Sto控制電路及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及電力電子領(lǐng)域，特別涉及一種ST0(Safe Torque Off,安全中斷扭距)控制電路及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著可調(diào)速電動設(shè)備(如變頻器)在日常生活和工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，對可調(diào)速電動設(shè)備的安全功能要求越來越高。
[0003]對于控制電機(jī)的可調(diào)速電動設(shè)備，當(dāng)其發(fā)生超速或意外啟動等故障時，需要可靠地強(qiáng)制關(guān)閉可調(diào)速電動設(shè)備的電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩以滿足安全要求。上述操作可以由STO功能實現(xiàn)，若可調(diào)速電動設(shè)備具備STO功能，則會大大提升可調(diào)速電動設(shè)備的安全功能。
[0004]但是，目前尚不存在一種STO控制電路來實現(xiàn)可調(diào)速電動設(shè)備可靠的STO功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供一種STO控制電路及系統(tǒng)，以達(dá)到實現(xiàn)STO功能和電路自檢的目的，技術(shù)方案如下:
[0006]—種ST0控制電路，包括:信號轉(zhuǎn)換電路、第一光耦電路、第一整形電路和第一 RC濾波電路；
[0007]所述信號轉(zhuǎn)換電路的輸入端，用于接收第一窄脈沖信號；
[0008]所述第一光耦電路的第一輸入端與所述信號轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連，所述第一光耦電路的第二輸入端用于接收第一STO功能觸發(fā)信號，所述第一光耦電路的輸出端與所述第一整形電路的輸入端相連，所述第一整形電路的輸出端與所述第一 RC濾波電路的輸入端相連；
[0009]所述信號轉(zhuǎn)換電路，用于將所述第一窄脈沖信號轉(zhuǎn)換為所述第一光耦電路能識別的第二窄脈沖信號；
[0010]所述第一光耦電路，用于對所述第二窄脈沖信號和所述第一STO功能觸發(fā)信號進(jìn)行隔離和比較處理，得到第一安全輸入信號；
[0011]所述第一整形電路，用于對所述第一安全輸入信號進(jìn)行整形，得到第二安全輸入信號，并輸出所述第二安全輸入信號；
[0012]所述第一RC濾波電路，用于對所述第二安全輸入信號進(jìn)行濾波，得到第三安全輸入信號，并輸出所述第三安全輸入信號。
[0013]優(yōu)選的，所述信號轉(zhuǎn)換電路包括:第三隔離光耦、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第五電容，第一三極管和第三穩(wěn)壓二極管；
[0014]所述第一光耦電路包括:第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第二電容和第一隔離光親；
[0015]所述第一RC濾波電路包括:第十二電阻和第六電容；
[0016]所述第七電阻的第一端作為所述信號轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述第七電阻的第二端分別與所述第八電阻的第一端和所述第三隔離光耦的第二輸入端相連，所述第八電阻的第二端分別與第一電源和所述第三隔離光親的第一輸入端相連；
[0017]所述第三隔離光耦的第一輸出端分別與所述第一三極管的集電極和所述第十電阻的第一端相連，所述第三隔離光耦的第二輸出端分別與所述第五電容的第一端、所述第九電阻的第一端和所述第一三極管的基極相連，所述第五電容的第二端接地，所述第九電阻的第二端接地，所述第一三極管的發(fā)射極接地；
[0018]所述第十電阻的第二端作為所述信號轉(zhuǎn)換電路的輸出端，所述第十一電阻的第一端與所述第十電阻的第二端相連，所述第十一電阻的第二端與第二電源相連，所述第三穩(wěn)壓二極管的陰極與所述第十電阻的第二端相連，所述第三穩(wěn)壓二極管的陽極接地；
[0019]所述第一電阻的第一端作為所述第一光耦電路的第一輸入端，所述第一電阻的第二端分別與所述第一電容的第二端和所述第一隔離光親的第二輸入端相連，所述第一電容的第一端與所述第一隔離光耦的第一輸入端相連且作為所述第一光耦電路的第二輸入端；
[0020]所述第一隔離光耦的第一輸出端分別與所述第二電阻的第一端和所述第三電阻的第一端相連，所述第二電阻的第二端與第一電源相連，所述第三電阻的第二端分別與所述第二電容的第一端相連作為所述第一光耦電路的輸出端，所述第二電容的第二端接地，所述第一隔離光耦的第二輸出端接地；
[0021]所述第十二電阻的第一端作為所述第一RC濾波電路的輸入端，所述第十二電阻的第二端與所述第六電容的第一端相連并作為所述第一 RC濾波電路的輸出端，所述第六電容的第二端接地。
[0022]優(yōu)選的，所述第一光耦電路還包括:
[0023]第一穩(wěn)壓二極管，所述第一穩(wěn)壓二極管的陽極與所述第一電阻的第二端相連，所述第一穩(wěn)壓二極管的陰極與所述第一隔離光耦的第二輸入端相連。
[0024]優(yōu)選的，所述第一隔離光耦還包括:第一二極管和第四二極管；
[0025]所述第一二極管的陽極與所述第一電容的第一端相連，所述第一二極管的陰極與所述第一隔離光親的第一輸入端相連；
[0026]所述第四二極管的陰極與所述第一電容的第二端相連，所述第四二極管的陽極與所述第一穩(wěn)壓二極管的陽極相連。
[0027]優(yōu)選的，所述第一光耦電路還包括:
[0028]第二二極管和第三二極管；
[0029]所述第二二極管的陰極與所述第一電容的第一端相連，所述第二二極管的陽極與所述第一穩(wěn)壓二極管的陽極相連；
[0030]所述第三二極管的陽極與所述第一電阻的第二端相連，所述第三二極管的陰極與所述第一隔離光親的第一輸入端相連。
[0031]優(yōu)選的，所述STO控制電路還包括:
[0032]與所述第一光耦電路結(jié)構(gòu)相同的第二光耦電路；
[0033]與所述第一整形電路結(jié)構(gòu)相同的第二整形電路；
[0034]與所述第一RC濾波電路結(jié)構(gòu)相同的第二 RC濾波電路；
[0035]所述第二光耦電路的第一輸入端與所述信號轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連，所述第二光耦電路的第二輸入端用于接收所述第一STO功能觸發(fā)信號，所述第二光耦電路的輸出端與所述第二整形電路的輸入端相連，所述第二整形電路的輸出端與所述第二 RC濾波電路的輸入端相連；
[0036]所述第二光耦電路，用于對所述第二窄脈沖信號和所述第一STO功能觸發(fā)信號進(jìn)行隔離和比較處理，得到第四安全輸入信號；
[0037]所述第二整形電路，用于對所述第四安全輸入信號進(jìn)行整形，得到第五安全輸入信號，并輸出所述第五安全輸入信號；
[0038]所述第二RC濾波電路，用于對所述第五安全輸入信號進(jìn)行濾波，得到第六安全輸入信號，并輸出所述第六安全輸入信號。
[0039]—種STO控制系統(tǒng)，包括電動設(shè)備和如上述任意一項所述的STO控制電路；
[0040]所述電動設(shè)備包括:控制模塊、第一使能控制電路、第一三態(tài)緩沖器和第一上拉電阻組；
[0041]所述控制模塊，用于輸出第一窄脈沖信號至所述STO控制電路，及輸出第二STO功能觸發(fā)信號至所述第一使能控制電路，及輸出PWM驅(qū)動信號至所述第一三態(tài)緩沖器，及接收所述STO控制電路輸出的第二安全輸入信號，并根據(jù)所述第二安全輸入信號判斷所述STO控制電路是否發(fā)生故障；
[0042]所述第一使能控制電路，用于接收所述STO控制電路輸出的第三安全輸入信號和所述第二 STO功能觸發(fā)信號，并對所述第三安全輸入信號和所述第二 STO功能觸發(fā)信號進(jìn)行與運(yùn)算，輸出相應(yīng)的第一使能控制信號至所述第一三態(tài)緩沖器；
[0043]所述第一三態(tài)緩沖器，用于在所述第一使能控制信號有效時，輸出驅(qū)動信號至所述電動設(shè)備的驅(qū)動電路；
[0044]所述第一上拉電阻組與所述第一三態(tài)緩沖器的輸出端相連。
[0045]優(yōu)選的，所述第一使能控制電路包括:第九二極管、第十二極管和第二十六電阻；
[0046]所述第一上拉電阻組包括:第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻和第十九電阻；
[0047]所述控制模塊的第一輸入端與所述STO控制電路的第一整形電路的輸出端相連，所述控制模塊的第一輸出端與所述STO控制電路的信號轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述控制模塊的第二輸出端與所述第十二極管的陰極相連，所述控制模塊的第三輸出端與所述第一三態(tài)緩沖器的第一輸入端相連，所述控制模塊的第四輸出端與所述第一三態(tài)緩沖器的第二輸入端相連，所述控制模塊的第五輸出端與所述第一三態(tài)緩沖器的第三輸入端相連，所述控制模塊的第六輸出端與所述第一三態(tài)緩沖器的第四輸入端相連，所述控制模塊的第七輸出端與所述第一三態(tài)緩沖器的第五輸入端相連，所述控制模塊的第八輸出端與所述第一三態(tài)緩沖器的第六輸入端相連；
[0048]第九二極管的陰極與所述STO控制電路的第一RC濾波電路的輸出相連，所述第九二極管的陽極分別與所述第十二極管的陽極、所述第二十六電阻的第一端和所述第一三態(tài)緩沖器的第一使能端相連，所述第二十六電阻的第二端與第一電源相連；
[0049 ]所述第一三態(tài)緩沖器的第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第四輸出端、第五輸出端和第六輸出端均與所述驅(qū)動電路的第二輸入端相連；
[0050]所述第十四電阻的第一端與所述第一三態(tài)緩沖器的第一輸出端相連，所述第十五電阻的第一端與所述第一三態(tài)緩沖器的第二輸出端相連，所述第十六電阻的第一端與所述第一三態(tài)緩沖器的第三輸出端相連，所述第十七電阻的第一端與所述第一三態(tài)緩沖器的第四輸出端相連，所述第十八電阻的第一端與所述第一三態(tài)緩沖器的第五輸出端相連，所述第十九電阻的第一端與所述第一三態(tài)緩沖器的第六輸出端相連；
[0051]所述第十四電阻的第二端、所述第十五電阻的第二端、所述第十六電阻的第二端、所述第十七電阻的第二端、所述第十八電阻的第二端和所述第十九電阻的第二端均與所述第一電源相連。
[0052]優(yōu)選的，還包括:第二使能控制電路、第二三態(tài)緩沖器和第二上拉電阻組；
[0053]所述第二使能控制電路，用于接收所述STO控制電路輸出的第六安全輸入信號和所述第二 STO功能觸發(fā)信號，并對所述第六安全輸入信號和所述第二 STO功能觸發(fā)信號進(jìn)行與運(yùn)算，輸出相應(yīng)的第二使能控制信號至所述第二三態(tài)緩沖器；
[0054]所述第二三態(tài)緩沖器，用于在所述第二使能控制信號有效時，輸出驅(qū)動信號至所述電動設(shè)備的驅(qū)動電路；
[0055]所述第二上拉電阻組與所述第二三態(tài)緩沖器的輸出端相連。
[0056]優(yōu)選的，所述第二使能控制電路包括:第十一二極管、第十二二極管和第二十七電阻；
[0057]所述第二上拉電阻組包括:第二十電阻、第二十一電阻、第二十二電阻、第二十三電阻、第二十四電阻和第二十五電阻；
[0058]第十一二極管的陰極與所述第二RC濾波電路的輸出端相連，所述第十一二極管的陽