光电耦合器PC1的输出侧由低电平变成高电平，MCU检测到高电平，则判断IGBT模块异常，即制动单元异常，则MCU通过伺服驱动器的显示面板发出故障报警指示，以使伺服驱动器停止运行。

本实用新型一种带有异常检测电路的制动单元，MCU根据采集母线电压PN的数值，以输出或关闭GB制动信号，展开说，在伺服驱动器正常工作时，一旦检测到母线电压PN升高到制动准位，MCU发出制动信号给伺服驱动器，以使伺服驱动器停止工作；当母线电压PN 低于制动准位时，则MCU不动作，伺服驱动器正常工作；同时MCU也根据光电耦合器PC1的输出侧得电平，判断IGBT模块是否异常，若 IGBT模块异常则MCU输出报警信号，以使伺服驱动器的显示面板显示故障报警指示，伺服驱动器停止运行，直至排查出伺服驱动器的故障原因。

在本实用新型中，上述的IGBT模块中的三极管可以替换为常规的MOS管。

以上所述仅为本实施例的优选实施例，凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本实用新型的权利要求范围。

Claims (4)

1.一种带有异常检测电路的制动单元，其特征在于：包括IGBT制动电路、IGBT异常检测电路和MCU，所述IGBT制动电路包括IGBT模块、电阻R7、电阻R8和续流二极管D1，所述IGBT异常检测电路包括电阻R1和光电耦合器PC1；

所述IGBT模块的基极分别连接所述MCU的P1.1端口和通过所述电阻R8连接母线N-，所述IGBT模块的集电极分别连接所述电阻R7的第一端、所述续流二极管D1的阳极和所述电阻R1的第一端，所述电阻R7的第二端和所述续流二极管D1的阴极连接母线P+；所述电阻R1的第二端分别连接所述光电耦合器PC1的输入侧的第一端和母线N-，所述IGBT模块的发射极和所述光电耦合器PC1的输入侧的另一端均连接所述母线N-，所述光电耦合器PC1的输出侧的一端连接供电电压VCC，所述光电耦合器PC1的输出侧的另一端分出两路,一路通过电阻R6接地，另一路连接所述MCU的P1.0端口。

2.根据权利要求1所述的一种带有异常检测电路的制动单元，其特征在于：所述IGBT异常检测电路还包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6以及电容C1，所述电阻R1的第二端依次连接所述电阻R2、所述电阻R3和所述电阻R4，所述电阻R4的一端分别连接所述电容C1的第一端、所述电阻R5的一端和所述光电耦合器PC1的输入侧的第一端；所述电容C1的另一端和所述电阻R5的另一端均连接所述母线N-，所述光电耦合器PC1的输出侧的第二端通过所述电阻R6接地。

3.根据权利要求2所述的一种带有异常检测电路的制动单元，其特征在于：所述P1.0端口为INT1中断输入口，所述P1.1端口为GB制动信号输出口。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种带有异常检测电路的制动单元，其特征在于：所述IGBT模块中的三极管替换为MOS管。

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