本实用新型专利技术涉及一种带隔离的多轴合一伺服装置拓扑电路，包括一个电源单元以及至少一个伺服驱动单元，所述电源单元用于给各伺服驱动单元提供直流母线电源以及控制电源，每个伺服驱动单元设置有一个隔离电源，每个伺服驱动单元的功率模块的下桥臂控制电源正端Vn1、下桥臂控制地端Vnc分别与其隔离电源的两个输出端连接，每个伺服驱动单元的隔离电源的输入端均与电源单元的控制电源输出端VCC2、N2连接。本实用新型专利技术的每个伺服驱动单元IPM功率模块的下桥臂为独立的电源，相互隔离不共地，保证在前端隔离进行自举电路情况下每个伺服驱动单元相互隔离不共地形成回路，保证驱动装置安全工作等，而且多轴伺服控制装置体积较少。而且多轴伺服控制装置体积较少。而且多轴伺服控制装置体积较少。
【技术实现步骤摘要】
一种带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路
[0001]本技术属于电子
，具体涉及一种带隔离的多轴合一伺服模块装置拓扑电路。
技术介绍
[0002]在科学研究与工业实际生产中，有些工程师设计了多轴合一伺服驱动装置，其中，每个伺服驱动单元均配置了开关电源，每个伺服驱动单元需要高频变压器以及开关MOSET管，成本上升体积大，一般多轴伺服驱动装置需要设计体积小而且高可靠性，如果每个伺服驱动单元都存在一个开关电源，无法做到体积小而且容易受到电磁干扰可靠性差，如图1所示为改进前的一种自举多轴伺服驱动装置的典型拓扑结构示意图。
[0003]另外，在每个伺服驱动单元配置相应的自举电路为IPM功率模块或者IGBT 功率模块组提供控制电路中，会出现环路问题，容易损坏功率模块。如图6所示,针对DIPIPM1，申请人首先想到需要增加一条控制地到功率地的短接线3，希望DIPIPM1的下桥臂充电电流沿着电流路径4前进。由于电流路径1仍然是没有阻抗的。所以电流路径1和电流路径4将同时存在。另外，5部分会形成一个新的地线环路。5的右边沿走线实际是功率地的走线，不适合增加电阻。5的下边沿同时也是电流2的回路，在此处增加阻抗，会影响DIPIPM2的开关速度。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路，对每个伺服驱动装置中IPM或者IGBT模块对象提供电源，每个单独的伺服驱动单元IPM功率模块的下桥臂为独立的电源，相互隔离不共地，保证在在前端隔离进行自举电路情况下每个伺服驱动单元的相互隔离不共地形成回路，保证模块装置安全工作等。
[0005]本技术的技术方案是这样实现的：本技术公开了一种带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路，包括一个电源单元以及至少一个伺服驱动单元，所述电源单元用于给各伺服驱动单元提供直流母线电源以及控制电源，每个伺服驱动单元设置有一个隔离电源，每个伺服驱动单元的功率模块的下桥臂控制电源正端Vn1、下桥臂控制地端Vnc分别与其隔离电源的两个输出端连接，每个伺服驱动单元的隔离电源的输入端均与电源单元的控制电源输出端VCC2、N2 连接。
[0006]进一步地，每个伺服驱动单元的功率模块的下桥臂控制地端Vnc与功率地端N之间连接有短接线；每个伺服驱动单元的功率模块的逆变器直流母线电压正端P相互连接，并均与供电电源正端连接；每个伺服驱动单元的功率模块的逆变器直流母线负端即功率负端N相互连接，并均供电电源负端连接。
[0007]进一步地，每个伺服驱动单元的隔离电源的两个输出端之间均连接有电容；电容的正极与功率模块的上桥臂控制电源正端Vp1连接；隔离电源为DC_DC隔离电源。
[0008]进一步地，每个伺服驱动单元的功率模块共用三对上下桥臂，三对上下桥臂的控
制电源均由同一个隔离电源提供。
[0009]进一步地，每个伺服驱动单元的功率模块的各相上桥臂分别通过自举控制电路与电源连接。
[0010]进一步地，所述自举控制电路包括自举电阻、自举高压超快恢复二极管、自举电容，其中，自举电阻与自举高压超快恢复二极管串联在隔离电源输出正极与上桥臂正极Vp1之间，自举高压超快恢复二极管的阳极与隔离电源输出正极连接，自举高压超快恢复二极管的阴极与功率模块上桥臂正极Vp1、自举电容正极连接，自举电容的负极与功率模块上桥臂的地Vpn连接。
[0011]进一步地，所述电源单元包括控制芯片、整流模块、制动模块、软启动模块、母线电压采样电路以及开关电源，整流模块的输入端与外部交流电源连接，整流模块的输出端经软启动模块与直流母线P、N连接，所述开关电源的两个输入端分别与直流母线P、N连接；开关电源用于输出多路VCC电源，分别给每个伺服驱动单元提供弱电控制VCC1电源以及为每个伺服驱动单元的隔离电源的输入端提供强电源VCC2；所述母线电压采样电路的输入端与直流母线P、N 连接，所述母线电压采样电路的输出端与控制芯片连接。
[0012]进一步地，所述电源单元还包括至少一个RJ485接口，所述RJ485接口通过PHY芯片、网络变压器与控制芯片连接，组成工业以太网总线物理层，在此物理层上支持相对应的工业以太网协议，上位机通过工业以太网控制多轴合一伺服驱动装置。
[0013]进一步地，所述电源单元的控制芯片连接有显示屏，用于监控电源单元以及每个伺服驱动单元参数；所述电源单元的控制芯片连接有按键。
[0014]进一步地，电源单元以及各伺服驱动单元之间通过内部总线连接；在电源单元上通过网口接口唯一对外连接。
[0015]本技术至少具有如下有益效果：本技术在伺服驱动单元内增加 DC_DC隔离电源，不同的伺服驱动单元分别使用各自的DC_DC隔离电源为IPM 功率模块提供电源，不会形成回路，保证了多轴拓扑结构的可靠性。
[0016]本技术提供的带隔离的自举多轴伺服驱动装置的拓扑电路能够在多轴伺服驱动装置中得到应用，分别在每个伺服驱动单元中应用避免单元之间共地形成回路，防止模块误动作，而且本电路结构简单，成本低廉，多轴合一伺服驱动装置体积可以减少，适用于科学研究和工业3C以及多轴机器人控制等。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0018]图1为改进前的自举多轴伺服驱动装置的典型拓扑结构示意图；
[0019]图2为本技术一种实施例提供的一种带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路的结构示意图；
[0020]图3为本技术另一种实施例提供的扩展为N个(N≥3)的带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路的结构示意图；
[0021]图4为本技术实施例提供的电源单元的电路示意图；
[0022]图5为本技术实施例提供的伺服驱动单元的电路示意图；
[0023]图6为改进前两个并联IPM功率模块的示意图；
[0024]图7为改进后两个并联IPM功率模块的示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]参见图2和图3，本技术实施例提供一种带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路，包括一个电源单元以及至少一个伺服驱动单元，所述电源单元包含总线通信、制动、提供直流母线电源以及开关电源等功能，每个伺服驱动单元设置有一个隔离电源，每个伺服驱动单元的功率模块(IPM功率模块或者IGBT 功率模块)的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路，其特征在于：包括一个电源单元以及至少一个伺服驱动单元，所述电源单元用于给各伺服驱动单元提供直流母线电源以及控制电源，每个伺服驱动单元设置有一个隔离电源，每个伺服驱动单元的功率模块的下桥臂控制电源正端Vn1、下桥臂控制地端Vnc分别与其隔离电源的两个输出端连接，每个伺服驱动单元的隔离电源的输入端均与电源单元的控制电源输出端VCC2、N2连接。2.如权利要求1所述的带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路，其特征在于：每个伺服驱动单元的功率模块的下桥臂控制地端Vnc与功率地端N之间连接有短接线；每个伺服驱动单元的功率模块的逆变器直流母线电压正端P相互连接，并均与供电电源正端连接；每个伺服驱动单元的功率模块的逆变器直流母线负端即功率负端N相互连接，并均供电电源负端连接。3.如权利要求1所述的带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路，其特征在于：每个伺服驱动单元的隔离电源的两个输出端之间均连接有电容；电容的正极与功率模块的上桥臂控制电源正端Vp1连接；隔离电源为DC_DC隔离电源。4.如权利要求1所述的带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路，其特征在于：每个伺服驱动单元的功率模块共用三对上下桥臂，三对上下桥臂的控制电源均由同一个隔离电源提供。5.如权利要求1或4所述的带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路，其特征在于：每个伺服驱动单元的功率模块的各相上桥臂分别通过自举控制电路与电源连接。6.如权利要求5所述的带隔离的多轴合一伺服驱动装置拓扑电路，其特征在于：所述自举控制电路包括自举电阻、自举高压超快恢复二极管、自举电容，其中，自举电阻与自举高压超快恢...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱志红，易亚军，褚仁林，秦龙，
申请(专利权)人：武汉华中数控股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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