[实用新型]编码器断线检测电路

说明书

本实用新型公开了一种编码器断线检测电路，包括电压转换电路、比较电路和判定电路。所述电压转换电路与编码器输出的差分信号相连，对其进行偏压和偏相补偿，并将差分信号转换成单端信号并输出；所述比较电路连接电压转换电路，将其输出的单端信号与断线检测参考电压进行电压比较并输出比较结果；所述判定电路连接比较电路，对其输出的比较结果进行逻辑判定，并输出检测结果。本实用新型采用电阻、电容和比较器，完成对编码器断线的检测；可在编码器静止和待机时进行断线检测；可检测出编码器三相中任意某一相断线的情况；可在编码器出现差分电压偏压、偏相问题时照常检测。

技术领域

本实用新型属于编码器检测电路领域，尤其涉及一种编码器断线检测电路。

背景技术

编码器(Encoder)是将角度信号转化为数字信号的一种装置，编码器分为绝对式编码器和增量式编码器两类，增量式编码器依靠其可靠性、精度以及简单易用等特点得到了广泛应用。增量式编码器传输介质信号为差分电压，依靠差分电压的抗干扰性传输信息，绝对式编码器使用其中一相或两相进行检测。在实际使用过程中存在编码器接插件断开、接触不良以及线缆不可靠(如部分线缆断开、部分线缆短路等)等情况，在工业生产中发生上述情况会对工作电器、设备甚至局域电网产生危害，发生危险事故，严重危及使用者生命财产安全。

现有技术中，一般使用软件检测和硬件检测两种方式进行编码器断线检测。软件检测需要依靠编码器载体运动完成断线检测，当电机处于静止状态或待机状态，或电机运动缓慢时，无法完成编码器断线检测，但在实际使用过程中，断线检测大部分需要在电机静止状态完成检测。当编码器A、B、C相中任意+或-信号断开(断线)，软件依然可以获取到编码器的脉冲信号，软件无法或较难判断编码器某一路是否断线。

硬件检测使用比较器或运放将A、B、C相差分信号转换为单端信号，当编码器出现异常时，其输出的A、B、C相差分信号可能出现偏压或偏相情况。如图1所示，左侧为正常差分信号，右侧上方示出了偏压差分信号V1，编码器发出的某一相可能出现偏压，即某一电平偏低，此时编码器可能由于老化或者干扰依然能够运行；同时A+-减A-的值何时表示为1，何时表示为0，存在不同标准(一般为200mV或4.5V)；如以上情况发生，此时比较器或者运放不能完成断线检测或误报错。还是针对左侧的正常差分信号，右侧下方示出了偏相差分信号V2，编码器发出的某一相可能出现偏相，即某一路高电平出现延迟，出现电机位置异常，电机抖动或怠机情况，此时不能很好的完成检测，出现误报现象。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中编码器无法在静止和待机时进行断线检测且无法检测出A、B、C相中任意某一相断线、差分信号容易出现偏压或偏相导致误检的缺陷，提供一种编码器断线检测电路。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种编码器断线检测电路，包括电压转换电路、比较电路和判定电路；

电压转换电路包括N个电压转换子电路，每个电压转换子电路分别与编码器输出的一相差分信号相连，用于将差分信号转换成单端信号并输出；

比较电路包括N个第一比较子电路，每个第一比较子电路分别连接一个电压转换子电路，用于将相连的电压转换子电路输出的单端信号与断线检测参考电压进行电压比较并输出比较结果；

判定电路分别连接N个第一比较子电路，用于根据所述N个第一比较子电路输出的比较结果进行逻辑判定，并输出检测结果；

其中，N＝1、2或3。

较佳地，电压转换子电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；

第一电阻的一端作为电压转换子电路的正输入端，用于连接相连的差分信号的正电压输出端，第二电阻的一端作为电压转换子电路的负输入端，用于连接相连的差分信号的负电压输出端；