马达驱动装置的接口电路

文档序号:98582 发布日期:2021-10-12 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 马达驱动装置的接口电路 (Interface circuit of motor driving device ) 是由 柳炫圭 梁千锡 田钟煜 池民训 于 2019-07-11 设计创作,主要内容包括:本发明涉及马达驱动装置的接口电路,所述马达驱动装置的接口电路包括:电源电路部,用于马达的驱动控制;以及控制面板部,控制所述电源电路部,并提供用户接口,所述电源电路部还包括第二MCU,所述第二MCU控制继电器和附加装置部,并检测附加装置部的动作状态,所述第二MCU可以通过通信线路与控制面板部的第一MCU进行通信。(The present invention relates to an interface circuit of a motor driving device, the interface circuit of the motor driving device including: a power supply circuit unit for controlling driving of the motor; and a control panel part controlling the power circuit part and providing a user interface, the power circuit part further including a second MCU controlling the relay and the additional device part and detecting an action state of the additional device part, the second MCU being communicable with the first MCU of the control panel part through a communication line.)

马达驱动装置的接口电路

技术领域

本发明涉及马达驱动装置的接口电路,更详细而言,涉及一种能够简化结构且降低成本的马达驱动装置的接口电路。

背景技术

一般而言,马达驱动装置包括:电源电路部(power circuit unit),向马达提供驱动功率;以及控制面板,检测并显示电源电路部的动作状态,控制电源电路部以符合通过用户接口输入的控制指令。

如上所述,使用大功率的同时具有用户直接接触的部分的设备必须要有绝缘措施以确保用户的安全。

尤其,在UL(Underwriters Laboratories,保险商实验室)标准中,对逆变器的用户接口和电源电路部规定了绝缘等级,并且生产了符合这样的标准的产品。

图1是现有的马达驱动装置的接口电路图。

参照图1,现有的马达驱动装置的接口电路包括位于电源电路部200和控制面板部100之间的数字隔离器300,所述数字隔离器300对在所述电源电路部200和控制面板部100之间传递的所有信号执行数字绝缘。

所述电源电路部200包括用于驱动马达207的电路,例如,电源部201、转换器部202、浪涌电流抑制部203、平滑部204、再生制动部205和逆变器部206。

另外,包括用于驱动逆变器部206的单独的栅极元件的栅极驱动部210和各种传感器220,并且包括继电器240和附加装置部230。

所述控制面板部100包括:用户接口部110,用户直接接触所述用户接口部110;以及MCU120,根据所述用户接口部110的输入来控制所述电源电路部200,检测电源电路部200的动作状态并将其显示在所述用户接口部110。

所述电源电路部200的转换器部202、浪涌电流抑制部203、平滑部204、再生制动部205和逆变器部206中的每一个的构成和作用是公知的,因此省略其详细说明。

所述电源电路部200包括作为用于驱动马达207的基本的电路构成的栅极驱动部210,可以驱动设置在逆变器部206的多个栅极元件。

此外,包括在所述MCU120的控制下动作的附加装置部230。作为附加装置部230的例子,可以包括具有多个冷却风扇、鼓风机的空气循环装置,温度传感器、湿度传感器等环境监测装置等。

如上所述,电源电路部200的各种功能块在控制面板部100的控制下动作。

为了掌握电源电路部200的动作状态并将其显示在用户接口部110上,控制面板部100包括各种传感器。

各种传感器的信号需要被绝缘,为了实现绝缘,使用价格昂贵且需要相对较大的设置面积的数字隔离器300。

图2是数字隔离器300的简化的构成框图。

数字隔离器300包括多个光耦合器,尤其,为了实现电源电路部200和MCU120之间的双向绝缘,需要使用在一侧分别设置有一对发光部311、314和受光部312、313的双向光耦合器310,因此存在不可避免地增加成本和设置面积的问题。

尤其,由于需要为与马达207的驱动控制无密切关系的每个附加装置部230提供数字隔离器300的端子,因此存在成本和体积增加不可避免的问题。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够降低制造成本并提高设置空间的余量的马达驱动装置的接口电路。

解决问题的技术方案

为了解决上述技术问题,本发明的马达驱动装置的接口电路包括:电源电路部,用于马达的驱动控制;以及控制面板部,控制所述电源电路部,并提供用户接口,所述电源电路部还包括第二MCU,所述第二MCU控制继电器和附加装置部,并检测附加装置部的动作状态,所述第二MCU可以通过通信线路与控制面板部的第一MCU进行通信。

在本发明的实施例中,还可以包括数字隔离器,所述数字隔离器将所述第一MCU和栅极驱动部之间的收发信号绝缘,所述栅极驱动部设置在所述电源电路部并控制逆变器部的栅极元件。

在本发明的实施例中,所述数字隔离器可以将检测所述马达的驱动状态的传感器部的信号绝缘并提供给所述第一MCU。

在本发明的实施例中,所述第二MCU可以根据第一MCU的控制信号对逆变器部的栅极元件进行通断控制。

在本发明的实施例中,所述附加装置部可以包括冷却风扇、鼓风机或环境传感器。

在本发明的实施例中,所述第二MCU可以设定对每个所述附加装置部的优先级,并根据优先级与所述第一MCU进行通信。

在本发明的实施例中,所述第二MCU可以仅在所述附加装置部的检测结果发生变化的情况下,才与所述第一MCU进行通信。

在本发明的实施例中,所述第二MCU可以根据所述附加装置部的检测结果来切断所述继电器。

发明效果

本发明通过将与控制面板部的MCU通信的单独的MCU设置在电源电路部,使用相互间的数据通信来执行控制,限制数字隔离器的使用,能够降低成本,并且具有能够确保设置空间的余量的效果。

附图说明

图1是现有的马达驱动装置的接口电路图。

图2是图1中的数字隔离器的构成框图。

图3和图4分别是本发明一实施例的马达驱动装置的接口电路图。

附图标记的说明

10:控制面板部11:用户接口部

12:第一MCU 13:通信线路

20:电源电路部30:数字隔离器

40:继电器50:附加装置部

60:第二MCU

具体实施方式

为了充分理解本发明的结构和效果,将参考附图描述本发明的优选实施例。然而,本发明不限于下面描述的实施例,而是可以以各种形式实施,并且可以进行各种改变。然而,本实施例的描述旨在提供本发明的完整公开,并且向本发明所属领域的普通技术人员充分公开本发明的范围。在附图中,为了便于说明,构成要素的尺寸被放大,并且构成要素的比例可以被夸大或减小。

术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种构成要素,但是这些构成要素不应受限于上述术语。上述术语仅可用于区分一个构成要素与另一个构成要素。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,“第一构成要素”可以被命名为“第二构成要素”,并且类似地,“第二构成要素”也可以被命名为“第一构成要素”。此外,除非上下文另有明确规定,否则单数的表达包括复数的表达。除非另外定义,否则本发明的实施例中使用的术语可以被解释为本领域技术人员公知的含义。

以下,参照附图对本发明一实施例的逆变器保护装置进行说明。

图3是本发明一实施例的马达驱动装置的接口电路图。

如图所示,本发明一实施例的马达驱动装置的接口电路包括用于驱动马达27的电源电路部20以及用于控制所述电源电路部20的控制面板部10,所述电源电路部20包括与所述控制面板部10的第一MCU(Micro Controller Unit,微控制器单元)12通信以监测和控制继电器40和附加装置部50的状态的第二MCU60。

数字隔离器30将在电源电路部20和控制面板部10之间相互传输的信号绝缘,而不经由所述第二MCU60。

所述电源电路部20可以包括用于驱动马达27的电路,例如,电源部21、转换器部22、浪涌电流抑制部23、平滑部24、再生制动部25和逆变器部26。

这里,上面列出的用于驱动马达27的电路仅仅是一个例子,并且可以根据需要来改变电路的构成。

另外,所述电源电路部20包括栅极驱动部28和传感器部29,栅极驱动部28控制设置在逆变器部26的栅极元件,传感器部29检测马达27的驱动电流并提供马达27的动作状态。

所述控制面板部10可以包括:用户接口部11,显示包括马达27的动作状态的电源电路部20的动作状态,以便用户能够识别,并且能够接收用户的控制指令;第一MCU12,通过所述数字隔离器30控制栅极驱动部28,并接收传感器部29的信号;以及通信线路13,用于第一MCU12与电源电路部20的第二MCU60之间的数据传输。

在如上所述的构成中,当通过用户接口部11有运转指令时,第一MCU12根据设定输出各种控制信号。此时,控制继电器40的控制信号和控制附加装置部50的控制信号通过所述通信线路13被发送到电源电路部20的第二MCU60。

所述通信线路13根据第一MCU12和第二MCU60之间的通信方式确定,并且可以使用串联或并联的通信线路。

接收到第一MCU12的控制信号的第二MCU60控制并驱动继电器40和附加装置部50。

另外,用于控制逆变器部26的所述第一MCU12的控制信号通过所述数字隔离器30被提供到栅极驱动部28,栅极驱动部28通过控制设置在逆变器部26的栅极元件的控制状态来驱动马达27。

此时,马达27的驱动控制可以是旋转方向和速度。

马达27的上述动作状态由传感器部29检测。由传感器部29检测的动作状态通过数字隔离器30被第一MCU12接收,第一MCU12将马达27的动作状态显示在用户接口部11,以便用户能够识别。

所述数字隔离器30包括光耦合器,由于仅对检测栅极驱动部28以及马达27的动作的传感器部29与第一MCU12之间的收发信号即有限的信号执行绝缘,因此可以减少光耦合器的数量,通过减少根据绝缘等级而价格差异较大的光耦合器的数量,能够降低成本并减小体积。

在马达27的动作过程中,附加装置部50的状态由第二MCU60检测。

具体地,附加装置部50可以是冷却风扇或鼓风机等空气循环装置,此时,冷却风扇、鼓风机的旋转速度由第二MCU60检测。

此时,检测到的信息通过所述通信线路13被发送到第一MCU12,第一MCU12可以在用户接口部11上显示冷却风扇、鼓风机的旋转速度。

本发明还包括第二MCU60,具有能够以不需要与第一MCU12绝缘的通信方式进行控制并检测信息的特征,从而通过通信线路13的数据通信量可能会增加。为了防止这种情况,第二MCU60可以仅在继电器40或附加装置部50的状态发生变化的情况下,才通过通信线路13向第一MCU12传输信息。

例如,如果第二MCU60检测到作为附加装置部50的冷却风扇的旋转速度急剧下降,则判断为作为附加装置部50的冷却风扇发生了故障,通过通信线路13将该情况传输到第一MCU12并显示在用户接口部11上,以便能够采取措施。

所述接口部11包括警报功能,在判断为发生异常的状态下可以产生警报。

本发明的另一个可预见的效果在于,与现有的将控制面板部的MCU的所有收发数据绝缘相比,通过还一并使用基于第一MCU12和第二MCU60之间的通信的控制,能够期待更快的控制响应速度。

例如,作为温度传感器的附加装置部50检测到的温度信息由第二MCU60检测,第二MCU60能够根据检测到的温度立即控制作为冷却风扇的另一附加装置部50。

这是因为,检测到由特定温度传感器检测的温度急剧上升的第二MCU60将温度升高的检测结果发送到控制面板部10的第一MCU12,同时控制作为冷却风扇的另一附加装置部50的旋转速度以符合温度,从而能够更快地执行针对过热的应对控制。

另外,第二MCU60可以设定通信优先级。可以设定每个所述附加装置部50在整个系统中占据的重要等级,并且将由重要等级较高的附加装置部50检测的信息相对于其他信息优先提供给第一MCU12。

通过上述优先级处理,能够消除由于可能发生的通信拥塞而导致的控制处理延迟。

另外,第二MCU60可以提供停机功能。例如,当判断为由作为附加装置部50的湿度传感器、温度传感器等检测的信息可能对整个系统造成严重损坏时,可以立即执行断开继电器40的控制。因此,能够更快地应对紧急情况,并且防止系统损坏。

图4是本发明另一实施例的马达驱动装置的接口电路图。

参照图4,在本发明另一实施例的马达驱动装置的接口电路中,可以将控制面板部10和电源电路部20之间的所有信号的收发替换为控制面板部10的第一MCU12和电源电路部20的第二MCU60之间的数据通信。

因此,即使不使用数字隔离器30,也能够实现绝缘状态。

在上述构成中,所述第二MCU60可以直接控制栅极驱动部28以控制逆变器部26的栅极元件,并且可以接收并判断由传感器部29检测的马达27的驱动状态。

此时,第二MCU60可以仅在由传感器部29检测的马达27的驱动状态发生变化的情况下,才将该信息提供到第一MCU12。另外,可以仅在接收到改变马达27的驱动控制的第一MCU12的控制信号的情况下,才控制栅极驱动部28,以将通过通信线路13的通信量的增加最小化。

尽管以上描述了根据本发明的实施例,但这些仅仅是示例性的,本领域技术人员可以由此实施各种变形和等同范围内的实施例。因此,本发明真正的技术保护范围应由所附的权利要求书确定。

工业实用性

本发明的工业实用性在于,是一种利用自然法则来改变用于控制马达驱动装置的接口的设计而能够简化结构的技术。

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