[发明专利]变频调速器用正交脉冲捕获电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种正交脉冲捕获电路，尤其涉及一种变频调速器用正交脉冲捕获电路。

背景技术

带速度编码器的矢量控制型变频器中，需要对电机的转速进行实时采集，送到变频器控制器中参与控制，从而实现变频器对电动机的精准控制，在这一过程中，变频器控制器对脉冲信号要求非常高的精度，否则变频器将不能正常工作。在实际应用过程中，往往采用编码器作为电动机的速度采集器件，编码器输出一组正交脉冲信号，通过电缆与变频器控制器相连。由于变频器控制器往往只能接受5V或3.3V的信号，而编码器的输出信号幅值与其自身供电电压一致，因此在实际应用过程中需要将脉冲信号转换为控制器要求的信号。在目前的应用当中，正交脉冲捕获电路往往就是一个信号转换电路，对脉冲本身不加处理。在这种情况下，速度编码器输出的正交信号通过电缆连接到控制器过程中，信号非常容易受到外界的干扰，造成输入控制器的信号与编码器输出信号不一致，对变频器的控制相当不利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变频调速器用正交脉冲捕获电路，以解决上述存在的问题。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种变频调速器用正交脉冲捕获电路，包括光电隔离电路，其特征在于：所述的光电隔离电路的一端与控制器相连，另一端通过滤波电路、保护调理电路与限幅电路的一端相连，限幅电路的另一端与轴编码器相连，轴编码器及限幅电路还与供电电路相连，光电隔离电路还与数字电源相连。 

本发明的有益效果是：通过对捕获电路的重新设计，不仅实现了信号转换，同时还很好地解决了信号的干扰问题。同时，实现了编码器宽泛供电电压的要求。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的电原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明及其具体实施方式作进一步详细说明。

参见图1-2，AP、AN、BP、BN、P、G与电动机上的轴编码器的AP、AN、BP、BN、P、G相连，用于给采集编码器的正交脉冲输出AP和BP；P、G用于给编码器供电，P、G的供电电压决定编码器的正交脉冲输出的幅值。

R5为编码器的限流电阻，R5的两段分别连接编码器的供电端P及电源端VCC。当供电电压VCC在5-24V区间内的任意值时，调整R5的阻值可以限制流进编码器的电流，从而达到保护编码器的作用及满足编码器宽泛供电电压的功能。

D3、D4、D5、D6为半桥型二极管，这种二极管有三个引出端，分别为阴极、阳极和输入端。其中四个二极管的阴极均与电源端VCC连接，阳极均与电源地G连接，D3、D5的输入端分别连接正交脉冲信号AP和BP，D4和D6的输入端分别与正交脉冲信号地AN和BN相连。

图中R7、C7和R8、C8分别串联后对应的连接到AP、AN之间和BP、BN之间。

R11、R12和R13、R14并联后串接与信号地AN、BN之间，起到对U5、U6的保护作用。R9、R10分别与U5、U6的原边并联，然后跨接与AP、AN和BP、BN之间，这样R9、R10的分流作用保证了U5、U6原边的输入电流在安全范围之内。D7和D8的阴极对应连接到AP、BP上，阳极对应连接到AN、BN上，起到对串扰的反向脉冲的滤除作用。

U5、U6为有源光电隔离器件，原边连接到正交脉冲采集电路，副边连接到控制器的输入电路；通过光电隔离保证了输入到控制器电路的信号为无干扰的脉冲信号。

U5、U6副边中的三极管的集电极为信号输出端CAP-A和CAP-B，一端通过上拉电阻R15和R16连接到数字电源5V，另一端通过电容接数字地GND。CAP-A和CAP-B与控制器的输入端直接相连。

本发明实现的主要功能是对编码器产生的正交脉冲信号AP、BP进行实时捕获并将其捕获到的信号经过处理送到控制器当中。由于编码器往往采用宽泛电压供电，因此在本发明中只要对VCC供上编码器电压适应范围内的值并改变限流电阻R5的值就可以实现其宽泛供电。

编码器输出的正交脉冲经过电缆连接到变频器，往往距离较远很容易在脉冲上叠加干扰信号。编码器输出的正交脉冲幅值为VCC，而干扰信号的幅值远远大于VCC。本发明中使用D3、D4、D5、D6半桥二极管这种简单有效的方式来构成限幅电路，使电路采集到的脉冲AP、AN的幅值限制到0-VCC之间。

在电路中R7、C7和R8、C8组成滤波电路，对高于脉冲AP、BP信号频率的高次谐波进行滤除；同时D7、D8形成半波电路，对于AP、BP中的谐波成分进行二次处理，使信号AP、BP保持为幅值为VCC的正脉冲。