一種制動(dòng)開關(guān)電路和制動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種制動(dòng)開關(guān)電路和制動(dòng)控制系統(tǒng)涉及一種制動(dòng)開關(guān)電路，包括驅(qū)動(dòng)電路和IGBT開關(guān)管，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與IGBT開關(guān)管的門極相連，所述IGBT開關(guān)管的發(fā)射極與負(fù)電源總線相連，集電極通過制動(dòng)電阻與正電源總線相連。本實(shí)用新型還涉及一種基于8位單片機(jī)的制動(dòng)控制系統(tǒng)，包括核心處理器，電源電路，上述制動(dòng)開關(guān)電路，AD采樣電路，交互式輸出電路和交互式輸入電路。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)小功率驅(qū)動(dòng)及較低的飽和壓降。
【專利說明】一種制動(dòng)開關(guān)電路和制動(dòng)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工控領(lǐng)域的制動(dòng)控制系統(tǒng)，特別是涉及一種制動(dòng)開關(guān)電路和制動(dòng)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]工控領(lǐng)域現(xiàn)有的變頻器制動(dòng)控制技術(shù)中，主流有通過模擬電路來實(shí)現(xiàn)和通過數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)。模擬電路技術(shù)在整個(gè)制動(dòng)控制系統(tǒng)中均以模擬的電子電路來實(shí)現(xiàn)，因此簡(jiǎn)單易行，且價(jià)格也相對(duì)較低。在制動(dòng)控制系統(tǒng)的閥值采樣中，由于模擬電路技術(shù)采用模擬的電子電路進(jìn)行采樣，受元器件精度影響很大，因此制動(dòng)控制中無法實(shí)現(xiàn)對(duì)閥值得精確采樣且易受到外界的干擾。且在模擬電路技術(shù)中由于沒有采用數(shù)字處理器，因此無法實(shí)現(xiàn)智能化的調(diào)節(jié)控制，也無法實(shí)現(xiàn)智能化的人機(jī)交互。而數(shù)字電路技術(shù)在制動(dòng)控制系統(tǒng)中，大多數(shù)以一個(gè)32位核心的數(shù)字處理器作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心加之其他外圍電路，可以實(shí)現(xiàn)智能化以及高精度，但是這也造成了成本的增加，且僅僅從應(yīng)用來說對(duì)數(shù)字處理器的資源也是一種浪費(fèi)，因此智能在大功率或者高端的制動(dòng)控制系統(tǒng)中得以應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種制動(dòng)開關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)小功率驅(qū)動(dòng)及較低的飽和壓降。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種制動(dòng)開關(guān)電路，包括驅(qū)動(dòng)電路和IGBT開關(guān)管，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與IGBT開關(guān)管的門極相連，所述IGBT開關(guān)管的發(fā)射極與負(fù)電源總線相連，集電極通過制動(dòng)電阻與正電源總線相連。
[0005]所述驅(qū)動(dòng)電路由兩個(gè)三極管構(gòu)成。
[0006]所述驅(qū)動(dòng)電路為場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽電路。
[0007]所述驅(qū)動(dòng)電路由集成電路TLP250構(gòu)成。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:還提供一種基于8位單片機(jī)的制動(dòng)控制系統(tǒng)，包括核心處理器，電源電路，如上述的制動(dòng)開關(guān)電路，AD采樣電路，交互式輸出電路和交互式輸入電路，所述核心處理器的PWM信號(hào)輸出端與所述制動(dòng)開關(guān)電路中的驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連；所述核心處理器分別與電源電路、AD采樣電路，交互式輸出電路和交互式輸入電路相連。
[0009]所述電源電路采用母線引入的方式提供電源。
[0010]所述交互式輸出電路包括了四位數(shù)碼顯示電路和LED指示電路。
[0011]所述核心處理器還與RS232通訊電路相連。
[0012]有益效果
[0013]由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本實(shí)用新型以IGBT作為開關(guān)管可以實(shí)現(xiàn)小功率的驅(qū)動(dòng)及較低的飽和壓降。同時(shí)本實(shí)用新型還成功的實(shí)現(xiàn)了基于8位單片機(jī)STM8S106的制動(dòng)控制系統(tǒng)的搭建，在制動(dòng)延時(shí)中顯示在200ns以內(nèi)，并針對(duì)制動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特有操作系統(tǒng)的移植?？赏瑫r(shí)處理AD采樣，數(shù)碼顯示，按鍵輸入，串口通訊等功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型中開關(guān)電路的電路圖
[0015]圖2是本實(shí)用新型中采用兩個(gè)三極管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型中采用場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型中采用集成電路構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型的制動(dòng)框架示意圖；
[0019]圖6是本實(shí)用新型的流程圖；
[0020]圖7是本實(shí)用新型中數(shù)碼顯示與人機(jī)交互示意圖；
[0021]圖8是本實(shí)用新型與上位機(jī)通訊工作示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0023]本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式涉及一種制動(dòng)開關(guān)電路，如圖1所示，包括驅(qū)動(dòng)電路和IGBT開關(guān)管，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與IGBT開關(guān)管的門極相連，所述IGBT開關(guān)管的發(fā)射極與負(fù)電源總線相連，集電極通過制動(dòng)電阻與正電源總線相連。其中，驅(qū)動(dòng)電路完成將波形的高電平增加以達(dá)到驅(qū)動(dòng)能力，低電平將為負(fù)值以確保IGBT開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的關(guān)斷狀態(tài)。IGBT開關(guān)管部分是開關(guān)電路的核心，以IGBT作為開關(guān)管可以實(shí)現(xiàn)小功率的驅(qū)動(dòng)及較低的飽和壓降。
[0024]如圖2所示，所述驅(qū)動(dòng)電路由兩個(gè)三極管構(gòu)成。該驅(qū)動(dòng)電路適合于低頻小功率驅(qū)動(dòng)，當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，三極管VTl導(dǎo)通，輸出電壓對(duì)應(yīng)控制的IGBT開關(guān)管導(dǎo)通，當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，三極管VT2導(dǎo)通，輸出電壓對(duì)應(yīng)控制的IGBT開光管被關(guān)斷。
[0025]如圖3所示，所述驅(qū)動(dòng)電路為場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽電路。該驅(qū)動(dòng)電路的工作原理與三極管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路的原理相同，這種電路的高頻峰值驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)1A以上，適用于大功率IGBT器件。
[0026]如圖4所示，所述驅(qū)動(dòng)電路由集成電路TLP250構(gòu)成。TLP250內(nèi)置光電耦合器的隔離電壓可達(dá)2500V，上升和下降時(shí)間均小于0.5微秒，輸出電流達(dá)0.5A，可直接驅(qū)動(dòng)50A/1200V以內(nèi)的IGBT開關(guān)管。外加推挽放大晶體管后，可驅(qū)動(dòng)電流容量更大的IGBT開關(guān)管。由TLP250構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)器體積小，成本低。
[0027]本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式涉及一種基于8位單片機(jī)的制動(dòng)控制系統(tǒng)，如圖5所不，包括核心處理器，電源電流，第一實(shí)施方式中的制動(dòng)開關(guān)電流，AD米樣電流,交互式輸出電流、交互式輸入電流和通訊電流。
[0028]核心處理器采用8位單片機(jī)，其中，8位單片機(jī)可以是STM8S105C6，來完成其余各部分?jǐn)?shù)據(jù)處理和交換，因此它也是整個(gè)制動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部分。該處理器采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)加中斷的方式來進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度，以確保各處理任務(wù)的實(shí)時(shí)同步運(yùn)行，在中斷處理中以調(diào)度的最高優(yōu)先級(jí)確保優(yōu)先運(yùn)行，并增加實(shí)時(shí)跟蹤任務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，以確系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。值得一提的是，采用STM8S105C6實(shí)現(xiàn)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)和中斷方式是在本領(lǐng)域中已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，本申請(qǐng)并沒有對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)，因此不再贅述。
[0029]電源電路主要實(shí)現(xiàn)為整個(gè)控制系統(tǒng)提供電源，為實(shí)現(xiàn)智能化控制電源部分采用從母線引入無需外接電源。電源電路可以是在不同電壓下完成各部分電源供給的SPS電路。
[0030]AD采樣電路在將采樣信號(hào)處理后送入核心處理器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化閥值判定，AD采樣電路與交互式輸入電路結(jié)合在核心處理器的作用下可以實(shí)現(xiàn)智能化閥值的設(shè)定，可使制動(dòng)控制系統(tǒng)更柔性化。其中，交互式輸入電路可以為3個(gè)按鍵的輸入電路。
[0031]交互式輸出電路包括了四位數(shù)碼顯示電路和LED指示電路。其中四位數(shù)碼顯示電路在核心處理單元的操作下實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示功能，以達(dá)到直觀顯示的效果，并且可以與交互式輸入部分相結(jié)合，在核心處理器的作用線實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作。LED指示電路在核心處理器的相關(guān)控制下，可以實(shí)現(xiàn)直觀的狀態(tài)指示。如圖6所示，AD采樣部分與制動(dòng)開關(guān)部分相結(jié)合，在核心控制單元的操作下，組成的自調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，而交互式輸出部分中的LED指示電路完成狀態(tài)的指示。如圖7所示，數(shù)碼顯示電路與交互式輸入相結(jié)合，在核心控制的驅(qū)動(dòng)下完成人機(jī)交互。
[0032]所述核心處理器還與通訊電路相連，通訊電路由簡(jiǎn)單的232通訊電路組成，可實(shí)現(xiàn)與外界的通訊連接，例如可以和PC機(jī)連接來實(shí)現(xiàn)上位機(jī)控制操作。在實(shí)際應(yīng)用中該通訊電路還可實(shí)現(xiàn)核心處理單元的程序下載功能。如圖8所示，該制動(dòng)控制系統(tǒng)中的核心處理單元通過通訊部分可以和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化控制，相關(guān)的數(shù)據(jù)通訊傳輸。
[0033]不難發(fā)現(xiàn)，整個(gè)制動(dòng)控制系統(tǒng)采用低成本的8位單片機(jī)，外圍電路均采用簡(jiǎn)單的專有電子電路，因此成本較低。在單片機(jī)中又移植入專有的操作系統(tǒng)，因此可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性機(jī)智能化。
【權(quán)利要求】
1.一種制動(dòng)開關(guān)電路，包括驅(qū)動(dòng)電路和IGBT開關(guān)管，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與IGBT開關(guān)管的門極相連，所述IGBT開關(guān)管的發(fā)射極與負(fù)電源總線相連，集電極通過制動(dòng)電阻與正電源總線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)開關(guān)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路由兩個(gè)三極管構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)開關(guān)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路為場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)開關(guān)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路由集成電路TLP250 構(gòu)成。
5.一種基于8位單片機(jī)的制動(dòng)控制系統(tǒng),包括核心處理器，電源電路，如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的制動(dòng)開關(guān)電路，AD米樣電路,交互式輸出電路和交互式輸入電路，其特征在于，所述核心處理器的PWM信號(hào)輸出端與所述制動(dòng)開關(guān)電路中的驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連；所述核心處理器分別與電源電路、AD采樣電路，交互式輸出電路和交互式輸入電路相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于8位單片機(jī)的制動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源電路采用母線引入的方式提供電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于8位單片機(jī)的制動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述交互式輸出電路包括了四位數(shù)碼顯示電路和LED指示電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于8位單片機(jī)的制動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述核心處理器還與RS232通訊電路相連。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203941412SQ201420316979
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】戴佩剛, 馬永濱, 李銳華, 代瑞華, 張遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:上海申睿電氣有限公司