一種制動(dòng)單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種制動(dòng)單元。
【背景技術(shù)】
[0002]制動(dòng)單元，全稱為“變頻器專用型能耗制動(dòng)單元”，或者是“變頻器專用型能量回饋單元”，主要用于控制機(jī)械負(fù)載比較重的、制動(dòng)速度要求非常快的場(chǎng)合，利用制動(dòng)電阻將電機(jī)所產(chǎn)生的再生電能通過(guò)制動(dòng)電阻消耗掉，或者是將再生電流反饋回電流，目前，傳統(tǒng)的制動(dòng)單元是用電壓比較器來(lái)比較所采集的直流母線信號(hào)與一個(gè)固定電壓值，輸出一個(gè)信號(hào)來(lái)控制IGBT的通斷。通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)，由于這種傳統(tǒng)的方式單一的依靠硬件進(jìn)行控制，因此制動(dòng)電壓不可調(diào)。同時(shí)電路中的過(guò)流保護(hù)是依靠熔斷器，一旦過(guò)流，熔斷器燒掉。制動(dòng)單元不可恢復(fù)，只能更換元器件。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor絕緣柵雙極型晶體管)中流過(guò)的能耗電流也是不可調(diào)，只是單一的依靠IGBT長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)或關(guān)。
[0003]因此，需要提供一種智能化程度高、安全性能強(qiáng)的制動(dòng)單元。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種制動(dòng)單元，包括:制動(dòng)電阻、用于控制所述制動(dòng)電阻工作的IGBT開(kāi)關(guān)電路、以及電源單元；還包括:用于控制所述IGBT開(kāi)關(guān)電路工作的控制單元；所述控制單元的信號(hào)輸出端口通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)單元和IGBT開(kāi)關(guān)電路電連接，在所述IGBT開(kāi)關(guān)電路上設(shè)有溫度檢測(cè)單元，所述溫度檢測(cè)單元與所述控制單元的信號(hào)輸入端口電連接，所述溫度檢測(cè)單元包括溫度傳感器和脈沖變壓器TRANS1，其中:溫度傳感器和脈沖變壓器TRANSl的次級(jí)線圈連接，脈沖變壓器TRANSl的初級(jí)線圈與單片機(jī)的信端子電連接。
[0006]優(yōu)選地，還包括與所述控制單元電連接的制動(dòng)封鎖電路、故障確認(rèn)電路、以及復(fù)位電路。
[0007]優(yōu)選地，所述控制單元是型號(hào)為MSP430F1232的單片機(jī)。
[0008]優(yōu)選地，所述IGBT開(kāi)關(guān)電路包括IGBT管Tl?T8，所述IGBT管Tl?T8的柵極通過(guò)電阻R21?R28與所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元電連接。
[0009]優(yōu)選地，所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元包括兩個(gè)相同的子電路，其中一個(gè)子電路包括NPN型晶體管T13和PNP型晶體管Tl I，所述NPN型晶體管T13的集電極通過(guò)電阻R27與15V電源電相連；在NPN型晶體管T13的基極和發(fā)射極之間接有電阻R39，NPN型晶體管T13的集電極通過(guò)電容Cll接地。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:
本發(fā)明利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波來(lái)控制IGBT開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通與關(guān)斷，根據(jù)所檢測(cè)的母線電壓來(lái)控制PWM波的占空比，來(lái)控制能耗電流的大小。通過(guò)檢測(cè)能耗電流，與母線電壓的大小，單片機(jī)確定是否超出本裝置的額定功率，如果超出則故障報(bào)警，請(qǐng)工作人員確認(rèn)故障。更換功率更大的制動(dòng)單元或并聯(lián)多個(gè)同樣配置的制動(dòng)單元。該裝置采用智能化控制的過(guò)程，克服了傳統(tǒng)硬件控制電路控制不方便的弊端。通過(guò)硬件檢測(cè)電路，結(jié)合單片機(jī)的智能控制，實(shí)現(xiàn)了電壓，電流，溫度等的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使使用者能更快速的了解現(xiàn)場(chǎng)的使用狀況，從而更好的解決問(wèn)題。
[0011]
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0013]圖1是本發(fā)明第二具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明的局部電路圖，主要用于顯示控制單元的電路結(jié)構(gòu)；
圖3是本發(fā)明的局部電路圖，主要用于顯示IGBT開(kāi)關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)；
圖4是本發(fā)明的局部電路圖，主要用于顯示IGBT驅(qū)動(dòng)單元的電路結(jié)構(gòu)；
圖5是本發(fā)明的局部電路圖，主要用于顯示溫度檢測(cè)單元的電路結(jié)構(gòu)；
圖6是本發(fā)明的局部電路圖，主要用于顯示電源單元的電路結(jié)構(gòu)；
圖7是本發(fā)明的局部電路圖，主要用于顯示制動(dòng)封鎖電路和故障確認(rèn)電路的電路結(jié)構(gòu)；
圖8是本發(fā)明的局部電路圖，主要用于顯示故障信息輸出電路的電路結(jié)構(gòu)。
[0014]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、溫度檢測(cè)單元；2、控制單元；3、IGBT驅(qū)動(dòng)單元；4、IGBT開(kāi)關(guān)電路；5、制動(dòng)電阻；6、制動(dòng)封鎖電路；7、故障確認(rèn)電路；8、復(fù)位電路。
[0015]
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了清楚了解本發(fā)明的技術(shù)方案，將在下面的描述中提出其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明實(shí)施例的具體施行并不足限于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述如下，除詳細(xì)描述的這些實(shí)施例外，還可以具有其他實(shí)施方式。
[0017]請(qǐng)參閱圖1，一種制動(dòng)單元，包括:溫度檢測(cè)單元1、控制單元2、IGBT驅(qū)動(dòng)單元3、IGBT開(kāi)關(guān)電路4、制動(dòng)電阻5、以及電源單元；其中:IGBT開(kāi)關(guān)電路4用于控制制動(dòng)電阻5的工作狀態(tài)，控制單元2用于控制IGBT開(kāi)關(guān)電路的工作狀態(tài)，控制單元2的信號(hào)輸出端口通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)單元3和IGBT開(kāi)關(guān)電路4電連接，溫度檢測(cè)單元I設(shè)置于IGBT開(kāi)關(guān)電路4上，溫度檢測(cè)單元I與控制單元2的信號(hào)輸入端口電連接。在本具體實(shí)施例中，控制單元2優(yōu)選型號(hào)為MSP430F1232的單片機(jī)；還包括與控制單元2電連接的制動(dòng)封鎖電路6、故障確認(rèn)電路7、以及復(fù)位電路8。
[0018]本具體實(shí)施例的工作原理為:將制動(dòng)單元通過(guò)直流母線端子連接于變頻器、逆變器和公共直流母線上，利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波來(lái)控制IGBT導(dǎo)通與關(guān)斷，根據(jù)所檢測(cè)的母線電壓來(lái)控制PWM波的占空比，來(lái)控制能耗電流的大小。通過(guò)檢測(cè)能耗電流，與母線電壓的大小，單片機(jī)確定是否超出本裝置的額定功率，當(dāng)直流母線電壓達(dá)到一個(gè)限定值時(shí)，智能型制動(dòng)單元利用檢測(cè)電路檢測(cè)到的信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部程序來(lái)控制IGBT開(kāi)關(guān)電路4的開(kāi)關(guān)，并同時(shí)檢測(cè)IGBT開(kāi)關(guān)電路4的溫度、制動(dòng)電阻5中的電流等信號(hào)，以保證裝置的良好運(yùn)行。
[0019]請(qǐng)參閱圖2，上述具體實(shí)施例中，控制單元2型號(hào)為MSP430F1232的單片機(jī)，復(fù)位電路8選用的是型號(hào)為T(mén)PS3823-33的看門(mén)狗芯片。
[0020]請(qǐng)參閱圖3，上述具體實(shí)施例中，IGBT開(kāi)關(guān)電路4包括IGBT管Tl?T8，所述IGBT管Tl?T8的柵極通過(guò)電阻R21?R28與IGBT驅(qū)動(dòng)單元3電連接。這樣就達(dá)到多管同時(shí)分配流過(guò)制動(dòng)電阻5中的能耗電流，達(dá)到功率均分的效果，如果其中有一只管因?yàn)槟撤N原因壞掉，其他管子一樣正常工作，不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。
[0021]請(qǐng)參閱圖4，上述具體實(shí)施例中，IGBT驅(qū)動(dòng)單元3包括兩個(gè)相同的子電路，其中一個(gè)子電路包括NPN型晶體管T13和PNP型晶體管Tll，NPN型晶體管T13和PNP型晶體管Tll的發(fā)射極電連接；所述NPN型晶體管T13的集電極通過(guò)電阻R27與15V電源電相連；在NPN型晶體管T13的基極和發(fā)射極之間接有電阻R39，NPN型晶體管T13的集電極通過(guò)電容Cll接地；IGBT驅(qū)動(dòng)單元3通過(guò)電阻R37、電阻R38與IGBT開(kāi)關(guān)電路4電連接。
[0022]請(qǐng)參閱圖5，上述具體實(shí)施例中，溫度檢測(cè)單元I包括溫度傳感器和脈沖變壓器TRANS1，其中:溫度傳感器和脈沖變壓器TRANSl的次級(jí)線圈連接，脈沖變壓器TRANSl的初級(jí)線圈與單片機(jī)的信號(hào)輸入端子電連接；當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，溫度傳感器的阻值會(huì)急劇下降，然后單片機(jī)接受信號(hào)，進(jìn)行IGBT的關(guān)斷。
[0023]請(qǐng)參閱圖6，上述具體實(shí)施例中，電源單元包括有:將DC24V轉(zhuǎn)換成5V的芯片U4，以及將5V轉(zhuǎn)換成VCC的芯片U8，電容C21?C30，穩(wěn)壓管D20，電阻R40?R42，Vcc是3.3V電壓，為控制單元2提供電源
請(qǐng)參閱圖7，上述具體實(shí)施例中，制動(dòng)封鎖電路和故障確認(rèn)電路包括端子X(jué)38、光耦U2、穩(wěn)壓管D8、二極管D9、電阻R20、電阻R21，通過(guò)端子X(jué)38接入GND。
[0024]請(qǐng)參閱圖8，上述具體實(shí)施例中，故障信息輸出電路包括端子X(jué)38、光耦Ul、MOS管U3、二極管DlO?D12、電阻R22?R24，通過(guò)檢測(cè)端子X(jué)38的端口 5輸出的電平來(lái)確認(rèn)制定單元的工作情況，如是否有故障，是否是封鎖狀態(tài)等。
[0025]本發(fā)明利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波來(lái)控制IGBT開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通與關(guān)斷，根據(jù)所檢測(cè)的母線電壓來(lái)控制PWM波的占空比，來(lái)控制能耗電流的大小。通過(guò)檢測(cè)能耗電流，與母線電壓的大小，單片機(jī)確定是否超出本裝置的額定功率，如果超出則故障報(bào)警，請(qǐng)工作人員確認(rèn)故障。更換功率更大的制動(dòng)單元或并聯(lián)多個(gè)同樣配置的制動(dòng)單元。該裝置采用智能化控制的過(guò)程，克服了傳統(tǒng)硬件控制電路控制不方便的弊端。通過(guò)硬件檢測(cè)電路，結(jié)合單片機(jī)的智能控制，實(shí)現(xiàn)了電壓，電流，溫度等的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使使用者能更快速的了解現(xiàn)場(chǎng)的使用狀況，從而更好的解決問(wèn)題
最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制動(dòng)單元，包括:制動(dòng)電阻、用于控制所述制動(dòng)電阻工作的IGBT開(kāi)關(guān)電路、以及電源單元；其特征在于:還包括:用于控制所述IGBT開(kāi)關(guān)電路工作的控制單元；所述控制單元的信號(hào)輸出端口通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)單元和IGBT開(kāi)關(guān)電路電連接，在所述IGBT開(kāi)關(guān)電路上設(shè)有溫度檢測(cè)單元，所述溫度檢測(cè)單元與所述控制單元的信號(hào)輸入端口電連接，所述溫度檢測(cè)單元包括溫度傳感器和脈沖變壓器TRANSl，其中:溫度傳感器和脈沖變壓器TRANSl的次級(jí)線圈連接，脈沖變壓器TRANSl的初級(jí)線圈與單片機(jī)的信端子電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)單元，其特征在于:還包括與所述控制單元電連接的制動(dòng)封鎖電路、故障確認(rèn)電路、以及復(fù)位電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)單元，其特征在于:所述控制單元是型號(hào)為MSP430F1232的單片機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)單元，其特征在于:所述IGBT開(kāi)關(guān)電路包括IGBT管Tl?T8，所述IGBT管Tl?T8的柵極通過(guò)電阻R21?R28與所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元電連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)單元，其特征在于:所述IGBT驅(qū)動(dòng)單元包括兩個(gè)相同的子電路，其中一個(gè)子電路包括NPN型晶體管T13和PNP型晶體管T11，所述NPN型晶體管T13的集電極通過(guò)電阻R27與15V電源電相連；在NPN型晶體管T13的基極和發(fā)射極之間接有電阻R39，NPN型晶體管T13的集電極通過(guò)電容Cll接地。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種制動(dòng)單元，包括制動(dòng)電阻、用于控制所述制動(dòng)電阻工作的IGBT開(kāi)關(guān)電路、以及電源單元，還包括用于控制所述IGBT開(kāi)關(guān)電路工作的控制單元；所述控制單元的信號(hào)輸出端口通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)單元和IGBT開(kāi)關(guān)電路電連接，在所述IGBT開(kāi)關(guān)電路上設(shè)有溫度檢測(cè)單元，所述溫度檢測(cè)單元與所述控制單元的信號(hào)輸入端口電連接,所述溫度檢測(cè)單元包括溫度傳感器和脈沖變壓器TRANS1，所述溫度傳感器和脈沖變壓器TRANS1的次級(jí)線圈連接，脈沖變壓器TRANS1的初級(jí)線圈與單片機(jī)的信端子電連接；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電壓，電流，溫度等的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使使用者能更快速的了解現(xiàn)場(chǎng)的使用狀況，從而更好的解決問(wèn)題。
【IPC分類】H02P3/06
【公開(kāi)號(hào)】CN104935215
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510302038
【發(fā)明人】賴衛(wèi)華
【申請(qǐng)人】柳州弘天科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日