[發明專利]安全轉矩關斷電路及系統

在審

• 申請號: 202010196140.6
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111262476A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 胡浩峰
• 申請（專利權）人: 寧波安信數控技術有限公司
• 主分類號: H02P1/02
• 分類號: H02P1/02;H02H11/00
• 代理公司: 浙江中桓聯合知識產權代理有限公司 33255
• 代理人: 陳道升

本發明公開一種安全轉矩關斷電路及系統，該安全轉矩關斷電路包括輸入模塊、轉換模塊以及輸出模塊，其中：所述輸入模塊經所述轉換模塊與所述輸出模塊連接；所述輸入模塊用于接收外部控制系統發出的STO信號，并將STO信號的電壓輸出至所述轉換模塊；所述轉換模塊用于將所述STO信號的電壓轉換為預設輸出電壓，并將所述預設輸出電壓輸出至所述輸出模塊；所述輸出模塊用于將所述預設輸出電壓輸出至驅動器的驅動板，以通過所述預設輸出電壓來控制所述驅動器帶動電機起動或停止電機起動。本發明在輸入的STO信號為電機停止時能保證轉矩關斷，防止電機意外起動，提高安全性。

技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種安全轉矩關斷電路及系統。

背景技術

目前，在塑料機械行業中，為防止電機意外起動而發生意外事故，針對驅動器（變頻器、伺服驅動器等等）產品提出了功能安全的相關要求。STO（Safe Torque Off，安全轉矩關斷）就是其中一種安全功能，安全轉矩關斷功能是防止電機停止時產生轉矩，從而提升安全性能。

目前現有的安全轉矩關斷電路一般采用開關控制方式，將輸入的STO信號作為控制信號來控制安全轉矩關斷電路內部的開關管的導通或關斷。當輸入的STO信號的電壓為高電平時（STO信號導通），開關管導通，安全轉矩關斷電路將內部電源通過開關管輸出預設電壓，驅動器能正常運行；當輸入的STO信號的電壓為低電平時（STO信號關斷），開關管關斷，安全轉矩關斷電路無電壓輸出，驅動器保持在安全轉矩關斷狀態。但是當安全轉矩關斷電路內部的開關管失效時，其中一種失效模式是開關管短路，當此失效模式發生時，當輸入的STO信號的電壓為低電平時，安全轉矩關斷電路也會將內部電源通過短路的開關管輸出預設電壓，導致驅動器不能進入安全轉矩關斷狀態。此時可以通過驅動器的軟件或使能開關來使驅動器運行，存在一定的安全隱患。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種安全轉矩關斷電路及系統，旨在電機停止時保證轉矩關斷，防止電機意外起動。

為了達到上述目的，本發明提出一種安全轉矩關斷電路，包括輸入模塊、轉換模塊以及輸出模塊，其中：

所述輸入模塊經所述轉換模塊與所述輸出模塊連接；

所述輸入模塊用于接收外部控制系統發出的STO信號，并將STO信號的電壓輸出至所述轉換模塊；

所述轉換模塊用于將所述STO信號的電壓轉換為預設輸出電壓，并將所述預設輸出電壓輸出至所述輸出模塊；

所述輸出模塊用于將所述預設輸出電壓輸出至驅動器的驅動板，以通過所述預設輸出電壓來控制所述驅動器帶動電機起動或停止電機起動。

優選地，所述輸入模塊包括第一輸入防護電路，所述第一輸入防護電路包括第一TVS保護器件，第一二極管，所述第一TVS保護器件的一端與所述STO信號的電壓的正極連接，所述第一TVS保護器件的另一端與所述STO信號的電壓的負極連接，所述STO信號的電壓的負極接地；所述第一二極管的陽極與所述STO信號的電壓的正極連接，所述第一二極管的陰極與所述轉換模塊連接。

優選地，所述轉換模塊包括第一前級穩壓電路、第一開關驅動電路、第一變壓隔離電路、第一整流電路，其中：

所述第一前級穩壓電路用于對所述STO信號的電壓進行穩壓處理，得到穩定輸出電壓；

所述第一開關驅動電路用于對所述穩定輸出電壓進行處理，得到互補的方波信號，并對互補的方波信號進行放大處理；

所述第一變壓隔離電路用于對放大后的互補的方波信號進行處理，得到與輸入的STO信號隔離的方波電壓；

所述第一整流電路用于對所述方波電壓進行整流處理，得到直流輸出電壓。