專利名稱:一種多種電壓故障模式的檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及伺服電機(jī)控制故障檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種多種電壓故障模式的檢測(cè)電路。檢測(cè)電路包括分壓電路，基準(zhǔn)電壓電路，比較電路以及隔離輸出電路。檢測(cè)方法步驟包含有調(diào)整監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓及基準(zhǔn)電壓，檢測(cè)出光電耦合器的電平輸出，根據(jù)該輸出電壓電平來判斷該系統(tǒng)的電壓故障模式。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)的故障檢測(cè)有包括過電壓檢測(cè)、欠電壓檢測(cè)，再生過載檢測(cè)、再生故障檢測(cè)以及交直流電檢測(cè)。本實(shí)用新型只采用一個(gè)電壓檢測(cè)電路就解決多種電壓故障模式檢測(cè)的問題，效率高，電路簡(jiǎn)潔，體積小，對(duì)伺服電機(jī)控制器具有良好的檢測(cè)效果。
【專利說明】—種多種電壓故障模式的檢測(cè)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及伺服電機(jī)控制故障檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種多種電壓故障模式的檢測(cè)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的伺服控制器的電壓檢測(cè)多數(shù)采用傳感器及一種單一電壓故障模式的檢測(cè)電路。
[0003]常見的電流檢測(cè)及過流保護(hù)電路為:電流檢測(cè)信號(hào)來自逆變器U、V兩相輸出端的霍爾元件，霍爾元件通過插座CN2獲得15V電源。U、V兩相電流檢測(cè)信號(hào)經(jīng)首級(jí)運(yùn)放A6和A5放大20倍后送入兩級(jí)運(yùn)放A8和A7。
[0004]過壓和欠電壓保護(hù)電路為:直流電壓檢測(cè)從中間直流回路兩端采集信號(hào)。直流高電壓(約600V)經(jīng)R61、R62分壓后，分別送至四個(gè)比較器Al?A4的正相輸入端與四個(gè)參考電壓A、B、C、D比較，以完成過壓和欠壓保護(hù)并通知CPU發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。
[0005]但如果實(shí)現(xiàn)多種電壓故障模式的電壓檢測(cè)，傳感器及多個(gè)多種電壓故障模式的檢測(cè)電路的成本較高，體積大，且對(duì)傳感器在電壓采樣上的應(yīng)用要具備較高的技術(shù)要求，另夕卜，現(xiàn)在檢測(cè)方式中沒有進(jìn)行隔離及交直流的辨識(shí)，上述電路處于強(qiáng)電側(cè)的檢測(cè)信號(hào)容易受干擾，不太穩(wěn)定。
[0006]在要求較高的伺服電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般都要進(jìn)行各式各樣的電壓故障模式的檢測(cè)來判斷電源及控制電路的工作狀態(tài)，以便在超出設(shè)定的電壓值時(shí)對(duì)控制電路及重要部件進(jìn)行保護(hù)而不至于燒壞控制部件或者產(chǎn)生其他意外事故，其中過電壓檢測(cè)、欠電壓檢測(cè)，再生過載檢測(cè)、再生故障檢測(cè)是最常見的檢測(cè)方式，如圖1所示。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710169219.4，名稱為“過電壓檢測(cè)器和檢測(cè)過電壓的方法”的實(shí)用新型專利，公開了一種過電壓檢測(cè)器，其包括可操作以連接到所提供的電路的第二連接器的第一連接器，在該電路中第二連接器包括與所提供的電路中的第一電壓連接的第一引線。該過電壓檢測(cè)器還包括與第一連接器耦接的指示器電路，其中該指示器電路可操作以響應(yīng)第一連接器與第二連接器的連接來檢測(cè)第一電壓的過電壓。
[0008]另，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00610024574.8，名稱為“過欠電壓檢測(cè)電路”的實(shí)用新型專利，公開了公開了一種過欠電壓檢測(cè)電路，包括在地與電源之間串聯(lián)連接的三個(gè)電阻R1、R2和R3，一過欠壓選擇電路模塊、兩個(gè)比較器、一個(gè)過欠電壓判斷電路模塊和一個(gè)參考電壓，過欠壓選擇電路模塊的兩個(gè)電壓采集端分別接在Rl和R2中部，電壓輸出端與比較器2的一個(gè)輸入端相連接；比較器2的輸出端與過欠壓選擇電路模塊的反饋信號(hào)輸入端相連接；另一比較器I的一個(gè)輸入端與Rl不接地的一端相連接，過欠電壓判斷電路模塊的兩個(gè)信號(hào)輸入端分別與兩個(gè)比較器的輸出端相連接。本實(shí)用新型只采用了一串電阻，減小了芯片的面積。
[0009]另關(guān)于再生過載檢測(cè)、再生故障檢測(cè)與過欠電壓檢測(cè)相結(jié)合的現(xiàn)有技術(shù)基本處于無的狀態(tài)，且現(xiàn)有具有的多功能檢測(cè)電路關(guān)于伺服控制器方面的暫無，其它領(lǐng)域的也較為復(fù)雜、龐大，難以很好地運(yùn)用到伺服控制器的多種故障檢測(cè)上。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]為了克服現(xiàn)有技術(shù)成本較高、體積較大、電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，功能單一的不足，本實(shí)用新型提供了一種多種電壓故障模式的檢測(cè)電路及其檢測(cè)方法。
[0011]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種多種電壓故障模式的檢測(cè)電路，檢測(cè)電路包括分壓電路，基準(zhǔn)電壓電路，比較電路以及隔離輸出電路，
[0012]所述分壓電路包括:一分壓采樣電阻，用于采樣主回路的監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓；
[0013]所述基準(zhǔn)電壓電路包括:一基準(zhǔn)電壓模塊，用來提供不同檢測(cè)功能的電壓門限基準(zhǔn)值；
[0014]所述比較電路:由多道比較器組成；
[0015]所述隔離輸出電路:由多個(gè)光電耦合器組成；
[0016]分壓電路及基準(zhǔn)電壓電路輸出的電平信號(hào)輸入到多功能比較電路，其產(chǎn)生低電平，通過隔離輸出電路輸出到外部的微處理器主控系統(tǒng)；
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述檢測(cè)電路，具體包括:電阻R1-R17、穩(wěn)壓管 Tl、二極管 D1-D2、Vcc、電容 C1-C6、四通道比較器 IC1A、IC2D、IC3B、IC3C、和光電耦合器PHC1-6 ；
[0018]所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)具體為:主回路直流電源P，再生電阻端電壓B以及輸入電源端R，S ；
[0019]所述分壓電路中，分壓采樣電阻為電阻Rl?R3，電阻R5、R6輔助分壓；
[0020]所述基準(zhǔn)電壓電路中，Vcc為門限電壓，提供基準(zhǔn)值；
[0021]所述比較電路由四通道比較器CIA、IC2D、IC3B、IC3C組成，其接口處均設(shè)有起濾波作用的電容，分別為C2、C3、C4、C7;
[0022]所述隔離輸出電路，具體包括光電稱合器PHC1-6,光電稱合器PHC1-6接于各分路末端實(shí)現(xiàn)隔離輸出。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型只采用一個(gè)電壓檢測(cè)電路就解決多種電壓故障模式檢測(cè)的問題，效率高，電路簡(jiǎn)潔，體積小，性價(jià)比高，極具應(yīng)用前景。

【附圖說明】

[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0025]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中常見電壓檢測(cè)的故障模式及檢測(cè)電壓示意圖。
[0026]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0027]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一檢測(cè)電路的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖2所示，為本實(shí)用新型的基本原理圖，電壓檢測(cè)電路將檢測(cè)到的交流電或直流電電平電壓輸出到微處理器，微處理器根據(jù)該輸出電壓電平來判斷該系統(tǒng)的電壓故障模式，同時(shí)，微處理器與再生制動(dòng)控制電路雙向控制，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)。
[0029]本實(shí)用新型的電壓檢測(cè)方法為:
[0030]( I)調(diào)整監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓及基準(zhǔn)電壓；
[0031](2)分壓采樣電阻及基準(zhǔn)電壓模塊輸出的電平信號(hào)輸入到多功能比較電路，在不同的故障模式下產(chǎn)生低電平，然后通過光電耦合器輸出到外部的微處理器主控系統(tǒng)，同時(shí)，輸入的交流電通過分壓電阻及穩(wěn)壓，通過光電耦合器輸出到微處理器主控系統(tǒng)；
[0032](3)微處理器主控系統(tǒng)檢測(cè)出光電I禹合器的電平輸出，根據(jù)該輸出電壓電平來判斷該系統(tǒng)的電壓故障模式。
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實(shí)用新型并能予以實(shí)施，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0034]本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電壓故障檢測(cè)電路，如圖3所示，包括電阻R1-R16、穩(wěn)壓管Tl、二極管Dl、Vcc、電容C1-C6、四通道比較器ICl和光電耦合器PHC1-4。其中，電阻Rl一端連接主回路直流電源P，另一端a連接到四通道比較器的第三通道的負(fù)極ICl管腳6，C4、C5起濾波作用，防止電壓波動(dòng)，此時(shí)電阻R1、R2及R3形成分壓采樣電阻。電源V。。通過電阻R4，經(jīng)過電阻R5和R6分壓后，接入電阻R7提供基準(zhǔn)電壓Vraef (c端)，連接到比較器的第三通道的正極ICl管腳7，電阻R8引入正反饋，構(gòu)成一個(gè)遲滯比較器，可以加快比較器的反應(yīng)速度，同時(shí)還可以免除由于電路寄生耦合而產(chǎn)生的自激振蕩。穩(wěn)壓管Tl和電容Cl可以保證一個(gè)穩(wěn)定濾波后的基準(zhǔn)電壓。
[0035]根據(jù)比較器輸出電壓的不同值(Vra=Vcx或V OL=0V)可以分別求出上門限電壓VT+和下門限電壓VT-分別為:
[0036]VT+= {[1+ (R7/R8)]X Vcref1-[ (R7/R8) XVol](公式-1)
[0037]VT-= {[1+ (R7/R8)]X VcrefH (R7/R8) XVoh](公式 _2)
[0038]Vcref= [ (R5+R6) / (R4+R5+R6) ] ] X Vcc(公式 _3)
[0039]那么門限寬度為=AVT=(R7/R8) X (VOH-VOL)(公式 _4)
[0040]通過調(diào)整電阻值R4、R5、R6、R7及R8可以很容易設(shè)定門限電壓及門限寬度，然后輸入到電阻Rll及光電耦合器PHC3，輸出滿足CMOS電平的O或1，實(shí)施了再生過載故障模式的電壓檢測(cè)。
[0041]如圖3所示，主回路電源P，通過分壓采樣電阻Rl、R2及R3，從電阻R2的b端輸入到四通道比較器的第一通道的負(fù)極ICl管腳4，C2起濾波作用，防止電壓波動(dòng)，上述的C端提供基準(zhǔn)門限電壓Vrarf，連接到比較器的第一通道的正極ICl管腳5，輸出端連接到電阻R9及光電耦合器PHCl，輸出滿足CMOS電平的O或1，當(dāng)b端輸入電壓Vb>Ve,ef，將會(huì)輸出高電平，通過調(diào)整電阻值R4、R5及R6可以很容易設(shè)定過電壓門限電壓，實(shí)施了過電壓故障模式的電壓檢測(cè)。
[0042]如上所述的b端同時(shí)輸入到四通道比較器的第二通道的正極ICl管腳11，C3起濾波作用，電源V。。通過電阻R4和R5，經(jīng)過電阻R6分壓后，提供基準(zhǔn)電SVdief (d端)，連接到比較器的第二通道的負(fù)極ICl管腳10，輸出端連接到電阻RlO及光電耦合器PHC2，輸出滿足CMOS電平的O或1，當(dāng)b端輸入電壓Vb〈VdMf，將會(huì)輸出高電平，通過調(diào)整電阻值R4、R5及R6可以很容易設(shè)定欠電壓門限電壓，實(shí)施了欠電壓故障模式的電壓檢測(cè)。
[0043]如圖3所示，其中R12—端連接再生電阻的B端，另一端e連接到四通道比較器的第四通道的正極ICl管腳9，電阻R13及電容C6分壓濾波，防止電壓波動(dòng)，如上所述的d端，連接到比較器的第四通道的負(fù)極ICl管腳8，提供基準(zhǔn)電壓VdMf，輸出端連接到電阻R14及光電耦合器PHC4，輸出滿足CMOS電平的O或1，當(dāng)b端輸入電壓Ve〈VdMf，將會(huì)輸出高電平，通過調(diào)整電阻值R4、R5及R6可以很容易設(shè)定欠電壓門限電壓，實(shí)施了再生故障模式的電壓檢測(cè)。
[0044]如圖3所示，其中R15 —端連接交流電的R端，另一端連接到光電耦合器PHC5的正極，交流電的S，T端分別連接到光電耦合器PHC5、PHC6的負(fù)極，電阻R16，R17及二極管Dl, D2可以起限電流及載波的作用，輸出端連接到光電耦合器PHC5，PHC6，輸出滿足CMOS電平的O或1，當(dāng)輸入為交流電，將會(huì)輸出高電平，如果輸入為直流電，將會(huì)輸出低電平，實(shí)施了交直流電源的識(shí)別檢測(cè)。
[0045]本實(shí)用新型的輸入電源端R，S，T可以有不同的交流電輸入，如200V或400V，通過使用不同的Vcc設(shè)定參考基準(zhǔn)電壓實(shí)現(xiàn)以上功能。其中200V輸入時(shí)，輸出的電平穩(wěn)定，便于微處理器的識(shí)別檢測(cè)，檢測(cè)效果比較準(zhǔn)確。400V輸入時(shí)，輸出的電平稍有浮動(dòng)，微處理器需經(jīng)過2~3次檢測(cè)，可識(shí)別準(zhǔn)確電平，判斷故障。
[0046]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多種電壓故障模式的檢測(cè)電路，其特征是，檢測(cè)電路包括分壓電路，基準(zhǔn)電壓電路，比較電路以及隔離輸出電路， 所述分壓電路包括:一分壓采樣電阻，用于采樣主回路的監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓； 所述基準(zhǔn)電壓電路包括:一基準(zhǔn)電壓模塊，用來提供不同檢測(cè)功能的電壓門限基準(zhǔn)值； 所述比較電路:由多道比較器組成； 所述隔離輸出電路:由多個(gè)光電耦合器組成； 分壓電路及基準(zhǔn)電壓電路輸出的電平信號(hào)輸入到多功能比較電路，其產(chǎn)生低電平，通過隔離輸出電路輸出到外部的微處理器主控系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種電壓故障模式的檢測(cè)電路，其特征是，所述檢測(cè)電路，具體包括:電阻R1-R17、穩(wěn)壓管Tl、二極管Dl-D2、Vcc、電容C1-C6、四通道比較器IC1A、IC2D、IC3B、IC3C、和光電耦合器PHC1-6 ； 所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)具體為:主回路直流電源P，再生電阻端電壓B以及輸入電源端R，S ； 所述分壓電路中，分壓采樣電阻為電阻Rl?R3，電阻R5、R6輔助分壓； 所述基準(zhǔn)電壓電路中，Vcc為門限電壓，提供基準(zhǔn)值； 所述比較電路由四通道比較器CIA、IC2D、IC3B、IC3C組成，其接口處均設(shè)有起濾波作用的電容，分別為C2、C3、C4、C7; 所述隔離輸出電路，具體包括光電稱合器PHC1-6,光電稱合器PHC1-6接于各分路末端實(shí)現(xiàn)隔離輸出。
【文檔編號(hào)】G01R15-06GK204287304SQ201420598124
【發(fā)明者】吳杰, 王鳴 [申請(qǐng)人]常州品博驅(qū)動(dòng)科技有限公司