[實用新型]一種基于DSP的混合伺服驅動器

有效

• 申請號: 201120332589.7
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN202197247U
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 林健華;李衛平;賀衛利
• 申請（專利權）人: 深圳市雷賽智能控制股份有限公司
• 主分類號: H02P8/00
• 分類號: H02P8/00;H02P8/12
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本實用新型涉及驅動器，尤其涉及一種基于DSP（Digital?Signal?Processing?數字信號處理器）的混合伺服驅動器。

背景技術

現有的混合式步進電機驅動器只能滿足一般的定位要求，而且存在以下缺點：容易丟步，電機振動大，高速性能差，發熱嚴重，電磁兼容差等。以上缺點均受制于硬件電路，其電路構成主要包括控制電路、電流采樣電路、PI（Proportional-Integral?比例-積分）調節電路、功率驅動電路及控制信號輸入電路五部分。

控制電路主要進行邏輯處理，由單片機或FPGA（Field－Programmable?Gate?Array?現場可編程門陣列）完成，因主頻較低或無相應的檢測采樣功能，這種方案的控制電路需另外的輔助電路，且無法對復雜的算法進行高速運算和控制，難以解決電機振動、發熱、高速性能差等問題。

電流采樣電路進行采樣信號的放大處理，由運算放大器完成，為保證精度一般采用正負電源供電，電源成本高。

PI調節電路是對電流控制的剛度進行調節，一般由運放構成模擬式的調節器，因器件的差異性會加大調節難度，實際應用中難以達到理想的效果，進而影響驅動器的整體性能。

功率驅動電路為H橋拓撲結構，每個H橋由四個功率器件構成，功率器件的開通和關斷會產生輻射，較強的輻射會對控制電路和驅動器以外的設備造成干擾。抑制此處的輻射強度，需加大功率器件柵極電阻，但如此一來會引起功率器件嚴重發熱，不能從根本上解決問題。

控制信號輸入電路，一般由光耦和RC濾波的構成，電磁兼容差，干擾信號通過此電路進入控制電路，被誤認為是正常信號，會引起定位不準，且此方式的輸入電路只能接收一種幅值的控制信號，若控制信號幅值改變需另加電阻，不便于應用。

發明內容

為解決現有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種結構簡單的基于DSP的混合伺服驅動器，其包括DSP電路、給定輸入電路、位置反饋電路、電流和電壓采樣電路、過流保護電路和功率驅動電路；所述DSP主控電路包括脈沖計數及I/O（Input/Output?輸入/輸出）模塊，QEP（Quadrature?Encoder?Pulse?正交編碼脈沖）模塊、PWM（Pulse?Width?Modulation?脈寬調制）模塊、A/D（Analog/Digital?模/數）采樣模塊和TZ（Trip-zone?旅程區）保護模塊，所述給定輸入電路與所述脈沖計數及I/O模塊連接，所述位置反饋電路與所述QEP模塊連接，所述PWM模塊與所述功率驅動電路連接，所述電流和電壓采樣電路分別與所述A/D采樣模塊、所述功率驅動電路連接，所述過流保護電路分別與所述TZ保護模塊、所述功率驅動電路連接。

根據實施例，還可采用以下優選的技術方案：

所述給定輸入電路包括恒流控制電路、光耦、脈沖頻率限制電路和多路選擇電路；所述恒流控制電路包括脈沖信號路、方向信號路和使能信號路，所述光耦包括光耦U6、U7和U5，所述脈沖信號路與所述光耦U6、脈沖頻率限制電路和多路選擇電路依次連接，輸出脈沖信號PUL；所述方向信號路與所述光耦U7、脈沖頻率限制電路和多路選擇電路依次連接，輸出方向信號DIR；所述使能信號路與所述光耦U5連接，輸出使能信號ENA。

所述恒流控制電路脈沖信號路、方向信號路和使能信號路分別包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、電容、穩壓管和三極管，所述第一電阻、第二電阻和三極管依次串接，所述第三電阻、第四電阻串接，所述電容和所述穩壓管串接在所述第一電阻、第二電阻的公共端與所述第二電阻、所述三極管的公共端之間，所述三極管的發射極連接所述第三電阻、第四電阻的公共端，集電極連接所述第四電阻的另一端；所述脈沖信號路中，所述第一電阻和第三電阻的另一端分別連接脈沖信號PUL+和PUL-；所述方向信號路中，所述第一電阻和第三電阻的另一端分別連接方向信號DIR+和DIR-；所述使能信號路中，所述第一電阻和第三電阻的另一端分別連接使能信號ENA+和ENA-。

所述位置反饋電路分兩路，分別包括依次連接的分壓電路、濾波電路和差分接收電路。

所述電流采樣電路為H橋電路下橋臂電阻采樣，由兩級放大電路構成，并設置基準電壓VREF。

所述過流保護電路包括電壓采樣電路和過流信號轉化電路。

所述功率驅動電路包括四個驅動電路和雙H橋功率電路，還包括連接在每個橋臂與電源地之間的吸收電容。