一种伺服驱动器的输入电源防反接电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种伺服驱动器的输入电源防反接电路，包括采样模块、比较模块、驱动模块和MOSFET；采样模块采集伺服驱动器的直流电源电压，输出至比较模块与阈值电压进行比较，输出相应电平信号至驱动模块，驱动模块根据输入的电平信号导通或关断MOSFET，MOSFET控制电路中的正向和反向电流通路，进而控制电机倒灌至直流电源的能量。本实用新型专利技术在进行防反接保护的基础上对电机倒灌至直流电源的能量进行了控制，解决在使用直流电源供电时电路功耗大或无法对电机倒灌至直流电源的能量进行控制的问题，提高了伺服驱动器的可靠性，且电路占用空间少，减小了伺服驱动器的体积。减小了伺服驱动器的体积。减小了伺服驱动器的体积。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服驱动器的输入电源防反接电路


[0001]本技术涉及电力电子
，特别是一种伺服驱动器的输入电源防反接电路。

技术介绍

[0002]在采用直流供电的伺服驱动器中，为了防止操作人员误将直流电源正负极反接从而对伺服驱动器造成致命性损坏，伺服驱动器内部一般设计安装有输入电源防反接电路。输入电源防反接电路通常仅形成单一的正向电流通路，因此当直流电源反接时，伺服驱动器中没有反向电流通路，也就不会造成伺服驱动器的损坏。
[0003]现有伺服驱动器输入电源防反接电路中最简单的一种是将二极管串联在供电回路中，如图1所示，该电路利用二极管的单向导通性来避免直流电源反接时的反向电流，但是在伺服驱动器正常运行的过程中，所有供电电流都流经该二极管造成二极管功耗过大，导致整个伺服驱动器效率降低，温升变快。
[0004]一种改进的伺服驱动器输入电源防反接电路是用MOSFET取代二极管串联到供电回路中，如图2所示，若直流电源反接，则该MOSFET没有驱动电压，从而保持关断状态，因此供电回路中没有反向电流通路，伺服驱动器不会损坏。仅当直流电源供电极性正确时，该MOSFET才会导通，此时供电电流全部流经MOSFET。考虑到MOSFET导通电阻很小，因此该方法相较于串联二极管的方法能够明显减小功率损耗。
[0005]但是，由于MOSFET的双向导通性，这种串联MOSFET的方法不能对在伺服驱动器正常运行时电机倒灌至直流电源的能量进行控制。若倒灌能量过多，则直流电源将发生损坏，影响系统的可靠性。

技术实现思路

>[0006]本技术的目的在于提供一种功率损耗小、电路简单、可靠性高、体积小、成本低的电机驱动器输入电源防反接电路。
[0007]实现本技术目的的技术解决方案为：一种伺服驱动器的输入电源防反接电路，包括采样模块、比较模块、驱动模块和MOSFET；
[0008]所述采样模块，用于对伺服驱动器输入直流电源电压进行采样；
[0009]所述比较模块，用于将直流电源电压采样值与阈值进行比较，并输出比较结果；
[0010]所述驱动模块，用于根据比较结果来导通或关断MOSFET；
[0011]所述MOSFET导通时，电路中存在双向电流通路；所述MOSFET关断时，电路中仅存在正向电流通路。
[0012]进一步地，所述采样模块采用电阻分压的方式对伺服驱动器直流电源电压进行采样。
[0013]进一步地，所述比较模块采用迟滞比较器对直流电源电压采样结果和阈值电压进行比较，当直流电源电压高于正阈值时，比较器输出电平低于设定值；当直流电源电压低于
负阈值时，比较器输出电平高于设定值。
[0014]进一步地，所述驱动模块采用集成驱动芯片，集成驱动芯片的输出端通过门极电阻和下拉电阻连接至MOSFET的门极；当输入信号电平低于设定值时，输出用于关断MOSFET的驱动电压；当输入信号电平高于设定值时，输出用于导通MOSFET的驱动电压。
[0015]进一步地，所述MOSFET采用N沟道MOSFET，N
‑
MOSFET的漏极连接直流电源负极，源极连接后级负载负极，当驱动电压高于设定值时，MOSFET导通，电路中存在双向电流通路；当驱动电压低于设定值时，MOSFET关断，电路中仅存在正向电流通路。
[0016]本技术与现有及技术相比，其显著优点在于：(1)直流电源反接时，采样模块、比较模块、驱动模块皆无电源，MOSFET因为驱动端下拉电阻的存在而保持关断状态，使伺服驱动器中无反向电流通路，起到了防反接的作用；(2)直流电源连接正确，电机仅从直流电源吸收能量或电机倒灌至直流电源能量较少时，比较模块输出高电平，驱动模块导通MOSFET，所有供电电流流经MOSFET，利用MOSFET的低导通电阻特性，减小了功率损耗；(3)直流电源连接正确，电机倒灌太多能量至直流电源，导致直流电源电压升高时，则比较模块输出低电平，驱动模块关断MOSFET，此时正向电流仍能通过MOSFET的体并联二极管流过，而反向电流(倒灌电流)则无通路，因此保护了直流电源，提高了伺服驱动器的可靠性；(4)采用大电流MOSFET，体积小且功耗小，散热要求低，减小了伺服驱动器中防反接电路占用的空间，从而减小伺服驱动器体积，且电路简单可靠，成本低。
附图说明
[0017]图1是串联二极管的伺服驱动器输入电源防反接电路的结构示意图。
[0018]图2是串联MOSFET的伺服驱动器输入电源防反接电路的结构示意图。
[0019]图3是本技术一种伺服驱动器的输入电源防反接电路的结构示意图。
[0020]图4是本技术实施例中的伺服驱动器的输入电源防反接电路的结构示意图，其中(a)是电路原理图，(b)是结构示意图。
具体实施方式
[0021]结合图3，本技术一种伺服驱动器的输入电源防反接电路，包括采样模块、比较模块、驱动模块和MOSFET；
[0022]所述采样模块，用于对伺服驱动器输入直流电源电压进行采样，采集伺服驱动器的直流电源电压，其输出连接至比较模块的输入；
[0023]所述比较模块，用于将直流电源电压采样值与阈值进行比较，并输出比较结果，具体为：将直流电源采样电压与阈值电压进行比较，输出相应电平信号，该电平信号连接至驱动模块；
[0024]所述驱动模块，用于根据比较结果电平信号来导通或关断MOSFET；
[0025]所述MOSFET，控制电路中的正向和反向电流通路，进而控制电机倒灌至直流电源的能量；所述MOSFET导通时，电路中存在双向电流通路，电机既能够从直流电源吸收能量也能够倒灌能量至直流电源；所述MOSFET关断时，电路中仅存在正向电流通路，从而防止电机能量倒灌至直流电源。
[0026]进一步地，所述采样模块可使用如电阻分压采样、电压传感器采样等多种采样方
式，只要能够将直流电源电压转换为适合后级输入的电压即可；
[0027]进一步地，所述比较模块可使用如单门限比较器、迟滞比较器等多种比较器，只要能够当直流电源电压过高时输出相应电平信号即可；
[0028]优选地，所述比较模块采用迟滞比较器对直流电源电压采样结果和阈值电压进行比较，当直流电源电压高于正阈值时，比较器输出电平低于设定值；当直流电源电压低于负阈值时，比较器输出电平高于设定值
[0029]进一步地，所述驱动模块可以采用分立元件搭建，也可以使用集成驱动芯片，只要能够根据输入电平信号确保MOSFET可靠导通或关断即可；
[0030]优选地，所述驱动模块采用集成驱动芯片，当输入信号电平低于设定值时，输出用于关断MOSFET的驱动电压；当输入信号电平高于设定值时，输出用于导通MOSFET的驱动电压。
[0031]进一步地，所述MOSFET可使用N
‑
MOSFET或P
‑
MOSFET，只要能够控制伺服驱动器中的电流通路即可，若使用N
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种伺服驱动器的输入电源防反接电路，其特征在于，包括采样模块、比较模块、驱动模块和MOSFET；所述采样模块，用于对伺服驱动器输入直流电源电压进行采样；所述比较模块，用于将直流电源电压采样值与阈值进行比较，并输出比较结果；所述驱动模块，用于根据比较结果来导通或关断MOSFET；所述MOSFET导通时，电路中存在双向电流通路；所述MOSFET关断时，电路中仅存在正向电流通路。2.根据权利要求1所述的伺服驱动器的输入电源防反接电路，其特征在于，所述采样模块采用电阻分压的方式对伺服驱动器直流电源电压进行采样。3.根据权利要求1所述的伺服驱动器的输入电源防反接电路，其特征在于，所述比较模块采用迟滞比较器对直流电源电压采样结果和阈值电压进行比较，当直流电源电压高于正阈值时，比较器输出电平低于设定值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，李卢毅，杨志达，姜哲，邹黎明，姚鹏飞，金鸿飞，
申请(专利权)人：扬州曙光光电自控有限责任公司，
类型：新型
国别省市：