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    重庆时时彩彩官方开奖号码: 一种编码器电源稳压电路及其稳压方法.pdf

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    一种 编码器 电源 稳压 电路 及其 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201310276915.0

    申请日:

    2013.07.03

    公开号:

    CN103324227A

    公开日:

    2013.09.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G05F 1/46变更事项:专利权人变更前:深圳市易能电气技术有限公司变更后:深圳易能电气技术股份有限公司变更事项:地址变更前:518000 广东省深圳市南山区桃源街道丽山路平山民企科技园4栋5、6楼变更后:518000 广东省深圳市南山区桃源街道丽山路平山民企科技园4栋5、6楼|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05F 1/46申请日:20130703|||公开
    IPC分类号: G05F1/46 主分类号: G05F1/46
    申请人: 深圳市易能电气技术有限公司
    发明人: 刘金周
    地址: 518000 广东省深圳市南山区桃源街道丽山路平山民企科技园4栋5、6楼
    优先权:
    专利代理机构: 深圳市精英专利事务所 44242 代理人: 李新林
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310276915.0

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2015.09.02|||2015.05.27|||2013.10.30|||2013.09.25

    法律状态类型:

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种编码器电源稳压电路,其包括有一发送单元及一接收单元,所述发送单元为靠近电动机一侧的外置编码器转换板,所述接收单元位于伺服器内,其中:所述发送单元包括有一处理器DSPU1,所述接收单元包括有一伺服器处理器DSPU2及一调压电路。该编码器电源稳压电路以闭环调节回路的形式实现了编码器电源电压的自动采样和自动调节,使编码器得到稳定的工作电压,从而提高编码器信号的可靠性以及提高编码器的使用寿命,通过该稳压电路可实现信号的远距离传输,同时,还可以对信号进行校验,避免了将错误信息反馈回伺服器,从而提高了伺服系统的可靠性和控制精度。

    权利要求书

    权利要求书
    1.   一种编码器电源稳压电路,其特征在于,包括有一发送单元(50)及一接收单元(51),所述发送单元(50)为靠近电动机一侧的外置编码器转换板,所述接收单元(51)位于伺服器内,其中:
    所述发送单元(50)包括有一处理器DSPU1,所述接收单元(51)包括有一伺服器处理器DSPU2及一调压电路(54),所述编码器转换板上的处理器DSPU1与伺服器处理器DSPU2通过串口通讯的方式传输信号;
    所述调压电路(54)包括有一数字电位器U5及一集成稳压器U6,所述伺服器处理器DSPU2输出调压指令至数字电位器U5并调整该数字电位器U5的电阻值,所述数字电位器U5的一个输出端接地,其另一输出端与其滑动端相互连接后,再通过电阻R5而连接于集成稳压器U6的电压调整端,所述集成稳压器U6的输入端与电源端VDD相连,其输出端电压用于向编码器供电,该输出端电压还通过依次串联的电阻R32和电阻R33分压后,传输至处理器DSPU1的ADC端口,所述处理器DSPU1对该电压进行采样和模数转换,并将转换后的数据反馈回伺服器处理器DSPU2,伺服器处理器DSPU2对该数据进行处理,并通过调整数字电位器U5的电阻值而调整集成稳压器U6的输出电压。

    2.   如权利要求1所述的编码器电源稳压电路,其特征在于,所述发送单元(50)包括有一485芯片U3及其外围电路,所述接收单元(51)包括有一485芯片U4及其外围电路,所述485芯片U3的数据端A与485芯片U4的数据端A相连,所述485芯片U3的数据端B与485芯片U4的数据端B相连。

    3.   如权利要求1所述的编码器电源稳压电路,其特征在于,所述集成稳压器U6的芯片型号为LM317。

    4.   如权利要求1所述的编码器电源稳压电路,其特征在于,所述485芯片U3和485芯片U4的芯片型号均为ADM485。

    5.   一种基于权利要求1所述的编码器电源稳压电路的稳压方法,其特征在于,包括如下步骤:
    步骤S100,初始化操作;
    步骤S101,伺服器处理器DSPU2向处理器DSPU1发送询问指令,用以获取编码器电压和编码器位置信息;
    步骤S102,伺服器处理器DSPU2对其所获取的信息进行处理,并判断,若编码器电压小于5V,则执行步骤S103,若编码器电压大于5V,则执行步骤S104,若编码器电压等于5V,则执行步骤S105;
    步骤S103:增加发送至数字电位器U5的数据值,之后执行步骤S106;
    步骤S104:减小发送至数字电位器U5的数据值,之后执行步骤S106;
    步骤S105:保持当前发送至数字电位器U5的数据值,之后执行步骤S106;
    步骤S106:集成稳压器U6随数字电位器U5的电阻值变化而输出5V电压为编码器供电。

    6.   如权利要求5所述的稳压方法,其特征在于,所述步骤S100中,初始化操作步骤包括系统初始化,所述系统初始化用于初始化系统时钟和中断。

    7.   如权利要求5所述的稳压方法,其特征在于,所述步骤S100中,初始化操作步骤还包括有外设初始化,所述外设初始化用于初始化外设时钟和外设使能。

    说明书

    说明书一种编码器电源稳压电路及其稳压方法
    技术领域
    本发明涉及稳压电路和稳压方法,尤其涉及一种编码器电源稳压电路及其稳压方法。
    背景技术
    随着电力电子技术、微电子技术与现代控制理论的发展,伺服控制技术取得了飞跃式的发展,同时,随着市场需求的不断增加,伺服驱动器得到了广泛应用。在伺服电机系统中,为了实现精确的位置与速度控制,需要通过与伺服电机同轴的编码器反馈位置、速度等信息给驱动器,实现高精度的闭环控制。编码器电源是否在允许范围之内决定了编码器信号能否正常传输,同时也决定了伺服系统的可靠性,影响编码器的使用寿命。某些场合下,电机编码器与伺服驱动器的距离较长,在极端应用场合可能长约100米,同时一般的编码器电缆的金属芯线一般小于0.2mm2,而编码器的电流一般为0.5A左右,如此长的编码器电缆会带来大于1V的电压损耗,从而造成编码器供电电压不足,影响信号的正常传输以及闭环矢量控制的性能。
    目前的编码器供电技术主要有两种,第一种是直接从伺服驱动器提供固定的5V电源;第二种是直接从伺服驱动器提供固定的5.25V电源,这两种方案都存在不足。第一种方案的缺点是:提供固定的5V电源,在编码器线缆较长的场合,由于存在线路的损耗,那么编码器的实际供电电压就不足5V,编码器的输出信号会产生衰减失真,影响闭环控制性能。在驱动器5V电源存在异常时,比如高于5V或低于5V,由于电源不能自动调节,所以也会造成编码器不能正常工作,影响编码器的使用寿命。第二种方案的缺点是:提供固定的5.25V电源,虽然比5V高0.25V,起到一定的损耗补偿作用,但是补偿不够精确,属于固定补偿方式,不能自动调节编码器供电电源,在编码器线缆很短时,线路没有损耗,编码器电压相对较高,同样会影响到编码器的输出信号与使用寿命。
    发明内容
    本发明要解决的技术问题在于,提供一种编码器电源稳压电路及其稳压方法,通过该稳压电路和稳压方法能够实现编码器电源电压的闭环调节,使编码器得到稳定的工作电压,从而提高编码器信号的可靠性以及提高编码器的使用寿命。
    为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案。
    一种编码器电源稳压电路,其包括有一发送单元及一接收单元,所述发送单元为靠近电动机一侧的外置编码器转换板,所述接收单元位于伺服器内,其中:所述发送单元包括有一处理器DSPU1,所述接收单元包括有一伺服器处理器DSPU2及一调压电路,所述编码器转换板上的处理器DSPU1与伺服器处理器DSPU2通过串口通讯的方式传输信号;所述调压电路包括有一数字电位器U5及一集成稳压器U6,所述伺服器处理器DSPU2输出调压指令至数字电位器U5并调整该数字电位器U5的电阻值,所述数字电位器U5的一个输出端接地,其另一输出端与其滑动端相互连接后,再通过电阻R5而连接于集成稳压器U6的电压调整端,所述集成稳压器U6的输入端与电源端VDD相连,其输出端电压用于向编码器供电,该输出端电压还通过依次串联的电阻R32和电阻R33分压后,传输至处理器DSPU1的ADC端口,所述处理器DSPU1对该电压进行采样和模数转换,并将转换后的数据反馈回伺服器处理器DSP,伺服器处理器DSP对该数据进行处理,并通过调整数字电位器U5的电阻值而调整集成稳压器U6的输出电压。
    优选地,所述发送单元包括有一485芯片U3及其外围电路,所述接收单元包括有一485芯片U4及其外围电路,所述485芯片U3的数据端A与485芯片U4的数据端A相连,所述485芯片U3的数据端B与485芯片U4的数据端B相连。
    优选地,所述集成稳压器U6的芯片型号为LM317。
    优选地,所述485芯片U3和485芯片U4的芯片型号均为ADM485。
    一种基于上述编码器电源稳压电路的稳压方法,其包括如下步骤:步骤S100,初始化操作;步骤S101,伺服器处理器DSPU2向处理器DSPU1发送询问指令,用以获取编码器电压和编码器位置信息;步骤S102,伺服器处理器DSPU2对其所获取的信息进行处理,并判断,若编码器电压小于5V,则执行步骤S103,若编码器电压大于5V,则执行步骤S104,若编码器电压等于5V,则执行步骤S105;步骤S103:增加发送至数字电位器U5的数据值,之后执行步骤S106;步骤S104:减小发送至数字电位器U5的数据值,之后执行步骤S106;步骤S105:保持当前发送至数字电位器U5的数据值,之后执行步骤S106;步骤S106:集成稳压器U6随数字电位器U5的电阻值变化而输出5V电压为编码器供电。
    优选地,所述步骤S100中,初始化操作步骤包括系统初始化,所述系统初始化用于初始化系统时钟和中断。
    优选地,所述步骤S100中,初始化操作步骤还包括有外设初始化,所述外设初始化用于初始化外设时钟和外设使能。
    本发明的有益效果在于,该编码器电源稳压电路和稳压方法以闭环调节回路的形式实现了编码器电源电压的自动采样和自动调节,使编码器得到稳定的工作电压,从而提高编码器信号的可靠性以及提高编码器的使用寿命,通过该稳压电路和稳压方法,可实现信号的远距离传输,同时,还可以对信号进行校验,避免了将错误信息反馈回伺服器,从而提高了伺服系统的可靠性和控制精度。
    附图说明
    图1为本发明提出的编码器电源稳压电路的电路框图。
    图2为发送单元的电路原理图。
    图3为接收单元的电路原理图。
    图4为本发明提出的稳压方法的流程图。
    具体实施方式
    下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
    本发明公开了一种编码器电源稳压电路,结合图1至图3所示,其包括有一发送单元50及一接收单元51,所述发送单元50为靠近电动机一侧的外置编码器转换板,该编码器转换板可安装在编码器52附近并电连接于该编码器的信号输出端口,所述接收单元51位于伺服器内,其中:所述发送单元50包括有一处理器DSPU1,所述接收单元51包括有一伺服器处理器DSPU2及一调压电路54,所述编码器转换板上的处理器DSPU1与伺服器处理器DSPU2通过串口通讯的方式传输信号;所述调压电路54包括有一数字电位器U5及一集成稳压器U6,所述伺服器处理器DSPU2输出调压指令至数字电位器U5并调整该数字电位器U5的电阻值,所述数字电位器U5的一个输出端接地,其另一输出端与其滑动端相互连接后,再通过电阻R5而连接于集成稳压器U6的电压调整端,所述集成稳压器U6的输入端与电源端VDD相连,其输出端电压用于向编码器供电,该输出端电压还通过依次串联的电阻R32和电阻R33分压后,传输至处理器DSPU1的ADC端口,所述处理器DSPU1对该电压进行采样和模数转换,并将转换后的数据反馈回伺服器处理器DSP,伺服器处理器DSP对该数据进行处理,并通过调整数字电位器U5的电阻值而调整集成稳压器U6的输出电压。
    实际应用中,编码器的输出信号A、B和Z均传输至处理器DSPU1,并由处理器DSPU1以串口通讯方式传输至伺服器处理器DSPU2,使得伺服器能够获取该编码器的位置信息,同时,处理器DSPU1对编码器的供电电压进行采样,并将所采集的模拟量电压信号转换为数字信号,并以该数字信号形成编码器电源信息,处理器DSPU1将该编码器电源信息加上校验信息组成一帧数据,之后将该数据以串口通讯的方式发送至伺服器处理器DSPU2,伺服器处理器DSPU2根据其接收的电源信息进行相应处理,并自动调节数字电位器U5的电阻值,使得集成稳压器U6的输出电压得以调整,其中,由于处理器DSPU1对编码器供电电压的实时采集,使得伺服器处理器DSPU2能够对调压电路54进行实时调整,最终保持编码器能得到稳定的工作电压。
    为了实现处理器DSPU1和伺服器处理器DSPU2能够实时串行通讯,所述发送单元50包括有一485芯片U3及其外围电路,所述接收单元51包括有一485芯片U4及其外围电路,所述485芯片U3的数据端A与485芯片U4的数据端A相连,所述485芯片U3的数据端B与485芯片U4的数据端B相连,该485芯片U3的数据端与485芯片U4的数据端之间通过两条差分信号线PS+和PS?连接,之后构成串口通讯接口,该串口通讯接口连接于处理器DSPU1和伺服器处理器DSPU2之间。
    本实施例中于,所述集成稳压器U6的芯片型号为LM317,所述485芯片U3和485芯片U4的芯片型号均为ADM485。在此应当说明的是,上述两种芯片型号的选择只是本发明的两个较佳的实施例,并不用于限制本发明,在本发明的其他实施例中,所述集成稳压器U6还可以是其他具有稳压功能的集成芯片或者电路,所述485芯片U3和485芯片U4也可以是具有同等处理能力的数据转换芯片,所以,在上述技术方案的基础上所作出的等同替换,均应当在本发明的?;し段е?。
    为了更好地将本发明与实际应用相结合,如图1至图4所示,本发明还公开一种基于上述编码器电源稳压电路的稳压方法,其包括如下步骤:
    步骤S100,初始化操作,该步骤包括系统初始化和外设初始化,所述系统初始化用于初始化系统时钟和中断,所述外设初始化用于初始化外设时钟和外设使能;
    步骤S101,伺服器处理器DSPU2向处理器DSPU1发送询问指令,用以获取编码器电压和编码器位置信息;
    步骤S102,伺服器处理器DSPU2对其所获取的信息进行处理,并判断,若编码器电压小于5V,则执行步骤S103,若编码器电压大于5V,则执行步骤S104,若编码器电压等于5V,则执行步骤S105;
    步骤S103:增加发送至数字电位器U5的数据值,之后执行步骤S106;
    步骤S104:减小发送至数字电位器U5的数据值,之后执行步骤S106;
    步骤S105:保持当前发送至数字电位器U5的数据值,之后执行步骤S106;
    步骤S106:集成稳压器U6随数字电位器U5的电阻值变化而输出5V电压为编码器供电。
    本发明公开的编码器电源稳压电路和稳压方法,以闭环调节回路实现编码器电源电压的自动采样和自动调节,使编码器得到稳定的工作电压,从而提高编码器信号的可靠性以及提高编码器的使用寿命,通过该稳压电路和稳压方法,可实现信号的远距离传输以及适应各种复杂工作环境,同时,通过对信号的校验,避免了将错误信息反馈回伺服器,从而提高了伺服系统的可靠性和控制精度。结合以上几点可以看出,本发明在伺服器与编码器信号传输及电源控制技术领域去的了较好的进步,适合在本领域内推广应用,并具有较好的市场前景。
    以上所述只是本发明较佳的实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等,均应包含在本发明所?;さ姆段?。

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