一种用于伺服电机的通讯模块制造技术

本发明专利技术公开一种用于伺服电机的通讯模块，包括IO输入电路、IO输出电路、Can通讯控制电路和串口通讯电路，所述IO输入电路、IO输出电路、Can通讯控制电路和串口通讯电路点连接；所述Can通讯控制电路为集成隔离式收发器芯片U110的引脚1接电源33V和电容C139，集成隔离式收发器芯片U110引脚2接电源5V和电容C140一端，集成隔离式收发器芯片U110的引脚2与电阻R419连接后接信号输入线CANRX，集成隔离式收发器芯片U110的引脚3接电阻R420后与信号发送线CANTX,集成隔离式收发器芯片U110引脚4、电容C139的一端分别接数字地DGND。本发明专利技术元件布局合理的优点，能有效降低电磁干扰，提高整个模块信号传输的稳定性，延长模块的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于伺服驱动控制的
，具体涉及一种用于伺服驱动电机的通讯模块。
技术介绍
伺服电机(servo motor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。伺服系统(servo mechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。伺服电机易产生电磁干扰，对环境也有所要求。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。现有技术中，伺服系统的通讯实现包括IO输入电路、IO输出电路、Can通讯控制电路和串口通讯电路，但整个电路存在发热，容易产生电磁辐射，电路之间相互存在干扰等问题，而且电路中元件、以及电路之间的大负载等都会产生电磁场而相互影响，影响整个伺服系统的运行的稳定性和精确度。振荡电路周围就会有电磁波，不稳压电路接一个对地电路电容，也有电磁波。直流电路的电容部分也有电磁波。电容充电、电机运转、集成电路开关工作等都可能成为电磁干扰的干扰源。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种可靠性更高，抗干扰性更强的通讯模块。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于伺服驱动电机的通讯模块，包括IO输入电路、IO输出电路、Can通讯控制电路和串口通讯电路，所述IO输入电路、IO输出电路、Can通讯控制电路和串口通讯电路点连接；所述Can通讯控制电路为集成隔离式收发器芯片U110的引脚1接电源33V和电容C139，集成隔离式收发器芯片U110引脚2接电源5V和电容C140一端，集成隔离式收发器芯片U110的引脚2与电阻R419连接后接信号输入线CANRX，集成隔离式收发器芯片U110的引脚3接电阻R420后与信号发送线CANTX,集成隔离式收发器芯片U110引脚4、电容C139的一端分别接数字地DGND；集成隔离式收发器芯片U110的引脚7连接电阻R421、电感C142、共模电感L23的引脚3，集成隔离式收发器芯片U110引脚6接电阻R422、电容C143的一端、共模电感L23的引脚4，所述电阻R421与电阻R422连接后接电容C144的一端；集成隔离式收发器芯片U110引脚6与引脚7之间外接一电容C142，所述电容C142两端分别与共模电感L23的引脚3、引脚4连接，共模电感L23的引脚1、引脚2分别接低电平CAN总线CANL、高电平CAN总线CANH；电容C141一端与共模电感L23的引脚3连接；电容C144的另一端、电容C143的另一端、电容C140的另一端、电容C141的另一端接地。本方案通过各个元件之间的位置设置与合理排布，达到通讯及减少干扰的目的。进一步，所述IO输入电路包括输入端INPUT0和输入端CPLDIN0，电阻R16与由发光二极管D1、电阻R10、电阻R12串联而成的支路并联后接输入端INPUT0，电阻R12两端串接一二极管D2，所述二极管D2、电阻R13与光耦芯片U4连接，所述光耦芯片U4还接数字地DGND、输入端CPLDIN0。进一步，所述IO输出电路包括输出端CPLDOUT0和输出端OUTPUT0，所述输出端CPLDOUT0、电阻R148与光耦芯片U40一端连接，光耦芯片U40另一端与电阻R149、场效应管Q2的引脚1、电阻R151连接，所述场效应管Q2的引脚3与电阻R151连接后接通讯地CGND；所述场效应管Q2的引脚2与二极管D67正极连接，所述电阻R149与二极管D67负极连接，所述二极管D67负极与发光二极管D68正极之间串接一电阻R145，所述二极管D67正极与发光二极管D68的负极连接后接输出端OUTPUT0。进一步，所述串口通讯电路为收发器芯片U111的引脚1与引脚3之间外接一电容C151，收发器芯片U111的引脚2、引脚6接分别接电容C147、电容C145后接发送端地TXGND,收发器芯片U111引脚4与引脚5之间接电容C157，收发器芯片U111的引脚16接电容C146且两者的节点接电源TX5V，收发器芯片U111的引脚15与电容C146的两者之间的节点接发送端地TXGND；收发器芯片U111的引脚14与电容C148、电阻R425两者的节点连接，收发器芯片U111的引脚13与电容C153、电阻R426之间的节点连接；电阻R425与电容C149连接，电阻R426与电容C154连接，电容C153与电容C154之间的节点、电容C148与电容C149之间的节点接地。本专利技术与现有技术相比，有益效果是：采用本模块具有结构简单，元件布局合理的优点，能有效降低电磁干扰，提高整个模块信号传输的稳定性，延长模块的使用寿命。附图说明图1是本专利技术的IO输入电路电路图；图2是IO输出电路电路图；图3是Can通讯控制电路图；图4是串口通讯电路电路图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述说明。如图1所示，IO输入电路，CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。本电路是基于CPLD上的一种IO输入电路。该电路中，U4芯片可以采用加强绝缘类轻薄通用晶体管耦合器TLP185。二极管D2可以选用LL4148型号。如图2所示，IO输出电路，场效应管Q2可以采用IRLU024N型号。芯片采用TLP185光耦芯片，加强绝缘类轻薄通用晶体管耦合器，轻薄，能在高温下正常工作。如图3所示，本电路是基于ISO1050DUB的一种can通讯电路，芯片U110采用ISO1050DUB型号，是CAN的总线收发器，是CAN控制器与CAN总线的接口器件，输入特性为微分SCHMITT触发器，最大TPHL驱动110ns，集成隔离式CAN收发器。L23共模电感采用共模电感we744221型号，共模电感(Common mode Choke)，也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中，共模电感也是起EMI滤波的作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于伺服电机的通讯模块，包括IO输入电路、IO输出电路、Can通讯控制电路和串口通讯电路，所述IO输入电路、IO输出电路、Can通讯控制电路和串口通讯电路点连接；其特征在于所述Can通讯控制电路为集成隔离式收发器芯片U110的引脚1接电源33V和电容C139，集成隔离式收发器芯片U110引脚2接电源5V和电容C140一端，集成隔离式收发器芯片U110的引脚2与电阻R419连接后接信号输入线CANRX，集成隔离式收发器芯片U110的引脚3接电阻R420后与信号发送线CANTX,集成隔离式收发器芯片U110引脚4、电容C139的一端分别接数字地DGND；集成隔离式收发器芯片U110的引脚7连接电阻R421、电感C142、共模电感L23的引脚3，集成隔离式收发器芯片U110引脚6接电阻R422、电容C143的一端、共模电感L23的引脚4，所述电阻R421与电阻R422连接后接电容C144的一端；集成隔离式收发器芯片U110引脚6与引脚7之间外接一电容C142，所述电容C142两端分别与共模电感L23的引脚3、引脚4连接，共模电感L23的引脚1、引脚2分别接低电平CAN总线CANL、高电平CAN总线CANH；电容C141一端与共模电感L23的引脚3连接；电容C144的另一端、电容C143的另一端、电容C140的另一端、电容C141的另一端接地。...

【技术特征摘要】
1.一种用于伺服电机的通讯模块，包括IO输入电路、IO输出电路、Can通讯控制电路和串口通讯电路，所述IO输入电路、IO输出电路、Can通讯控制电路和串口通讯电路点连接；其特征在于所述Can通讯控制电路为集成隔离式收发器芯片U110的引脚1接电源33V和电容C139，集成隔离式收发器芯片U110引脚2接电源5V和电容C140一端，集成隔离式收发器芯片U110的引脚2与电阻R419连接后接信号输入线CANRX，集成隔离式收发器芯片U110的引脚3接电阻R420后与信号发送线CANTX,集成隔离式收发器芯片U110引脚4、电容C139的一端分别接数字地DGND；集成隔离式收发器芯片U110的引脚7连接电阻R421、电感C142、共模电感L23的引脚3，集成隔离式收发器芯片U110引脚6接电阻R422、电容C143的一端、共模电感L23的引脚4，所述电阻R421与电阻R422连接后接电容C144的一端；集成隔离式收发器芯片U110引脚6与引脚7之间外接一电容C142，所述电容C142两端分别与共模电感L23的引脚3、引脚4连接，共模电感L23的引脚1、引脚2分别接低电平CAN总线CANL、高电平CAN总线CANH；电容C141一端与共模电感L23的引脚3连接；电容C144的另一端、电容C143的另一端、电容C140的另一端、电容C141的另一端接地。2.根据权利要求1所述的一种用于伺服电机的通讯模块，其特征在于，所述集成隔离式收发器芯片U110采用ISO1050DUB型号。3.根据权利要求1所述的一种用于伺服电机的通讯模块，其特征在于，所述IO输入电路包括输入端INPUT0和输入端CPLDIN0，电阻R16与由发光二极管D1、电阻R10、电阻R12串联而成的支路并联后接输入端INPUT0，电阻R12两端串接一二极管D2，所述二极管D2、电阻R13与光耦芯片U4连接，所述光耦芯片U4还接数字地DGND、输入端CPLDIN0。4.根据权利要求3所述的一种用于伺服电机的通讯模块，其特征在于，所述U4芯片可以采用加强绝缘类轻薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建波，
申请(专利权)人：宁波兴泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33