一种双通道安全转矩关断电路与方法技术

本发明专利技术公开了一种双通道安全转矩关断电路及方法。该电路包含双通道STO输入模块，功率开关模块，MCU控制模块，隔离驱动模块。所述功率开关模块与双通道STO输入模块和隔离驱动模块相连，MCU控制模块与双通道STO输入模块和隔离驱动模块相连。其中：双通道STO输入模块接收外部STO信号，通过隔离和滤波，输出标准STO信号到功率开关模块；功率开关模块依据STO信号触发供电电压到隔离驱动模块MCU控制模块控制PWM信号输出到隔离驱动模块；隔离驱动模块依据供电电压和PWM信号对外部电机进行驱动动作。该方案从电路级对隔离驱动模块进行供电控制，保证了STO功能安全可靠运行，通过对STO信号的硬件判断和软件判断，有效保证了不出现意外转矩。

【技术实现步骤摘要】
一种双通道安全转矩关断电路与方法
本专利技术涉及电路
，尤其涉及一种双通道安全转矩关断电路及方法。
技术介绍
近年来，电机驱动广泛应用于数控机床、产线控制、机器人行业等，其中对机械控制的安全问题一直受到人们的重视。安全转矩关断(STO)是变频器和伺服驱动器的安全功能，该功能用来断开输出转矩，此时电机失去电能而无法向外输出转矩，也就无法启动。安全转矩关断功能常用于急停、机械检修、安全联锁或者在其它安全功能组合上。目前的STO功能电路多使用双路冗余设计，控制电路都由安全继电器、反馈回路和指示回路等组成，电路器件组成多、结构复杂。但即使是双路冗余STO设计，也难以保证在连续运行中，不发生由于故障积累导致的保护失效，同时驱动器存在的错误也会触发STO导致保护失效。简化STO电路并提升安全转矩关断系统的可靠性成为当前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种双通道安全转矩关断电路与方法，简化功能电路，同时降低系统故障率。本专利技术的技术解决方案是：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双通道安全转矩关断电路，其特征在于，包含双通道STO输入模块，功率开关模块，MCU控制模块，隔离驱动模块，其中：/n所述双通道STO输入模块经过功率开关模块与所述隔离驱动模块连接；/n所述双通道STO输入模块用于接收外部控制系统的STO信号，输出隔离和滤波后的STO信号到所述功率开关模块；/n所述功率开关模块用于将所述隔离和滤波后的STO信号转换为电压信号输出到隔离驱动模块的高低电压供电接口；/n所述MCU控制模块分别与双通道STO输入模块和所述隔离驱动模块连接；/n所述MCU控制模块用于检测双通道STO输入模块的STO信号和功率开关模块状态，并将其生成的PWM信号输出至所述隔离驱动模...

【技术特征摘要】
1.一种双通道安全转矩关断电路，其特征在于，包含双通道STO输入模块，功率开关模块，MCU控制模块，隔离驱动模块，其中：
所述双通道STO输入模块经过功率开关模块与所述隔离驱动模块连接；
所述双通道STO输入模块用于接收外部控制系统的STO信号，输出隔离和滤波后的STO信号到所述功率开关模块；
所述功率开关模块用于将所述隔离和滤波后的STO信号转换为电压信号输出到隔离驱动模块的高低电压供电接口；
所述MCU控制模块分别与双通道STO输入模块和所述隔离驱动模块连接；
所述MCU控制模块用于检测双通道STO输入模块的STO信号和功率开关模块状态，并将其生成的PWM信号输出至所述隔离驱动模块；
所述隔离驱动模块用于接收所述功率开关模块输出的电压及所述MCU控制模块输出的PWM信号，禁用或启动隔离驱动模块的输出。


2.根据权利要求1所述的双通道安全转矩关断电路，其特征在于，所述双通道STO输入模块包含第一数字隔离器、第一低通滤波器、第二数字隔离器、第二低通滤波器，所述第一数字隔离器的一端与外部控制系统相连，用于接收外部控制系统输出的一路STO信号，所述第一数字隔离器的另一端与第一低通滤波器连接，所述第一低通滤波器的一端分别与功率开关模块和MCU控制模块连接，所述第二数字隔离器的一端与外部控制系统相连，用于接收外部控制系统输出的另一路STO信号，所述第二数字隔离器的另一端与第二低通滤波器连接，所述第二低通滤波器的一端分别与功率开关模块和MCU控制模块连接。


3.根据权利要求2所述的双通道安全转矩关断电路，其特征在于，所述MCU控制模块输入端分别与所述第一低通滤波器和第二低通滤波器相连，用于检测经过隔离和滤波的STO信号，所述MCU控制模块输入端同时与功率开关模块相连，用于采集功率开关模块的运行状态，所述MCU控制模块输出端与隔离驱动模块连接，用于输出PWM控制信号到隔离驱动模块。


4.根据权利要求3所述的双通道安全转矩关断电路，其特征在于，所述功率开关模块包含高压侧功率开关，低压侧功率开关，其中：
所述高压侧功率开关用于接收经过隔离和滤波的STO信号，输出高电压到隔离驱动模块；
所述低压侧功率开关用于接收经过隔离和滤波的STO信号，输出低电压到隔离驱动模块。


5.根据权利要求4所述的双通道安全转矩关断电路，其特征在于，所述低压侧功率开关包含低压侧功率开关芯片、电阻一、电阻二、电阻三、电容一、电容二、第一二极管及三级管。其中：
所述电阻一的一端与所述低压侧功率开关芯片VIN管脚相连，另一端分别与MCU控制模块的输出通道及低压侧功率开关芯片FAULT管脚相连；
所述电阻二的一端分别与所述低压侧功率开关的VOUT管脚及所述第一二极管的正极相连，另一端与地相连；
所述电阻三的一端与所述第二低通滤波器相连，另一端分别与所述电容二和所述三极管的基级相连；
所述电容一的一端与地相连，另一端分别与所述第一二极管的负极及所述三极管的集电极相连；
所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：田炜，黄武，叶霆，任强，蒋增文，周林，盛四华，
申请(专利权)人：中电凯杰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43