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专利号: 2016111960174
申请人: 广东技术师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种伺服驱动器,其特征在于,所述伺服驱动器包括内部装置和外壳;所述外壳,用于封装所述伺服驱动器;所述内部装置包括功率驱动板、电源板、CPU板和IO板四个部分,且所述功率驱动板、电源板、CPU板和IO板通过板与板之间的连接件相连;所述伺服驱动器采用电池或者直流电源供电;所述伺服驱动器内置一个16K步程序容量的PLC控制器和多种通讯端口;所述通讯端口包括RS422通讯接口、RS485通讯接口、IBUS扩展接口、DBUS扩展接口以及WIFI/蓝牙;

所述功率驱动板包括:MOSFET逆变整流装置,刹车MOSFET及驱动装置,母线电容阵列装置,NTC,MOSFET驱动装置,相电流采集装置,短路保护装置,母线电流采集装置,母线电压采集装置,BLDC过零检测装置;

所述MOSFET逆变阵列装置由IRF7759器件组成,并采用DirectFET方式进行封装;

所述刹车MOSFET及驱动装置,用于输出刹车指令;

所述母线电容阵列装置,采用6颗10mm*10mm的贴片电解电容;所述电解电容的耐压

80V,47uF;

所述NTC:靠近MOSFET放置,NTC分压输入CPLD的ADC采集处理;

所述MOSFET驱动装置,采用IRS2186元器件;当模块电流<=200A时,使用3个IRS2186元器件;当模块电流>200A时,使用6个IRS2186元器件;所述MOSFET采用IRF7759元器件作为所述MOSFET的功率器件;所述IRF7759元器件在10V栅极驱动电压下只有1.8mohms;

所述相电流采集装置,采用2512进行封装;所述相电流采集装置的输出U相和输出V相分别串联锰铜分流器电阻;所述相电流采集装置的额定功率为3W;

所述短路保护装置,为输入母线电容和逆变阵列之间串联锰铜分流器电阻,所述锰铜分流器电阻的数量\阻值选择与电流的对应关系与相电流一致;并将分流器上产生的电压输入到AD8418上进行放大,AD8418的输出通过比较器与2.5V REF比较,比较的结果输入CPLD,判断母线是否过流;

所述母线电流采集装置,用于通过输入母线电容和逆变阵列之间串联锰铜分流器电阻,所述锰铜分流器电阻的数量\阻值选择与电流的对应关系与相电流一致,并将分流器上产生的电压输入到AD8418上进行放大,后进入CPLD的ADC采集母线电流;

所述母线电压采集装置用于通过所述锰铜分流器电阻分压1/25后,进入CPLD的ADC采集母线电压;

所述BLDC过零检测装置用于判断单相交流电源的频率、电压反相点,为调节伺服电机的转速或者频率提供依据。

2.根据权利要求1所述一种伺服驱动器,其特征在于,所述外壳包括上盖、中框和底座;

所述上盖采用铝合金数控的方式加工;所述上盖的氧化层厚度在30um以上。

3.根据权利要求1所述一种伺服驱动器,其特征在于,所述电源板包括:多路输出电源和WIFI/蓝牙电路;

所述多路输出电源,通过一个输入12V-60V,输出5V的开关电源得到5V/1A主电源,再由所述5V/1A主电源转换成多路输出电源,所述多路输出电源包括:+5V电源、+12V电源、+3.3V电源、+1.35V电源、+1.2V电源、以及2.5V电源;

所述WIFI/蓝牙电路通过串口与CPU通讯;其中,所述WIFI/蓝牙电路采用陶瓷天线;所述WIFI/蓝牙电路内设一个具有FLASH存储的ESP8622元器件。

4.根据权利要求1所述一种伺服驱动器,其特征在于,所述CPU板包括:CPU和CPLD器件;

所述CPU包括:NXPLPC3250最小系统、MAX10最小系统和存储器;

所述存储器,采用1MB的SRAM作为存储器扩展,并挂在所述CPU处理器的外部并行总线上;

所述CPLD器件,为所述CPU的外部设备,挂所述CPU的外部并行总线上;所述CPLD芯片选用ALTERA MAX10系列CPLD,包括:10M08SAU169C8G,8KLE以及带8路12BitADC;所述CPLD芯片采用3.3V的单电源供电。

5.根据权利要求1所述一种伺服驱动器,其特征在于,所述IO板包括通讯接口部分、IO部分以及编码器电路接口;

所述通讯接口部分内置PLC控制器和通讯接口;

所述IO部分,用于为输入输出外部数字量;所述IO部分支持8个数字输入和8个数字输出的数字电路;所述IO部分中每个输入点和输出点用于通过所述PLC控制器来配置不同的功能信号;

所述编码器电路包括2500线增量\省线编码器和通型编码器;所述通讯型编码器包括多摩川、SSI、BISS、Endat、Hyperface DSL。

6.根据权利要求5所述一种伺服驱动器,其特征在于,所述通讯接口包括RS422通讯接口、RS485通讯接口、IBUS扩展接口、DBUS扩展接口、WIFI/蓝牙接口;

所述RS422通讯接口是一种全双工差分接口,用于连接PC上的开发环境编程、下载程序和连接市面上常用的人机界面;

所述RS485通讯接口是一种半双工的差分接口,用于支持MODBUS主/从站协议、自定义协议以及支持编程扣协议和用于扩展其他的设备;

所述IBUS扩展接口是基于所述RS485通讯接口的电平,用于支持内部通讯协议IBUS和扩展全系列的PLC扩展模块;

所述DBUS扩展接口是基于所述RS485通讯接口,用于支持内部通讯协议DBUS;

所述WIFI/蓝牙接口,用于无线或者蓝牙接收通讯信息。

7.根据权利要求5所述一种伺服驱动器,其特征在于,所述PLC控制器的功能代码在所述CPU处理器内,并与所述CPU控制共享存储器,用于方便访问驱动器内部的各个参数和状态变量。