[发明专利]应用于伺服驱动器的能耗制动系统

说明书

本发明提供了一种应用于伺服驱动器的能耗制动系统，包括母线电压分压采样网络、模拟隔离放大器、差动放大单元、一阶低通滤波器、控制单元、能耗制动电路单元；母线电压分压采样网络用于指示采样单元工作状态和滤除采样的母线电压中的高频分量获得分压值；模拟隔离放大器将分压值经模拟隔离放大后转换成差分信号；差动放大单元对差分信号进行放大；一阶低通滤波器过滤差动放大单元输出信号中的高频分量；控制单元包括DSP和FPGA，DSP对差分信号进行处理输出指令到FPGA，FPGA根据指令并输出对应指令。

技术领域

本发明涉及一种伺服驱动器的母线电压检测与过压处理技术，特别是一种伺服驱动器的母线电压检测与过压处理。

背景技术

伺服系统由正常运行变为停止制动状态时，由于系统为能量单向流动型，即电网能量经整流逆变单元后转换成转子的机械能(不考虑其它损耗)，系统突然紧急停止运行或频繁制动时，电机将工作在发电状态下，但产生的能量无法通过整流桥反馈到电网中，这时电路中的电容因不断地充电而导致其电压的升高，如果超过电路中功率器件的电压容限，这些器件就会被击穿而导致损坏，因此需要给系统加入给多余能量提供泄放通路的能耗制动单元。

伺服驱动器主电路中有大量功率器件存在，且电机制动时产生的反电势中含有大量的谐波成分，因此如何保证采样精度、提高抗干扰能力与隔离性是设计能耗制动系统时需要重点考虑的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于伺服驱动器的能耗制动系统。

实现本发明目的的技术方案为：一种应用于伺服驱动器的能耗制动系统，包括母线电压分压采样网络、模拟隔离放大器、差动放大单元、一阶低通滤波器、控制单元、能耗制动电路单元；母线电压分压采样网络用于指示采样单元工作状态和滤除采样的母线电压HVCC中的高频分量获得分压值VHPOWER；模拟隔离放大器将分压值VHPOWER经模拟隔离放大后转换成差分信号VHDC+和VHDC-；差动放大单元对差分信号VHDC+和VHDC-进行放大；一阶低通滤波器过滤差动放大单元输出信号中的高频分量；控制单元包括DSP和FPGA，DSP对VHDC值进行处理输出对应的Cmd和Protect指令到FPGA，FPGA接收和处理Cmd和Protect指令并输出对应的Q1_Open指令和PWM_Enable指令；能耗制动电路单元在FPGA的驱动下控制第一IGBT管的通断；PWM_Enable指令用于控制阻断PWM脉冲信号的向后传递。

进一步地，母线电压分压采样网络包括设置于母线电压HVCC和母线参考地HGND之间且串联的第五电阻、第二二极管、第六电阻，以及并联于第六电阻两侧的第一电容；其中第二二极管阳极与第五电阻连接且阴极与第六电阻连接，第二二极管阴极输出滤除高频分量的分压值VHPOWER：

进一步地，模拟隔离放大器的型号为HCPL-7840，且分压值VHPOWER从VIN+进入模拟隔离放大器。

进一步地，差动放大单元包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二电容、第三电容、放大器；输出VHDC-的引脚分别接第七电阻第一引脚和第九电阻第二引脚，输出VHDC+的引脚分别接第七电阻第二引脚和第八电阻第二引脚，第九电阻第一引脚分别接放大器反相输入端、第十一电阻第二引脚、第三电容第二引脚，第八电阻第一引脚分别接放大器同相输入端、第十电阻第二引脚、第二电容第二引脚，放大器输出端分别接第十一电阻第一引脚、第三电容第一引脚，第十电阻第一引脚、第二电容第一引脚接地；差动放大单元的放大倍数为或

进一步地，一阶低通滤波器包括第十二电阻和第四电容；其中第十二电阻第二引脚与放大器连接，第十二电阻第一引脚分别与第四电容第一引脚和DSP连接，第四电容第二引脚接地。