机械运作设备的电气保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电气保护装置用于机械运作设备的控制器，且包括电路板、前级保护电路及后级保护电路。前级保护电路及后级保护电路形成于电路板上。前级保护电路连接电源及控制器的前级。前级保护电路有电气保护条件，用以在电源的瞬间突波能量超过电气保护条件时，阻挡瞬间突波能量进入控制器。后级保护电路连接前级保护电路及控制器的后级。在瞬间突波能量发生时后级保护电路的反应速度较前级保护电路的反应速度慢。本发明专利技术的电气保护装置可有效阻隔瞬间突波能量以避免机械运作设备的电子系统损坏。

【技术实现步骤摘要】
机械运作设备的电气保护装置
本专利技术与电气保护装置有关，特别是指一种机械运作设备的电气保护装置。
技术介绍
控制器是用以控制自动化或机械设备的各种运作，例如加工、量测及输送等，运作过程通常包含各种不同行程，例如旋转、移动及抓取等，控制器则通过程序或指令安排来完成各种行程及运作。控制器运作过程中电源能量可能会受到周围设备、环境设备、电源线感应、闪电及电源接触等发生瞬间突波，瞬间突波随着电源路径进入控制器，而造成控制器或终端负载损坏。目前为了防止瞬间突波产生的损坏，通常会依据控制器内电子零件的反应来设计对应的保护电路或保护装置，但这种方式需要完整考虑全部控制器内的电子组件反应条件，再者，相同规格的电子组件也会因为参数误差而造成反应能力的误差，因此，保护装置设计是较为困难。此外，各机械运作设备内部可用空间是被受限，因此，保护电路能使用的空间通常是狭小的，因此，如何在这狭小空间内选择适合的保护装置已为业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的电气保护装置可以忽略机械运作设备的系统内电子组件的反应状态，并可有效隔离瞬间突波造成的损坏。为了达成上述目的，本专利技术的电气保护装置用于一机械运作设备的一控制器，且包括一电路板、一前级保护电路及一后级保护电路。前级保护电路及后级保护电路形成于电路板上。前级保护电路连接一电源及控制器的前级。前级保护电路有一电气保护条件，用以在电源的瞬间突波能量超过电气保护条件时，阻挡瞬间突波能量进入控制器。后级保护电路连接前级保护电路及控制器的后级。在瞬间突波能量发生时后级保护电路的反应速度较前级保护电路的反应速度慢。因为本专利技术的电气保护装置通过前级保护电路及后级保护电路的配置，且在瞬间突波能量发生时延迟后级保护电路的反应，因此，本专利技术的电气保护装置可以忽略控制器或负载有配置反应较前级保护电路更快速的电子组件，以简化保护电路的设计，更可有效阻隔瞬间突波能量。附图说明图1是本专利技术的电气保护装置的方块图。图2-5分别是图1中本专利技术的电气保护装置的实施例的电路图。【符号说明】10电气保护装置11电路板13、63、73前级保护电路131、531前级电压抑制器133耐高压二极管15、65、75后级保护电路151、551、651、751分流组件153、553、653后级电压抑制器20控制器21换流器23处理器25、25a光继电器27前级29后级30电源40、40a负载7511电阻器7513开关具体实施方式本专利技术的电气保护装置是应用于机械运作设备的控制器，机械运作设备例如机器人、电动夹爪、滑轨等。如图1所示，电气保护装置10连接控制器20及电源30，用以避免电源产生瞬间突波能量造成控制器20或机械运作设备内部电子零件损坏。负载40是机械运作设备的执行装置，例如电动夹爪及滑轨等。如图1及2所示，控制器20包括换流器21、处理器23及光继电器25。换流器21连接电气保护装置10，且接收通过电气保护装置10的电源能量。处理器23连接换流器21及光继电器25，且用以输出负载40的控制指令，或接收负载40的回授信号。其他实施例中，控制器20还包括其他模块或存在更多处理器，模块例如整流器及逆变器等。电气保护装置10包括一电路板11、一前级保护电路13及一后级保护电路15，前级保护电路13及后级保护电路15是形成在电路板11上。电路板11的贴合面优选是21*50mm，且电路板可以选择单层或多层导体的结构。贴合面是用以承载电子组件。其他实施例中，电路板的尺寸可以更小或更大，例如贴合面的长边改为50-85mm，贴合面的短边改为21-35mm，因此，尺寸不以上述为限，且长边及短边也可以是相同尺寸。前级保护电路13连接电源30及控制器20的前级27，后级保护电路15连接前级保护电路13及控制器20的后级29。前级27及后级29分别泛指控制器20的输入及输出，控制器20的后级29通常是指连接负载40的端点，以输出指令给负载，因此，控制器20的前级27及后级29也被称为输入端及输出端。前级保护电路13在电源30输入的瞬间突波能量符合电气保护条件时，阻挡瞬间突波能量输入控制器20。本实施例的电气保护条件是±1千伏特(KV)，换言之，瞬间突波能量超过±1KV时，前级保护电路13会被触发，其他实施例中，电器保护条件的参数可以更大或更小。瞬间突波能能量可分成顺向瞬间突波能量及逆向瞬间突波能量。顺向是指从高电位流向低电位的能量，逆向是指从低电位流向高电位的能量。突波是短暂或瞬间的能量激增，而造成系统无法负荷的能量。电气保护条件包括顺向保护参数及逆向保护参数，其中，能量及参数可以是电流、电压、功率或经过运算转换的数字参数。符合电气保护条件是瞬间突波能量大于顺向保护参数及瞬间突波能量小于逆向保护参数。在瞬间突波能量大于顺向保护参数时，前级保护电路13以短路方式将瞬间突波能量导引至接地端，以避免瞬间突波能量进入控制器20。在瞬间突波能量小于逆向保护参数时，前级保护电路13以断路方式将瞬间突波能量阻隔在控制器20外，以避免瞬间突波能量进入控制器20。前级保护电路13包括一前级电压抑制器131及一耐高压二极管133，前级电压抑制器131与电源30并联连接，耐高压二极管133的正极连接前级电压抑制器131的正极，耐高压二极管133的负极连接后级保护电路15及控制器20的前级27。其中，顺向保护参数与前级电压抑制器131有关，本实施例中，前级电压抑制器131是瞬态电压抑制二极管(TVS)，瞬态电压抑制二极管优选是选用双向24伏特，且能承受300安培(A)/3千瓦(KW)。耐高压二极管优选选用耐电压1千伏特(KV)，但其他实施例也不以所选用参数为限。其他实施例的前级电压抑制器131可以是金属氧化物变阻组件(MOV)或其他能承受瞬间突波能量的电子组件或组合。在瞬间突波能量发生时后级保护电路15的反应速度较前级保护电路13的反应速度慢，后级保护电路15还用以防止外部静电进入控制器20。其中，瞬间突波能量大于顺向保护参数时，后级保护电路15的阻抗是大于前级保护电路13的阻抗，以延迟后级保护电路15的反应。瞬间突波能量小于逆向保护参数时，前级保护电路13与后级保护电路15之间形成断路，以延迟后级保护电路15的反应。本实施例中，后级保护电路15包括分流组件151及后级电压抑制器153。分流组件151是造成后级保护电路15在瞬间突波能量发生时反应较慢的主要原因，这里以电阻器为例。电阻的两端连接前级保护电路13的耐高压二极管133的负极及后级电压抑制器153，后级电压抑制器153连接控制器20的后级29，且形成并联关系。分流组件151用以在瞬间突波能量发生时延迟后级电压抑制器153的反应时间，以保护后级电压抑制器153及光继电器25等，因为，瞬间突波能量发生时，前级保护电路13会优先反应，特别是顺向瞬间突波能量发生时，前级电压抑制器131形成短路，故前级电压抑制器131的阻抗远小于分流组件的阻抗，因此，大部分瞬间突波能量通过短路的前级电压抑制器131，而不会进入控制器20或后级保护电路。其中，后级电压抑制器153选用的组件与前级电压抑制器131相同，但组件的各参数条件可以不同，例如耐电压程度及反应时间等。其他实施例中，分流组件151也可以选用其他可以形成阻抗的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气保护装置，用于一机械运作设备的一控制器，且包括：一电路板；一前级保护电路，形成于该电路板上，且连接一电源及该控制器的前级，该前级保护电路有一电气保护条件，用以在该电源的瞬间突波能量超过该电气保护条件时，阻挡该瞬间突波能量进入该控制器；及一后级保护电路，形成于该电路板上，且连接该前级保护电路及该控制器的后级，在该瞬间突波能量发生时该后级保护电路的反应速度较该前级保护电路的反应速度慢。

【技术特征摘要】
1.一种电气保护装置，用于一机械运作设备的一控制器，且包括：一电路板；一前级保护电路，形成于该电路板上，且连接一电源及该控制器的前级，该前级保护电路有一电气保护条件，用以在该电源的瞬间突波能量超过该电气保护条件时，阻挡该瞬间突波能量进入该控制器；及一后级保护电路，形成于该电路板上，且连接该前级保护电路及该控制器的后级，在该瞬间突波能量发生时该后级保护电路的反应速度较该前级保护电路的反应速度慢。2.如权利要求1所述的电气保护装置，其中，该前级保护电路包括一前级电压抑制器及一耐高压二极管，该前级电压抑制器与该电源形成并联连接，且用以阻挡顺向该瞬间突波能量进入该控制器，该耐高压二极管连接该前级电压抑制器及该后级保护电路，且用以阻挡逆向该突波瞬间能量进入该控制器。3.如权利要求2所述的电气保护装置，其中，该前级电压抑制器是瞬态电压抑制二极管及金属氧化物变阻器的其中一者。4.如权利要求1所述的电气保护装置，其中，该电气保护条件包括一顺向保护参数及一逆向保护参数，该瞬间突波能量大于该顺向保护参数时，该后级保护电路的阻抗是大于该前级保护电路的阻抗，以延迟该后级保护电路的反应，该瞬间突波能量小于该逆向保护参数时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺凯，黄彦舜，
申请(专利权)人：上银科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71