專(zhuān)利名稱(chēng)：H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種檢測(cè)裝置，具體涉及到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代伺服領(lǐng)域廣泛采用直流調(diào)速系統(tǒng)。目前，直流調(diào)速系統(tǒng)多采用H橋 PWM控制方式。同一橋臂的上下兩只功率開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)互補(bǔ)，不同橋臂 的對(duì)管采用相同的控制信號(hào)。通過(guò)調(diào)節(jié)控制信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)加在直流電機(jī) 上的平均電壓，以達(dá)到調(diào)速的目的。
在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器開(kāi)發(fā)和測(cè)試時(shí)，由于設(shè)計(jì)或生產(chǎn)的失誤會(huì)導(dǎo)致無(wú)法產(chǎn)生 死區(qū)或者死區(qū)設(shè)置不正確，這些情況都可能造成直通而引起驅(qū)動(dòng)器短路事故， 造成功率開(kāi)關(guān)或電機(jī)的毀壞并給使用者造成人身危害。另外，在直流電機(jī)啟動(dòng) 時(shí)，啟動(dòng)沖擊電流往往較大，超過(guò)功率開(kāi)關(guān)的容量也會(huì)造成功率開(kāi)關(guān)的燒毀。
在驅(qū)動(dòng)器開(kāi)發(fā)和測(cè)試時(shí)通常需要實(shí)驗(yàn)來(lái)考查驅(qū)動(dòng)器是否會(huì)發(fā)生直通和過(guò) 流的事故，這樣造成了開(kāi)發(fā)和測(cè)試的損失，提高了成本。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了減小直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)發(fā)、測(cè)試成本，提高直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的質(zhì)量， 本實(shí)用新型提供了一種H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置。
H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置，它包括主控CPU電路IO、兩個(gè)死區(qū) 判斷電路12、兩個(gè)計(jì)時(shí)電路13和反向電路11，反向電路ll由四個(gè)反向器組 成，所述四個(gè)反向器分別將外部輸入的四路PWM信號(hào)取反后輸出，四個(gè)反向 器的四個(gè)輸出端分別與主控CPU電路10的四個(gè)信號(hào)輸入端連接，所述四個(gè)反 向器的四個(gè)輸出端兩個(gè)一組，每組中的兩輸出端分別與一個(gè)死區(qū)判斷電路12 的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端連接，所述死區(qū)判斷電路12由邏輯電路組成，所述死區(qū)判 斷電路U有兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK1、 CLK2、兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端、 一個(gè)復(fù)位 信號(hào)輸入端CLR、 一個(gè)置位信號(hào)輸入端PR、 一個(gè)死區(qū)報(bào)警信號(hào)輸出端WA和 一個(gè)計(jì)時(shí)清零信號(hào)輸出端RS，每個(gè)死區(qū)判斷電路12的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端 CLK1、 CLK2分別與主控CPU電路10的兩個(gè)信號(hào)輸出端CLK1、 CLK2連接，
所述主控CPU電路10的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出端CLK1、 CLK2中的一個(gè)時(shí)鐘信 號(hào)輸出端CLK1還與計(jì)時(shí)電路13的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK連接，兩個(gè)死區(qū)判斷 電路12的復(fù)位信號(hào)輸入端CLR分別與控制CPU電路10的兩個(gè)控制信號(hào)輸出 端CLR1和CLR2連接，兩個(gè)死區(qū)判斷電路12的置位信號(hào)輸入端PR分別與 主控CPU電路10的兩個(gè)控制信號(hào)輸出端PR1和PR2連接，分別控制所述兩 個(gè)死區(qū)判斷電路12的復(fù)位、清零，兩個(gè)死區(qū)判斷電路12的死區(qū)報(bào)警信號(hào)輸出 端WA分別與主控CPU電路10的兩個(gè)信號(hào)輸入端WA1和WA2連接，每個(gè) 死區(qū)判斷電路12的計(jì)時(shí)清零信號(hào)輸出端RS分別與每個(gè)計(jì)時(shí)電路13的復(fù)位信 號(hào)輸入端連接，所述計(jì)時(shí)電路13的多個(gè)數(shù)據(jù)輸出端分別與所述主控CPU電路 10的多個(gè)數(shù)據(jù)輸入端連接。
本實(shí)用新型對(duì)采用PWM控制H橋驅(qū)動(dòng)方式的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的H橋的 驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)進(jìn)行測(cè)試分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)死區(qū)未設(shè)置，或設(shè)置過(guò)短進(jìn)行預(yù)測(cè)，能 夠有效的避免產(chǎn)生的直通事故、過(guò)流事故。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用到直流電 機(jī)驅(qū)動(dòng)器的檢測(cè)、維修中。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1中死區(qū)判斷電路12的結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置由主 控CPU電路10、兩個(gè)死區(qū)判斷電路12、兩個(gè)計(jì)時(shí)電路13和反向電路11組成， 反向電路11由四個(gè)反向器組成，所述四個(gè)反向器分別將外部輸入的四路PWM 信號(hào)取反后輸出，四個(gè)反向器的四個(gè)輸出端分別與主控CPU電路10的四個(gè)信 號(hào)輸入端連接，所述四個(gè)反向器的四個(gè)輸出端兩個(gè)一組，每組中的兩輸出端分 別與一個(gè)死區(qū)判斷電路12的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端連接，所述死區(qū)判斷電路12由邏 輯電路組成，所述死區(qū)判斷電路12有兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK1、 CLK2、兩 個(gè)數(shù)據(jù)輸入端、 一個(gè)復(fù)位信號(hào)輸入端CLR、 一個(gè)置位信號(hào)輸入端PR、 一個(gè)死 區(qū)報(bào)警信號(hào)輸出端WA和一個(gè)計(jì)時(shí)清零信號(hào)輸出端RS，每個(gè)死區(qū)判斷電路12 的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK1、 CLK2分別與主控CPU電路10的兩個(gè)信號(hào)輸 出端CLK1、CLK2連接，所述主控CPU電路10的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出端CLK1、
CLK2中的一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出端CLK1還與計(jì)時(shí)電路13的時(shí)鐘信號(hào)輸入端 CLK連接，兩個(gè)死區(qū)判斷電路12的復(fù)位信號(hào)輸入端CLR分別與控制CPU電 路10的兩個(gè)控制信號(hào)輸出端CLR1和CLR2連接，兩個(gè)死區(qū)判斷電路12的置 位信號(hào)輸入端PR分別與主控CPU電路10的兩個(gè)控制信號(hào)輸出端PR1和PR2 連接，分別控制所述兩個(gè)死區(qū)判斷電路12的復(fù)位、清零，兩個(gè)死區(qū)判斷電路 12的死區(qū)報(bào)警信號(hào)輸出端WA分別與主控CPU電路10的兩個(gè)信號(hào)輸入端WA1
和WA2連接，每個(gè)死區(qū)判斷電路12的計(jì)時(shí)清零信號(hào)輸出端RS分別與每個(gè)計(jì) 時(shí)電路13的復(fù)位信號(hào)輸入端連接，所述計(jì)時(shí)電路13的多個(gè)數(shù)據(jù)輸出端分別與 所述主控CPU電路10的多個(gè)數(shù)據(jù)輸入端連接。
本實(shí)施方式中的計(jì)時(shí)電路13選用74HC4024計(jì)數(shù)器，主控CPU電路10 選用TMS320F2812型DSP芯片。
本實(shí)施方式的H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置在應(yīng)用的時(shí)候，被測(cè)試 的H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的四個(gè)PWM信號(hào)輸出端分別和本實(shí)施方式所述的反 向器電路ll的四個(gè)信號(hào)輸入端連接。死區(qū)判斷電路12通過(guò)由異或門(mén)和D觸 發(fā)器組成的處理電路對(duì)反向器電路11輸出的兩路信號(hào)進(jìn)行對(duì)比判斷死區(qū)是否 開(kāi)始或結(jié)束，當(dāng)檢測(cè)到有死區(qū)存在的時(shí)候，所述死區(qū)判斷電路12給主控CPU 電路10發(fā)送報(bào)警信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器13開(kāi)始計(jì)時(shí)，并將計(jì)數(shù)器結(jié)果傳給主 控CPU電路10，主控CPU電路10根據(jù)計(jì)時(shí)器13傳遞的計(jì)數(shù)信息計(jì)算死區(qū) 時(shí)間，主控CPU電路IO可以通過(guò)控制死區(qū)判斷電路12中的第三D觸發(fā)器 U6-3控制計(jì)時(shí)器13復(fù)位、重新計(jì)數(shù)。
本實(shí)施方式利用DSP的高速數(shù)據(jù)處理能力，檢測(cè)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制 主板輸出的用來(lái)驅(qū)動(dòng)H橋的四路PWM控制信號(hào)，獲得四路PWM控制信號(hào)的 死區(qū)設(shè)置是否正確，同時(shí)還能基于直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)模型預(yù)測(cè)啟動(dòng)電流是否超過(guò) 安全限度，同時(shí)顯示分析得到電機(jī)的工作電流值和轉(zhuǎn)速。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的H橋直流電機(jī)驅(qū) 動(dòng)器安全檢測(cè)裝置的區(qū)別在于，所述死區(qū)判斷電路12由三個(gè)D觸發(fā)器U6-1、 U6-2、 U6-3，兩個(gè)非門(mén)U4-1、 U4-2，三個(gè)與門(mén)U3-l、 U3-2、 U3-3，和一個(gè)異 或門(mén)U5-l組成，異或門(mén)U5-l的兩個(gè)輸入端為死區(qū)判斷電路12的信號(hào)輸入端， 所述異或門(mén)U5-l的輸出端分別與第一D觸發(fā)器U6-1、第二D觸發(fā)器U6-2的
觸發(fā)信號(hào)輸入端連接，所述第一D觸發(fā)器U6-1的正向信號(hào)輸出端同時(shí)與第二 與門(mén)U3-2的一個(gè)輸入端、第一反向器U4-1的輸入端連接，所述第二D觸發(fā) 器U6-2的正向信號(hào)輸出端同時(shí)與第一與門(mén)U3-l的一個(gè)輸入端、第二反向器 U4-2的輸入端連接，所述第一反向器U4-1的輸出端與第一與門(mén)U3-l的另一 個(gè)輸入端連接，所述第二反向器U4-2的輸出端與第二與門(mén)U3-2的另一個(gè)輸入 端連接，第二與門(mén)U3-2的輸出端同時(shí)與第三D觸發(fā)器U6-3的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入 端和時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接，所述第三D觸發(fā)器U6-3的反向信號(hào)輸出端為死區(qū) 判斷電路12的計(jì)時(shí)清零信號(hào)輸出端RS，所述第三D觸發(fā)器U6-3的正向信號(hào) 輸出端與第三與門(mén)U3-3的一個(gè)信號(hào)輸入端連接，所述第三與門(mén)U3-3的另一個(gè) 輸入端與第一與門(mén)U3-l的信號(hào)輸出端連接，所述第三與門(mén)U3-3的輸出端為死 區(qū)判斷電路12的報(bào)警信號(hào)輸出端WA，所述第三D觸發(fā)器U6-3的復(fù)位信號(hào)輸 入端和置位信號(hào)輸入端為死區(qū)判斷電路12的復(fù)位信號(hào)輸入端CLR和置位信號(hào) 輸入端PR，第一 D觸發(fā)器U6-l的時(shí)鐘信號(hào)輸入端和第二 D觸發(fā)器U6-2的時(shí) 鐘信號(hào)輸入端分別為死區(qū)判斷電路12的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK1、 CLK2。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的H橋直流電機(jī)驅(qū) 動(dòng)器安全檢測(cè)裝置的區(qū)別在于，它還包括鍵盤(pán)14或者顯示器15人機(jī)界面，鍵 盤(pán)14的信號(hào)輸出端和主控CPU電路10的信號(hào)輸入端連接，顯示器15的信號(hào) 輸入端和主控CPU電路10的信號(hào)輸出端連接。本實(shí)施方式的H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置，可以通過(guò)顯示器15實(shí) 時(shí)顯示出檢測(cè)的結(jié)果，還可以通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置檢測(cè)的參數(shù)，使用起來(lái)更方便。
權(quán)利要求1、H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置，其特征在于它包括主控CPU電路(10)、兩個(gè)死區(qū)判斷電路(12)、兩個(gè)計(jì)時(shí)電路(13)和反向電路(11)，反向電路(11)由四個(gè)反向器組成，所述四個(gè)反向器分別將外部輸入的四路PWM信號(hào)取反后輸出，四個(gè)反向器的四個(gè)輸出端分別與主控CPU電路(10)的四個(gè)信號(hào)輸入端連接，所述四個(gè)反向器的四個(gè)輸出端兩個(gè)一組，每組中的兩輸出端分別與一個(gè)死區(qū)判斷電路(12)的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端連接，所述死區(qū)判斷電路(12)由邏輯電路組成，所述死區(qū)判斷電路(12)有兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端(CLK1、CLK2)、兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端、一個(gè)復(fù)位信號(hào)輸入端(CLR)、一個(gè)置位信號(hào)輸入端(PR)、一個(gè)死區(qū)報(bào)警信號(hào)輸出端(WA)和一個(gè)計(jì)時(shí)清零信號(hào)輸出端(RS)，每個(gè)死區(qū)判斷電路(12)的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端(CLK1、CLK2)分別與主控CPU電路(10)的兩個(gè)信號(hào)輸出端(CLK1、CLK2)連接，所述主控CPU電路(10)的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出端(CLK1、CLK2)中的一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出端(CLK1)還與計(jì)時(shí)電路(13)的時(shí)鐘信號(hào)輸入端(CLK)連接，兩個(gè)死區(qū)判斷電路(12)的復(fù)位信號(hào)輸入端(CLR)分別與控制CPU電路(10)的兩個(gè)控制信號(hào)輸出端(CLR1、CLR2)連接，兩個(gè)死區(qū)判斷電路(12)的置位信號(hào)輸入端(PR)分別與主控CPU電路(10)的兩個(gè)控制信號(hào)輸出端(PR1、PR2)連接，分別控制所述兩個(gè)死區(qū)判斷電路(12)的復(fù)位、清零，兩個(gè)死區(qū)判斷電路(12)的死區(qū)報(bào)警信號(hào)輸出端(WA)分別與主控CPU電路(10)的兩個(gè)信號(hào)輸入端(WA1、WA2)連接，每個(gè)死區(qū)判斷電路(12)的計(jì)時(shí)清零信號(hào)輸出端(RS)分別與每個(gè)計(jì)時(shí)電路(13)的復(fù)位信號(hào)輸入端連接，所述計(jì)時(shí)電路(13)的多個(gè)數(shù)據(jù)輸出端分別與所述主控CPU電路(10)的多個(gè)數(shù)據(jù)輸入端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置，其特征 在于，所述死區(qū)判斷電路(12)由三個(gè)D觸發(fā)器(U6-l、 U6-2、 U6-3)，兩 個(gè)非門(mén)(U4-l、 U4-2)，三個(gè)與門(mén)(U3-l、 U3畫(huà)2、 U3-3)，和一個(gè)異或門(mén)(U5曙l) 組成，異或門(mén)(U5-l)的兩個(gè)輸入端為死區(qū)判斷電路(12)的信號(hào)輸入端， 所述異或門(mén)(USl)的輸出端分別與第一D觸發(fā)器(U6-l)、第二D觸發(fā)器(U6-2)的觸發(fā)信號(hào)輸入端連接，所述第一D觸發(fā)器(U6-l)的正向信號(hào)輸 出端同時(shí)與第二與門(mén)(U3-2)的一個(gè)輸入端、第一反向器(U4-l)的輸入端 連接，所述第二D觸發(fā)器(U6-2)的正向信號(hào)輸出端同時(shí)與第一與門(mén)(U3-l) 的一個(gè)輸入端、第二反向器(U4-2)的輸入端連接，所述第一反向器(U4-l) 的輸出端與第一與門(mén)(U3-l)的另一個(gè)輸入端連接，所述第二反向器(U4-2) 的輸出端與第二與門(mén)(U3-2)的另一個(gè)輸入端連接，所述第二與門(mén)(U3-2) 的輸出端同時(shí)與第三D觸發(fā)器(U6-3)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端和時(shí)鐘信號(hào)輸入端 連接，所述第三D觸發(fā)器(U6-3)的反向信號(hào)輸出端為死區(qū)判斷電路(12) 的計(jì)時(shí)清零信號(hào)輸出端(RS)，所述第三D觸發(fā)器(U6-3)的正向信號(hào)輸出 端與第三與門(mén)(U3-3)的一個(gè)信號(hào)輸入端連接，所述第三與門(mén)(U3-3)的另 一個(gè)輸入端與第一與門(mén)(U3-l)的信號(hào)輸出端連接，所述第三與門(mén)(U3-3) 的輸出端為死區(qū)判斷電路(12)的報(bào)警信號(hào)輸出端(WA)，所述第三D觸發(fā) 器(U6-3)的復(fù)位信號(hào)輸入端和置位信號(hào)輸入端為死區(qū)判斷電路(12)的復(fù) 位信號(hào)輸入端(CLR)和置位信號(hào)輸入端(PR)，第一D觸發(fā)器(U6-l)的 時(shí)鐘信號(hào)輸入端和第二 D觸發(fā)器(U6-2)的時(shí)鐘信號(hào)輸入端分別為死區(qū)判斷 電路(12)的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端(CLK1、 CLK2)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置，甚 特征在于，它還包括鍵盤(pán)(14)或者顯示器(15)，鍵盤(pán)(14)的信號(hào)輸出端 和主控CPU電路(10)的信號(hào)輸入端連接，顯示器(15)的信號(hào)輸入端和主 控CPU電路(10)的信號(hào)輸出端連接。
專(zhuān)利摘要H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置，涉及到一種檢測(cè)裝置。它減小了直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)發(fā)、測(cè)試成本，提高了直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的質(zhì)量。它由主控CPU電路、兩個(gè)邏輯處理電路和反向電路組成，反向電路由四個(gè)反相器組成，所述四個(gè)反相器的四個(gè)輸入端為H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安全檢測(cè)裝置的四路信號(hào)輸入端，所述四個(gè)反相器的四個(gè)輸出端分別與主控CPU電路的四個(gè)信號(hào)輸入端、兩個(gè)邏輯處理電路的兩個(gè)信號(hào)輸入端連接，所述兩個(gè)邏輯處理電路的信號(hào)輸出端和控制信號(hào)輸入端與主控CPU電路的信號(hào)輸入/輸出端連接。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用到直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的檢測(cè)、維修中。
文檔編號(hào)H02P7/00GK201054559SQ20072011672
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者汪之文, 胡任之 申請(qǐng)人:胡任之