本實用新型涉及工業(yè)控制技術領域，具體而言，涉及一種伺服驅動器及伺服驅動系統(tǒng)。

背景技術：

伺服驅動器是用來控制伺服電機(伺服馬達)的一種器件，一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位。從結構上看，伺服驅動器和變頻器差不多，但對元器件的精度和可靠性要求更高。伺服電機中AC220V伺服電機應用最為廣泛，現(xiàn)有的用于控制AC220V伺服電機的伺服驅動器體積較大，降低了伺服驅動器應用的靈活性和廣泛性，而市場上的小型化伺服驅動器一般為低壓產(chǎn)品，不能夠滿足常用電壓等級下小體積、低成本、高功率密度的要求。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種伺服驅動器及伺服驅動系統(tǒng)，以解決上述問題。

本實用新型實施例提供的伺服驅動器，包括產(chǎn)生控制信號的控制板，以及將所述控制板產(chǎn)生的控制信號放大以控制伺服電機工作狀態(tài)的功率板，所述功率板設置于所述控制板的一側，且與所述控制板存在間隔；

所述控制板包括控制板裸板，向所述功率板發(fā)送控制信號的微控制單元，向所述微控制單元輸入控制指令信號的通信器件，采集伺服電機編碼器產(chǎn)生的編碼信號的編碼通信電路，獲取編碼通信電路采集的編碼信號，根據(jù)所述編碼信號生成參考控制信號，并將所述參考控制信號發(fā)送至所述微控制單元的現(xiàn)場可編程門陣列控制器，以及為所述微控制單元、通信器件和現(xiàn)場可編程門陣列控制器提供工作電能的控制電源，所述通信器件和現(xiàn)場可編程門陣列控制器分別與所述微控制單元連接，所述編碼通信電路與所述現(xiàn)場可編程門陣列控制器連接，所述控制電源分別與所述微控制單元、通信器件和現(xiàn)場可編程門陣列控制器連接，所述微控制單元、通信器件、編碼通信電路、現(xiàn)場可編程門陣列控制器和控制電源設置于所述控制器裸板；

所述功率板包括功率板裸板，接收所述控制信號并對所述控制信號進行放大的功率模塊，通過外接直流電源為所述功率模塊提供電能的直流電源輸入端，采集所述功率模塊的電流信號的電流采集電路，以及與伺服電機連接以向伺服電機發(fā)送控制信號的電機輸出端，所述直流電源輸入端和電流采集電路分別與所述功率模塊連接，所述電機輸出端與所述電流采集電路連接，所述功率模塊和電流采集電路分別與所述微控制單元連接，所述功率模塊、直流電源輸入端、電流采集電路和電機輸出端設置于所述功率板裸板。

進一步地，所述控制板還包括改變控制電源輸出的電源電壓的電源轉換電路，所述電源轉換電路一端分別與所述微控制單元、通信器件和現(xiàn)場可編程門陣列控制器連接，另一端與所述控制電源連接。

進一步地，所述通信器件為以太網(wǎng)控制自動化技術通信模塊，所述以太網(wǎng)控制自動化技術通信模塊包括以太網(wǎng)控制自動化技術處理器和與所述以太網(wǎng)控制自動化技術處理器連接的控制輸入端和控制輸出端，所述以太網(wǎng)控制自動化技術處理器與所述微控制單元連接。

進一步地，所述編碼通信電路、控制輸入端和控制輸出端設置于所述控制板裸板的一側。

進一步地，所述功率板還包括對所述控制板的弱電流和所述功率板的強電流進行隔離的隔離電路，所述微控制單元和功率模塊通過所述隔離電路連接。

進一步地，所述功率板還包括抑制所述功率模塊的浪涌電壓和浪涌電流的吸收電路，所述吸收電路與所述功率模塊連接。

進一步地，所述功率板還包括為外設用電設備提供工作電能的直流電源輸出端，所述直流電源輸出端與所述直流電源輸入端連接。

進一步地，所述直流電源輸入端、電機輸出端和直流電源輸出端設置于所述功率板裸板的一側。

進一步地，所述伺服驅動器還包括固定銅柱，所述控制板裸板和功率板裸板通過所述固定銅柱連接固定。

本實用新型實施例還提供了一種伺服驅動系統(tǒng)，包括上述伺服驅動器。

本實用新型實施例提供的伺服驅動器及伺服驅動系統(tǒng)，設置了通過外接直流電源為所述功率模塊提供電能的直流電源輸入端，相較于傳統(tǒng)的設置有逆變電路和整流濾波電路的伺服驅動器而言，體積更加小巧，增強了應用的靈活性和廣泛性。此外，所述伺服驅動器的控制板和功率板分層設計，降低干擾的同時提高整機的安全性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種伺服驅動器的結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例提供的一種控制板的結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例提供的一種功率板的結構示意圖。

圖4為本實用新型實施例提供的伺服驅動器的另一種結構示意圖。

圖標：10-伺服驅動器；100-控制板；110-控制板裸板；120-微控制單元；130-通信器件；131-以太網(wǎng)控制自動化技術處理器；132-控制輸入端；133-控制輸出端；140-編碼通信電路；150-現(xiàn)場可編程門陣列控制器；160-控制電源；170-電源轉換電路；200-功率板；210-功率板裸板；220-功率模塊；230-直流電源輸入端；240-電流采集電路；250-電機輸出端；260-隔離電路；270-吸收電路；280-直流電源輸出端；300-固定銅柱。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

在本實用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1，本實用新型實施例提供了一種伺服驅動器10，所述伺服驅動器10包括產(chǎn)生控制信號的控制板100，以及將所述控制板100產(chǎn)生的控制信號放大以控制伺服電機工作狀態(tài)的功率板200，所述功率板200設置于所述控制板100的一側，且與所述控制板100存在間隔。本實施例中，所述伺服驅動器10的控制板100和功率板200分層設計，降低干擾的同時提高整機的安全性。

可選地，所述伺服驅動器10還包括固定銅柱300，所述控制板裸板110和功率板裸板210通過所述固定銅柱300連接固定。使得所述控制板100設置于所述功率板200的上方，并且和所述功率板200存在間隔。

請參閱圖2，本實施例中，所述控制板100包括控制板裸板110，向所述功率板200發(fā)送控制信號的微控制單元120(Microcontroller Unit，MCU)，向所述MCU120輸入控制指令信號的通信器件130，采集伺服電機編碼器產(chǎn)生的編碼信號的編碼通信電路140，獲取編碼通信電路140采集的編碼信號，根據(jù)所述編碼信號生成參考控制信號，并將所述參考控制信號發(fā)送至所述MCU120的現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)控制器150，以及為所述MCU120、通信器件130和PFGA控制器150提供工作電能的控制電源160。

所述通信器件130和PFGA控制器150分別與所述MCU120連接，所述編碼通信電路140與所述PFGA控制器150連接，所述控制電源160分別與所述MCU120、通信器件130和PFGA控制器150連接。所述MCU120、通信器件130、編碼通信電路140、PFGA控制器150和控制電源160設置于所述控制器裸板。

由上可知，本實施例所述的伺服驅動器10采用MCU120與PFGA控制器150連接雙核設計，保障了伺服驅動器10的高性能。

本實施例中，所述控制板100還包括電源轉換電路170。所述電源轉換電路170一端分別與所述MCU120、通信器件130和PFGA控制器150連接，另一端與所述控制電源160連接。所述電源轉換電路170用于改變控制電源160輸出的電源電壓，以將控制電源160輸出的電源電壓轉換為所述MCU120、通信器件130和PFGA控制器150適用的電源電壓等級。如此，所述MCU120、通信器件130和PFGA控制器150即可通過同一電源實現(xiàn)供電，進一步減小了所述伺服驅動器10的體積。

可選地，所述通信器件130為以太網(wǎng)控制自動化技術通信模塊，包括以太網(wǎng)控制自動化技術(Ethernet Control Automation Technology，EtherCAT)處理器131和與所述EtherCAT處理器131連接的控制輸入端132和控制輸出端133，所述EtherCAT處理器131與所述MCU120連接。本實施例所述型伺服驅動器10采用EtherCAT總線控制，相較于傳統(tǒng)伺服驅動器10的脈沖方向控制方式而言，體積更加小巧并且性能更加優(yōu)異。

為了實現(xiàn)良好的整機布局，最大限度利用空間尺寸，同時，為了保證用戶連接線路的方便性，可選地，所述編碼通信電路140、控制輸入端132和控制輸出端133設置于所述控制板裸板110的一側，并且所述編碼通信電路140的端口、控制輸入端132的端口和控制輸出端133的端口均朝向遠離所述控制板裸板110的一側。

請參閱圖3和圖4，所述功率板200包括功率板裸板210，接收所述控制信號并對所述控制信號進行放大的功率模塊220，通過外接直流電源為所述功率模塊220提供電能的直流電源輸入端230，采集所述功率模塊220的電流信號的電流采集電路240，以及與伺服電機連接以向伺服電機發(fā)送控制信號的電機輸出端250。

所述直流電源輸入端230和電流采集電路240分別與所述功率模塊220連接，所述電機輸出端250與所述電流采集電路240連接，所述功率模塊220和電流采集電路240分別與所述MCU120連接，所述功率模塊220、直流電源輸入端230、電流采集電路240和電機輸出端250設置于所述功率板裸板210。

常用的伺服驅動器10多采用交流220V電源提供工作電能，對應直流310V的功率電源。通過上述設置，所述型伺服驅動器10即可直接采用直流310V的功率電源提供工作電能，相較于傳統(tǒng)的設置有逆變電路和整流濾波電路的伺服驅動器10而言，體積更加小巧，增強了應用的靈活性和廣泛性。

可選地，所述功率板200還包括對所述控制板100的弱電流和所述功率板200的強電流進行隔離的隔離電路260，所述MCU120和功率模塊220通過所述隔離電路260連接。

可選地，所述功率板200還包括吸收電路270，所述吸收電路270與所述功率模塊220連接。本實施例中，所述吸收電路270用于抑制所述功率模塊220的浪涌電壓和浪涌電流，從而避免了所述伺服驅動器10啟動或斷電時，所述功率模塊220中所設置的半導體元件損壞，同時也避免了噪聲的產(chǎn)生。

可選地，所述功率板200還包括為外設用電設備提供工作電能的直流電源輸出端280，所述直流電源輸出端280與所述直流電源輸入端230連接。其中，所述外設用電設備可以是另一臺伺服驅動器10。如此，即可實現(xiàn)多臺伺服驅動器10的共母線連接，并且，具有布線簡單、維護方便和成本低廉等性能。

同樣，為了實現(xiàn)良好的整機布局，最大限度利用空間尺寸，同時，為了保證用戶連接線路的方便性，可選地，所述直流電源輸入端230、電機輸出端250和直流電源輸出端280設置于所述功率板裸板210的一側，并且所述直流電源輸入端230的端口、電機輸出端250的端口和直流電源輸出端280的端口均朝向遠離所述功率板裸板210的一側。

通過上述設置，本實施例所述的伺服驅動器10的體積可以縮小為長寬高分別為85cm*55cm*30cm，并且最大可帶載750W伺服電機，具有成本低和性價比極高的優(yōu)點。并且，本實施例所述的伺服驅動器10所選元件最大限度上選用市面上常用的元件，避免因特殊定制而導致成本增加。

本實用新型實施例還提供了一種伺服驅動系統(tǒng)，所述伺服驅動系統(tǒng)包括上述伺服驅動器10。

綜上所述，本實用新型實施例提供的伺服驅動器10及伺服驅動系統(tǒng)，設置了通過外接直流電源為所述功率模塊220提供電能的直流電源輸入端230，相較于傳統(tǒng)的設置有逆變電路和整流濾波電路的伺服驅動器10而言，體積更加小巧，增強了應用的靈活性和廣泛性。此外，所述伺服驅動器10的控制板100和功率板200分層設計，降低干擾的同時提高整機的安全性。

顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本實用新型實施例的功能可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的現(xiàn)有程序代碼或算法來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本實用新型的功能實現(xiàn)不限制于任何特定的硬件和軟件結合。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。此外，在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“上”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。