一种电机伺服驱动器
阅读：281发布：2020-10-07
专利汇可以提供一种电机伺服驱动器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 电机 伺服 驱动器 ，包括电源模 块 ，用于连接直流电机、反馈 信号 及 控制信号 的 接口 端子 模块和智能功率驱动模块。其中，整流单元、 制动 单元、逆变单元、驱动单元、逆变 电流 反馈单元和 信号处理 单元集成为一个智能功率驱动模块，而不是分立的 电路 结构，从而简化电路结构，方便使用者开发和使用，减少发热量，提高电路可靠性。另外，也使得电机伺服驱动器的体积更小，方便使用。，下面是一种电机伺服驱动器专利的具体信息内容。
1.一种电机伺服驱动器，其特征在于，包括电源模块，用于连接电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块和智能功率驱动模块；所述电源模块用于为智能功率驱动模块供电，所述接口端子模块与智能功率驱动模块连接；
所述智能功率驱动模块包括整流单元、制动单元、逆变单元、驱动单元、逆变电流反馈单元以及信号处理单元；
所述整流单元用于将输入到智能功率驱动模块中的交流电整流为直流电，为电机提供工作电流；
所述整流单元与所述制动单元以及所述逆变单元连接，向所述制动单元以及所述逆变单元提供电源；所述逆变单元，用于对所述整流单元输出的直流电流进行逆变处理，产生正弦电流并输出至电机；所述制动单元，用于消除电机经所述逆变单元逆变处理后产生的浪涌电压；
所述驱动单元分别与所述信号处理单元、所述逆变单元以及所述制动单元连接，用于在所述信号处理单元的控制下，将开关信号传输至所述制动单元和逆变单元，控制所述制动单元以及所述逆变单元的导通及关断；
所述逆变电流反馈单元分别与所述逆变单元以及所述信号处理单元连接，用于对逆变单元输出的电流进行采样，并反馈至信号处理单元。
2.如权利要求1所述的电机伺服驱动器，其特征在于，所述逆变电流反馈单元为电流传感器或者电阻运放电路。
3.如权利要求1所述的电机伺服驱动器，其特征在于，所述电机伺服驱动器为直流电机伺服驱动器、步进电机伺服驱动器、感应电机伺服驱动器、交流永磁同步电机伺服驱动器或音圈电机伺服驱动器；所述电机为直流电机、步进电机、感应电机、交流永磁同步电机或音圈电机。
4.如权利要求3所述的电机伺服驱动器，其特征在于：
当所述电机伺服驱动器为直流有刷电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括四个IGBT及四个续流二极管；
当所述电机伺服驱动器为直流无刷电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括六个IGBT及六个续流二极管；
当所述电机伺服驱动器为两相步进电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括八个IGBT及八个续流二极管；
当所述电机伺服驱动器为三相步进电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括六个IGBT及六个续流二极管；
当所述电机伺服驱动器为感应电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括六个IGBT及六个续流二极管；
当所述电机伺服驱动器为交流永磁同步电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括六个IGBT及六个续流二极管；
当所述电机伺服驱动器为音圈电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括四个IGBT及四个续流二极管。
5.如权利要求4所述的电机伺服驱动器，其特征在于：
所述电机伺服驱动器为直流有刷电机伺服驱动器时，所述由六个IGBT构成的逆变单元用于对输入电流进行单相逆变处理；或者，
所述电机伺服驱动器为直流无刷电机伺服驱动器时，所述由六个IGBT构成的逆变单元用于对电流进行三相逆变处理；或者，
所述电机伺服驱动器为两相步进电机伺服驱动器，所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行两相逆变处理；或者，
所述电机伺服驱动器为三相步进电机伺服驱动器，所述逆变单元包括六个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行三相逆变处理；或者，
所述电机伺服驱动器为感应电机伺服驱动器，所述逆变单元包括七个IGBT时，所述逆变单元还用于控制感应电机的能耗制动；或者，
所述电机伺服驱动器为交流永磁同步电机伺服驱动器，所述逆变单元包括六个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行三相逆变处理；或者，
所述电机伺服驱动器为音圈电机伺服驱动器，所述逆变单元包括四个IGBT时，所述逆变单元用于控制一个音圈电机。
6.如权利要求4所述的电机伺服驱动器，其特征在于；
所述电机伺服驱动器为直流有刷电机伺服驱动器，所述逆变单元为八个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行两相逆变处理，控制两个单相有刷直流电机；或者，所述电机伺服驱动器为步进电机伺服驱动器，所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行两相逆变处理，或所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行三相逆变处理及其能耗制动；或者，
所述电机伺服驱动器为交流永磁同步电机伺服驱动器，所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元还用于控制交流永磁同步电机的能耗制动；或者，
所述电机伺服驱动器为音圈电机伺服驱动器，所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元用于控制两个音圈电机。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的电机伺服驱动器，其特征在于，所述智能功率驱动模块还包括与所述信号处理单元连接的存储单元。
8.如权利要求1-6中任意一项所述的电机伺服驱动器，其特征在于，所述智能功率驱动模块还包括与所述信号处理单元连接的温度检测单元，用于测量智能功率驱动模块的温度，并传输到所述信号处理单元。
9.如权利要求1-6中任意一项所述的电机伺服驱动器，其特征在于，所述智能功率驱动模块还包括与所述信号处理单元连接的位置反馈接口单元，用于检测电机转子的位置并传送至信号处理单元。
10.如权利要求9所述的电机伺服驱动器，其特征在于，所述位置反馈接口单元为绝对值编码器、旋转变压器或者增量式编码器。
一种电机伺服驱动器
技术领域
[0001] 本申请涉及一种伺服驱动技术领域，具体涉及一种电机伺服驱动器。
背景技术
[0002] 电机控制产品的核心技术包括：绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)及其驱动单元、软启动、整流单元、控制单元及软件、信号反馈接口单元、制动单元，印制电路板(PCB，Printed Circuit Board)布局布线等技术。由于电机控制产品的核心技术涉及多方面，因此，目前工业电机控制领域的核心技术一般都掌握在部分大公司手中，大部分小公司不能自主生产高质量的电机控制产品。大多数公司仅掌握电机控制产品的部分技术，行业中存在严重的重复性研发投入现象。如果将电机控制产品中这些关键技术集成在一个模块中，将彻底的解决行业发展的瓶颈，并且可以提升行业的整体技术水平，降低研发成本。
[0003] 现有技术的电机伺服驱动器中，包括直流电机伺服驱动器、步进电机伺服驱动器、感应电机伺服驱动器、交流永磁同步电机伺服驱动器、音圈电机伺服驱动器等，其功率驱动模块都是采用复杂分立芯片的芯片组搭建的电路形式，属于分立元件。而电机控制产品通常需要依靠数十个甚至上百个分立元件搭建电机控制电路或逆变电源，结构十分复杂，产品尺寸较大，使用者难以研发和设计，使用起来极其不方便。发明内容
[0004] 本申请提供一种电机伺服驱动器，相比于现有技术，其简化了电路结构和产品尺寸，方便开发和使用，集成度和可靠性高。
[0005] 本申请提供了一种电机伺服驱动器，包括电源模块，用于连接电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块和智能功率驱动模块；所述电源模块用于为智能功率驱动模块供电，所述接口端子模块与智能功率驱动模块连接；
[0007] 所述整流单元用于将输入到智能功率驱动模块中的交流电整流为直流电，为电机提供工作电流；
[0008] 所述整流单元与所述制动单元以及所述逆变单元连接，向所述制动单元以及所述逆变单元提供电源；所述逆变单元，用于对所述整流单元输出的直流电流进行逆变处理，产生正弦电流并输出至电机；所述制动单元，用于消除电机经所述逆变单元逆变处理后产生的浪涌电压；
[0009] 所述驱动单元分别与所述信号处理单元、所述逆变单元以及所述制动单元连接，用于在所述信号处理单元的控制下，将开关信号传输至所述制动单元和逆变单元，控制所述制动单元以及所述逆变单元的导通及关断；
[0010] 所述逆变电流反馈单元分别与所述逆变单元以及所述信号处理单元连接，用于对逆变单元输出的电流进行采样，并反馈至信号处理单元。
[0012] 在一实施例中，所述电机伺服驱动器为直流电机伺服驱动器、步进电机伺服驱动器、感应电机伺服驱动器、交流永磁同步电机伺服驱动器或音圈电机伺服驱动器；所述电机为直流电机、步进电机、感应电机、交流永磁同步电机或音圈电机。
[0014] 当所述电机伺服驱动器为步进电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括六个IGBT及六个续流二极管；
[0015] 当所述电机伺服驱动器为感应电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括六个IGBT及六个续流二极管；
[0016] 当所述电机伺服驱动器为交流永磁同步电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括六个IGBT及六个续流二极管；
[0017] 当所述电机伺服驱动器为音圈电机伺服驱动器时，所述逆变单元至少包括四个IGBT及四个续流二极管。
[0018] 在一实施例中，所述电机伺服驱动器为直流电机伺服驱动器，所述逆变单元为六个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行三相逆变处理，控制直流无刷电机或者用四个IGBT控制单相有刷直流电机及其能耗制动；或者，
[0019] 所述电机伺服驱动器为步进电机伺服驱动器，所述逆变单元包括六个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行三相逆变处理；或者，
[0020] 所述电机伺服驱动器为感应电机伺服驱动器，所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元还用于控制感应电机的能耗制动；或者，
[0021] 所述电机伺服驱动器为交流永磁同步电机伺服驱动器，所述逆变单元包括六个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行三相逆变处理；或者，
[0022] 所述电机伺服驱动器为音圈电机伺服驱动器，所述逆变单元包括四个IGBT时，所述逆变单元用于控制一个音圈电机。
[0023] 在一实施例中，所述电机伺服驱动器为直流电机伺服驱动器，所述逆变单元为八个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行两相逆变处理，控制两个单相有刷直流电机；或者，
[0024] 所述电机伺服驱动器为步进电机伺服驱动器，所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行两相逆变处理，或所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元用于对输入电流进行三相逆变处理及其能耗制动；或者，
[0025] 所述电机伺服驱动器为交流永磁同步电机伺服驱动器，所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元还用于控制交流永磁同步电机的能耗制动；或者，
[0026] 所述电机伺服驱动器为音圈电机伺服驱动器，所述逆变单元包括八个IGBT时，所述逆变单元用于控制两个音圈电机。
[0027] 在一实施例中，所述智能功率驱动模块还包括与所述信号处理单元连接的存储单元。
[0028] 在一实施例中，所述智能功率驱动模块还包括与所述信号处理单元连接的温度检测单元，用于测量智能功率驱动模块的温度，并传输到所述信号处理单元。
[0031] 本申请提供的电机伺服驱动器，包括电源模块，用于连接电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块和智能功率驱动模块。其中，整流单元、制动单元、逆变单元、驱动单元、逆变电流反馈单元和信号处理单元集成为一个智能功率驱动模块，而不是分立的电路结构，从而简化电路结构，方便使用者开发和使用，减少发热量，提高电路可靠性。另外，也使得电机伺服驱动器的体积更小，方便使用。附图说明
[0032] 图1为本申请实施例一中直流电机伺服驱动器的结构示意图；
[0033] 图2为本申请实施例一中智能功率驱动模块的结构示意图；
[0034] 图3为本申请实施例二中智能功率驱动模块的结构示意图；
[0035] 图4为本申请实施例三中步进电机伺服驱动器的结构示意图；
[0036] 图5为本申请实施例三中智能功率驱动模块的结构示意图；
[0037] 图6为本申请实施例四中智能功率驱动模块的结构示意图；
[0038] 图7为本申请实施例五中感应电机伺服驱动器的结构示意图；
[0039] 图8为本申请实施例五中智能功率驱动模块的结构示意图；
[0040] 图9为本申请实施例六中智能功率驱动模块的结构示意图；
[0041] 图10为本申请实施例七中交流永磁同步电机伺服驱动器的结构示意图；
[0042] 图11为本申请实施例七中智能功率驱动模块的结构示意图；
[0043] 图12为本申请实施例八中智能功率驱动模块的结构示意图；
[0044] 图13为本申请实施例九中音圈电机伺服驱动器的结构示意图；
[0045] 图14为本申请实施例九中智能功率驱动模块的结构示意图；
[0046] 图15为本申请实施例十中智能功率驱动模块的结构示意图。
具体实施方式
[0047] 在本申请实施例提供了一种电机伺服驱动器，其中，智能功率驱动模块(IPDM，Intelligent power drive module)为一个封装而成的独立元件，而不是分立的电路结构，从而实现对直流电机伺服驱动器电路结构的简化，方便使用者开发和使用，减少发热量，提高电路可靠性。另外，也使得电机伺服驱动器的体积更小，方便使用。
[0048] 下面分别以电机伺服驱动器为直流电机伺服驱动器、步进电机伺服驱动器、感应电机伺服驱动器、交流永磁同步电机伺服驱动器、音圈电机伺服驱动器为例进行说明。
[0049] 下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0050] 实施例一：
[0051] 请参考图1，本实施例提供了一种直流电机伺服驱动器，包括电源模块A01，用于连接直流电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块A02和智能功率驱动模块A03；电源模块A01用于为智能功率驱动模块A03供电，接口端子模块A02与智能功率驱动模块A03连接。
[0052] 具体的，接口端子模块A02可以包括通过电源线与电机连接的电源接口、通过反馈线与电机连接的反馈接口和通过控制线与控制设备(例如电脑)连接的控制接口。IPDM通过电源接口向电机供电，用于控制电机的动作，例如控制电机的转速。IPDM通过反馈接口获取电机发送的反馈信号，例如电机反馈的转速。IPDM通过控制接口获取控制设备发送的控制信号，该控制信号可以是用户通过控制设备输入的控制电机转速的指令。
[0053] 请参考图2，智能功率驱动模块A03包括整流单元A10、制动单元A20、逆变单元A30、驱动单元A40、逆变电流反馈单元A50以及信号处理单元A60。
[0054] 整流单元A10用于将输入到智能功率驱动模块A03中的交流电源整流为直流电，为电机提供工作电流。
[0055] 整流单元A10与制动单元A20以及逆变单元A30连接，向制动单元A20以及逆变单元A30提供电源。逆变单元A30，用于对整流单元A10输出的直流电流进行逆变处理，产生正弦电流并输出至电机。制动单元A20，用于消除电机经逆变单元A30逆变处理后产生的浪涌电压。
[0056] 驱动单元A40分别与信号处理单元A60、逆变单元A30以及制动单元A20连接，用于在信号处理单元A60的控制下，将开关信号传输至制动单元A20和逆变单元A30，控制制动单元A20以及逆变单元A30的导通及关断。
[0057] 逆变电流反馈单元A50分别与逆变单元A30以及信号处理A60单元连接，用于对逆变单元A30输出的电流进行采样，并反馈至信号处理单元A60。
[0058] 具体地，制动单元A20配合模块外置的制动电阻将可以吸收滤波后直流电源产生的浪涌电压，保护IGBT以及置电容。
[0059] 整流单元A10将交流电源输入整流成直流，为逆变单元A30供电。
[0060] 值得指出的是，直流电机伺服驱动器通过接口端子模块A02向电机发送信号，并接收电机发送的信号。信号处理单元A60还用于接收外部输入到智能功率驱动模块A03外部的通信信号。实现智能功率驱动模块A03与外部其他模块以及电机的信号交互，从而方便外部设备与智能功率驱动模块A03的交互控制。
[0061] 本实施例中，逆变单元A30包括至少四个IGBT及四个续流二极管。一个优选的实施例中，逆变单元A30包括六个IGBT，逆变单元A30对输入电流进行三相逆变处理，控制直流无刷电机或者用四个IGBT控制单相有刷直流电机及其能耗制动。在另一个优选的实施例中，逆变单元A30包括八个IGBT，逆变单元A30对输入电流进行两相逆变处理，控制两个单相有刷直流电机。驱动单元A40负责控制逆变单元A30的导通及关断，具体地，驱动单元A40在信号处理单元A60的控制需要关断逆变单元A30时，控制各个IGBT关断，在信号处理单元A60的控制需要开通逆变单元A30时，控制各个IGBT导通。并且，驱动单元A40严格控制死区，能避免同臂导通。
[0062] 本实施例中，逆变电流反馈单元A50为电流传感器或者电阻运放电路。在IGBT的回路中进行采样，降低电流信号的失真率。
[0063] 具体的，智能功率驱动模块A03采用晶元雕刻工艺形成。由于智能功率驱动模块A03采用晶元雕刻工艺形成，其为一个高度集成的元件，内部元件的最小尺寸可以达到60nm级别。因此，其尺寸大大减小。并且，智能功率驱动模块A03的集成度高，功耗小，发热量低。
[0064] 实施例二：
[0065] 本实施例提供了另一种直流电机伺服驱动器，请参考图3，其与实施例一的区别在于，智能功率驱动模块A03还可以包括与信号处理单元A60连接的存储单元A70。
[0067] 存储单元A70与信号处理单元A60可以交互信息。信号处理单元A60可以从存储单元A70中读取需要的算法或者配置参数，对智能功率驱动模块进行控制。同时，为客户对智能功率驱动模块A03的配置参数进行二次开发奠定了基础，可以将更新的控制算法及配置参数写入存储单元A70中。
[0068] 本实施例中，智能功率驱动模块A03还可以包括与信号处理单元A60连接的控制算法库A80。控制算法库A80存储有至少一种用于对电机进行控制的控制算法。此时，信号处理单元A60用于读取控制算法库A80的控制算法，对电机加以控制。具体的，控制算法库A80存储有分别与交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、步进电机对应的控制算法。因此智能功率驱动模块A03可以对交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、步进电机的控制。由于本实施例中，伺服驱动器为直流电机伺服驱动器，智能功率驱动模块A03可以通过二次开发，将其配置为控制直流电机。
[0069] 本实施例中，智能功率驱动模块A03还可以包括与信号处理单元A60连接的温度检测单元A90，用于测量智能功率驱动模块A03和电机的温度，并传输到信号处理单元A60。信号处理单元A60可以实时调整驱动电流输出、输出载波的频率、并通过通信方式将温度信息传送给其它设备。
[0070] 本实施例中，智能功率驱动模块A03还可以包括与信号处理单元A60连接的位置反馈接口单元A100，用于检测电机转子的位置并传送至信号处理单元A60。
[0071] 优选的，位置反馈接口单元A100为绝对值编码器、旋转变压器或者增量式编码器。更具体地，是支持17位、21位、22位、23位、24位绝对值编码器、旋转变压器或者是400线到
10000线增量式编码器。
10000线增量式编码器。
[0072] 本申请实施例提供的直流电机伺服驱动器包括电源模块，用于连接直流电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块和智能功率驱动模块。其中，整流单元、制动单元、逆变单元、驱动单元、逆变电流反馈单元和信号处理单元集成为一个智能功率驱动模块，而不是分立的电路结构，从而简化电路结构，方便使用者开发和使用，减少发热量，提高电路可靠性。另外，也使得直流电机伺服驱动器的体积更小，方便使用。
[0073] 需要说明的是，本申请实施例提供的直流电机伺服驱动器可适用于无刷直流电机和有刷直流电机。无刷直流电机必须要有驱动器才能转动(一般称为电调)。有刷直流电机接上直流电就能转动，如果是精确控制转速和控制正反转，则需要驱动器。
[0074] 实施例三：
[0075] 请参考图4，本实施例提供了一种步进电机伺服驱动器，包括电源模块B01、用于连接步进电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块B02和智能功率驱动模块B03；电源模块B01用于为智能功率驱动模块B03供电，接口端子模块B02与智能功率驱动模块B03连接。
[0076] 具体的，接口端子模块B02可以包括通过电源线与电机连接的电源接口、通过反馈线与电机连接的反馈接口和通过控制线与控制设备(例如电脑)连接的控制接口。IPDM通过电源接口向电机供电，用于控制电机的动作，例如控制电机的转速。IPDM通过反馈接口获取电机发送的反馈信号，例如电机反馈的转速。IPDM通过控制接口获取控制设备发送的控制信号，该控制信号可以是用户通过控制设备输入的控制电机转速的指令。
[0077] 请参考图5，智能功率驱动模块B03包括整流单元B10、制动单元B20、逆变单元B30、驱动单元B40、逆变电流反馈单元B50以及信号处理单元B60。
[0078] 整流单元B10用于将输入到智能功率驱动模块B03中的交流电源整流为直流电，为电机提供工作电流。
[0079] 整流单元B10与制动单元B20以及逆变单元B30连接，向制动单元B20以及逆变单元B30提供电源。逆变单元B30，用于对整流单元B10输出的直流电流进行逆变处理，产生正弦电流并输出至电机。制动单元B20用于消除电机经逆变单元B30逆变处理后产生的浪涌电压。
[0080] 驱动单元B40分别与信号处理单元B60、逆变单元B30以及制动单元B20连接，用于在信号处理单元B60的控制下，将开关信号传输至制动单元B20和逆变单元B30，控制制动单元B20以及逆变单元B30的导通及关断。
[0081] 逆变电流反馈单元B50分别与逆变单元B30以及信号处理B60单元连接，用于对逆变单元B30输出的电流进行采样，并反馈至信号处理单元B60。
[0082] 具体地，制动单元B20配合模块外置的制动电阻将可以吸收滤波后直流电源产生的浪涌电压，保护IGBT以及置电容。
[0083] 整流单元B10将交流电源输入整流成直流，为逆变单元B30供电。
[0084] 值得指出的是，步进电机伺服驱动器通过接口端子模块B02向电机发送信号，并接收电机发送的信号。信号处理单元B60还用于接收外部输入到智能功率驱动模块B03外部的通信信号。实现智能功率驱动模块B03与外部其他模块以及电机的信号交互，从而方便外部设备与智能功率驱动模块B03的交互控制。
[0085] 本实施例中，逆变单元B30包括至少六个IGBT及六个续流二极管。一个优选的实施例中，逆变单元B30包括六个IGBT，逆变单元B30对输入电流进行三相逆变处理。在另一个优选的实施例中，逆变单元B30包括八个IGBT，逆变单元B30对输入电流进行两相逆变处理。在另一个优选实施例中，逆变单元B30包括八个IGBT，逆变单元B30对输入电流进行三相逆变处理及其能耗制动。驱动单元B40负责控制逆变单元B30的导通及关断，具体地，驱动单元B40在信号处理单元B60的控制需要关断逆变单元B30时，控制各个IGBT关断，在信号处理单元B60的控制需要开通逆变单元B30时，控制各个IGBT导通。并且，驱动单元B40严格控制死区，能避免同臂导通。
[0086] 本实施例中，逆变电流反馈单元B50为电流传感器或者电阻运放电路。在IGBT的回路中进行采样，降低电流信号的失真率。
[0087] 具体的，智能功率驱动模块B03采用晶元雕刻工艺形成。由于智能功率驱动模块B03采用晶元雕刻工艺形成，其为一个高度集成的元件，内部元件的最小尺寸可以达到60nm级别。因此，其尺寸大大减小。并且，智能功率驱动模块B03的集成度高，功耗小，发热量低。
[0088] 实施例四：
[0089] 本实施例提供了另一种步进电机伺服驱动器，请参考图6，其与实施例三的区别在于，智能功率驱动模块B03还可以包括与信号处理单元B60连接的存储单元B70。
[0090] 存储单元B70用于存储至少一种电机的控制算法及用户配置参数，用于向信号处理单元写入信息或者接收外部输入的用户配置参数。
[0091] 存储单元B70与信号处理单元B60可以交互信息。信号处理单元B60可以从存储单元B70中读取需要的算法或者配置参数，对智能功率驱动模块进行控制。同时，为客户对智能功率驱动模块B03的配置参数进行二次开发奠定了基础，可以将更新的控制算法及配置参数写入存储单元B70中。
[0092] 本实施例中，智能功率驱动模块B03还可以包括与信号处理单元B60连接的控制算法库B80。控制算法库B80存储有至少一种用于对电机进行控制的控制算法。此时，信号处理单元B60用于读取控制算法库B80的控制算法，对电机加以控制。具体的，控制算法库B80存储有分别与交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、步进电机对应的控制算法。因此智能功率驱动模块B03可以对交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、步进电机的控制。由于本实施例中，伺服驱动器为步进电机伺服驱动器，智能功率驱动模块B03可以通过二次开发，将其配置为控制步进电机。
[0093] 本实施例中，智能功率驱动模块B03还可以包括与信号处理单元B60连接的温度检测单元B90，用于测量智能功率驱动模块B03和电机的温度，并传输到信号处理单元B60。信号处理单元B60可以实时调整驱动电流输出、输出载波的频率、并通过通信方式将温度信息传送给其它设备。
[0094] 本实施例中，智能功率驱动模块B03还可以包括与信号处理单元B60连接的位置反馈接口单元B100，用于检测电机转子的位置并传送至信号处理单元B60。
[0095] 优选的，位置反馈接口单元B100为绝对值编码器、旋转变压器或者增量式编码器。更具体地，是支持17位、21位、22位、23位、24位绝对值编码器、旋转变压器或者是400线到
10000线增量式编码器。
10000线增量式编码器。
[0096] 本申请实施例提供的步进电机伺服驱动器包括电源模块，用于连接步进电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块和智能功率驱动模块。其中，整流单元、制动单元、逆变单元、驱动单元、逆变电流反馈单元和信号处理单元集成为一个智能功率驱动模块，而不是分立的电路结构，从而简化电路结构，方便使用者开发和使用，减少发热量，提高电路可靠性。另外，也使得步进电机伺服驱动器的体积更小，方便使用。
[0097] 实施例五：
[0098] 请参考图7，本实施例提供了一种感应电机伺服驱动器，包括电源模块C01，用于连接感应电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块C02和智能功率驱动模块C03；电源模块C01用于为智能功率驱动模块C03供电，接口端子模块C02与智能功率驱动模块C03连接。
[0099] 具体的，接口端子模块C02可以包括通过电源线与电机连接的电源接口、通过反馈线与电机连接的反馈接口和通过控制线与控制设备(例如电脑)连接的控制接口。IPDM通过电源接口向电机供电，用于控制电机的动作，例如控制电机的转速。IPDM通过反馈接口获取电机发送的反馈信号，例如电机反馈的转速。IPDM通过控制接口获取控制设备发送的控制信号，该控制信号可以是用户通过控制设备输入的控制电机转速的指令。
[0100] 请参考图8，智能功率驱动模块C03包括整流单元C10、制动单元C20、逆变单元C30、驱动单元C40、逆变电流反馈单元C50以及信号处理单元C60。
[0101] 整流单元C10用于将输入到智能功率驱动模块C03中的交流电源整流为直流电，为电机提供工作电流。
[0102] 整流单元C10与制动单元C20以及逆变单元C30连接，向制动单元C20以及逆变单元C30提供电源。逆变单元C30，用于对整流单元C10输出的直流电流进行逆变处理，产生正弦电流并输出至电机。制动单元C20，用于消除电机经逆变单元C30逆变处理后产生的浪涌电压。
[0103] 驱动单元C40分别与信号处理单元C60、逆变单元C30以及制动单元C20连接，用于在信号处理单元C60的控制下，将开关信号传输至制动单元C20和逆变单元C30，控制制动单元C20以及逆变单元C30的导通及关断。
[0104] 逆变电流反馈单元C50分别与逆变单元C30以及信号处理C60单元连接，用于对逆变单元C30输出的电流进行采样，并反馈至信号处理单元C60。
[0105] 具体地，制动单元C20配合模块外置的制动电阻将可以吸收滤波后直流电源产生的浪涌电压，保护IGBT以及置电容。
[0106] 整流单元C10将交流电源输入整流成直流，为逆变单元C30供电。
[0107] 值得指出的是，感应电机伺服驱动器通过接口端子模块C02向电机发送信号，并接收电机发送的信号。信号处理单元C60还用于接收外部输入到智能功率驱动模块C03外部的通信信号。实现智能功率驱动模块C03与外部其他模块以及电机的信号交互，从而方便外部设备与智能功率驱动模块C03的交互控制。
[0108] 本实施例中，逆变单元C30包括至少六个IGBT及六个续流二极管。一个优选的实施例中，逆变单元C30包括八个IGBT，逆变单元C30还用于控制感应电机的能耗制动。驱动单元C40负责控制逆变单元C30的导通及关断，具体地，驱动单元C40在信号处理单元C60的控制需要关断逆变单元C30时，控制各个IGBT关断，在信号处理单元C60的控制需要开通逆变单元C30时，控制各个IGBT导通。并且，驱动单元C40严格控制死区，能避免同臂导通。
[0109] 本实施例中，逆变电流反馈单元C50为电流传感器或者电阻运放电路。在IGBT的回路中进行采样，降低电流信号的失真率。
[0110] 具体的，智能功率驱动模块C03采用晶元雕刻工艺形成。由于智能功率驱动模块C03采用晶元雕刻工艺形成，其为一个高度集成的元件，内部元件的最小尺寸可以达到60nm级别。因此，其尺寸大大减小。并且，智能功率驱动模块A03的集成度高，功耗小，发热量低。
[0111] 实施例六：
[0112] 本实施例提供了另一种感应电机伺服驱动器，请参考图9，其与实施例五的区别在于，智能功率驱动模块C03还可以包括与信号处理单元C60连接的存储单元C70。
[0113] 存储单元C70用于存储至少一种电机的控制算法及用户配置参数，用于向信号处理单元写入信息或者接收外部输入的用户配置参数。
[0114] 存储单元C70与信号处理单元C60可以交互信息。信号处理单元C60可以从存储单元C70中读取需要的算法或者配置参数，对智能功率驱动模块进行控制。同时，为客户对智能功率驱动模块C03的配置参数进行二次开发奠定了基础，可以将更新的控制算法及配置参数写入存储单元C70中。
[0115] 本实施例中，智能功率驱动模块C03还可以包括与信号处理单元C60连接的控制算法库C80。控制算法库C80存储有至少一种用于对电机进行控制的控制算法。此时，信号处理单元C60用于读取控制算法库C80的控制算法，对电机加以控制。具体的，控制算法库C80存储有分别与交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、步进电机、感应电机对应的控制算法。因此智能功率驱动模块C03可以对交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、步进电机、感应电机的控制。由于本实施例中，伺服驱动器为感应电机伺服驱动器，智能功率驱动模块C03可以通过二次开发，将其配置为控制感应电机。
[0116] 本实施例中，智能功率驱动模块C03还可以包括与信号处理单元C60连接的温度检测单元C90，用于测量智能功率驱动模块C03和电机的温度，并传输到信号处理单元C60。信号处理单元C60可以实时调整驱动电流输出、输出载波的频率、并通过通信方式将温度信息传送给其它设备。
[0117] 本实施例中，智能功率驱动模块C03还可以包括与信号处理单元C60连接的位置反馈接口单元C100，用于检测电机转子的位置并传送至信号处理单元C60。
[0118] 优选的，位置反馈接口单元C100为绝对值编码器、旋转变压器或者增量式编码器。更具体地，是支持17位、21位、22位、23位、24位绝对值编码器、旋转变压器或者是400线到
10000线增量式编码器。
10000线增量式编码器。
[0119] 本申请实施例提供的感应电机伺服驱动器包括电源模块，用于连接感应电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块和智能功率驱动模块。其中，整流单元、制动单元、逆变单元、驱动单元、逆变电流反馈单元和信号处理单元集成为一个智能功率驱动模块，而不是分立的电路结构，从而简化电路结构，方便使用者开发和使用，减少发热量，提高电路可靠性。另外，也使得感应电机伺服驱动器的体积更小，方便使用。
[0120] 实施例七：
[0121] 请参考图10，本实施例提供了一种交流永磁同步电机伺服驱动器，包括电源模块D01，用于连接交流永磁同步电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块D02和智能功率驱动模块D03；电源模块D01用于为智能功率驱动模块D03供电，接口端子模块D02与智能功率驱动模块D03连接。
[0122] 具体的，接口端子模块D02可以包括通过电源线与电机连接的电源接口、通过反馈线与电机连接的反馈接口和通过控制线与控制设备(例如电脑)连接的控制接口。IPDM通过电源接口向电机供电，用于控制电机的动作，例如控制电机的转速。IPDM通过反馈接口获取电机发送的反馈信号，例如电机反馈的转速。IPDM通过控制接口获取控制设备发送的控制信号，该控制信号可以是用户通过控制设备输入的控制电机转速的指令。
[0123] 请参考图11，智能功率驱动模块D03包括整流单元D10、制动单元D20、逆变单元D30、驱动单元D40、逆变电流反馈单元D50以及信号处理单元D60。
[0124] 整流单元D10用于将输入到智能功率驱动模块D03中的交流电源整流为直流电，为电机提供工作电流。
[0125] 整流单元D10与制动单元D20以及逆变单元D30连接，向制动单元D20以及逆变单元D30提供电源。逆变单元D30，用于对整流单元D10输出的直流电流进行逆变处理，产生正弦电流并输出至电机。制动单元D20用于消除电机经逆变单元D30逆变处理后产生的浪涌电压。
[0126] 驱动单元D40分别与信号处理单元D60、逆变单元D30以及制动单元D20连接，用于在信号处理单元D60的控制下，将开关信号传输至制动单元D20和逆变单元D30，控制制动单元D20以及逆变单元D30的导通及关断。
[0127] 逆变电流反馈单元D50分别与逆变单元D30以及信号处理D60单元连接，用于对逆变单元D30输出的电流进行采样，并反馈至信号处理单元D60。
[0128] 具体地，制动单元D20配合模块外置的制动电阻将可以吸收滤波后直流电源产生的浪涌电压，保护IGBT以及置电容。
[0129] 整流单元D10将交流电源输入整流成直流，为逆变单元D30供电。
[0130] 值得指出的是，交流永磁同步电机伺服驱动器通过接口端子模块D02向电机发送信号，并接收电机发送的信号。信号处理单元D60还用于接收外部输入到智能功率驱动模块D03外部的通信信号。实现智能功率驱动模块D03与外部其他模块以及电机的信号交互，从而方便外部设备与智能功率驱动模块D03的交互控制。
[0131] 本实施例中，逆变单元D30包括至少六个IGBT及六个续流二极管。一个优选的实施例中，逆变单元D30包括六个IGBT，逆变单元D30对输入电流进行三相逆变处理。在另一个优选的实施例中，逆变单元D30包括八个IGBT，逆变单元D30还用于控制交流永磁同步电机的能耗制动。驱动单元D40负责控制逆变单元D30的导通及关断，具体地，驱动单元D40在信号处理单元D60的控制需要关断逆变单元D30时，控制各个IGBT关断，在信号处理单元D60的控制需要开通逆变单元D30时，控制各个IGBT导通。并且，驱动单元D40严格控制死区，能避免同臂导通。
[0132] 本实施例中，逆变电流反馈单元D50为电流传感器或者电阻运放电路。在IGBT的回路中进行采样，降低电流信号的失真率。
[0133] 具体的，智能功率驱动模块D03采用晶元雕刻工艺形成。由于智能功率驱动模块D03采用晶元雕刻工艺形成，其为一个高度集成的元件，内部元件的最小尺寸可以达到60nm级别。因此，其尺寸大大减小。并且，智能功率驱动模块D03的集成度高，功耗小，发热量低。
[0134] 实施例八：
[0135] 本实施例提供了另一种交流永磁同步电机伺服驱动器，请参考图12，其与实施例七的区别在于，智能功率驱动模块D03还可以包括与信号处理单元D60连接的存储单元D70。
[0136] 存储单元D70用于存储至少一种电机的控制算法及用户配置参数，用于向信号处理单元写入信息或者接收外部输入的用户配置参数。
[0137] 存储单元D70与信号处理单元D60可以交互信息。信号处理单元D60可以从存储单元D70中读取需要的算法或者配置参数，对智能功率驱动模块进行控制。同时，为客户对智能功率驱动模块D03的配置参数进行二次开发奠定了基础，可以将更新的控制算法及配置参数写入存储单元D70中。
[0138] 本实施例中，智能功率驱动模块D03还可以包括与信号处理单元D60连接的控制算法库D80。控制算法库D80存储有至少一种用于对电机进行控制的控制算法。此时，信号处理单元D60用于读取控制算法库D80的控制算法，对电机加以控制。具体的，控制算法库D80存储有分别与交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、交流永磁同步电机、步进电机对应的控制算法。因此智能功率驱动模块D03可以对交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、交流永磁同步电机、步进电机的控制。由于本实施例中，伺服驱动器为交流永磁同步电机伺服驱动器，智能功率驱动模块D03可以通过二次开发，将其配置为控制交流永磁同步电机。
[0139] 本实施例中，智能功率驱动模块D03还可以包括与信号处理单元D60连接的温度检测单元D90，用于测量智能功率驱动模块D03和电机的温度，并传输到信号处理单元D60。信号处理单元D60可以实时调整驱动电流输出、输出载波的频率、并通过通信方式将温度信息传送给其它设备。
[0140] 本实施例中，智能功率驱动模块D03还可以包括与信号处理单元D60连接的位置反馈接口单元D100，用于检测电机转子的位置并传送至信号处理单元D60。
[0141] 优选的，位置反馈接口单元D100为绝对值编码器、旋转变压器或者增量式编码器。更具体地，是支持17位、21位、22位、23位、24位绝对值编码器、旋转变压器或者是400线到
10000线增量式编码器。
10000线增量式编码器。
[0142] 本申请实施例提供的交流永磁同步电机伺服驱动器包括电源模块，用于连接交流永磁同步电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块和智能功率驱动模块。其中，整流单元、制动单元、逆变单元、驱动单元、逆变电流反馈单元和信号处理单元集成为一个智能功率驱动模块，而不是分立的电路结构，从而简化电路结构，方便使用者开发和使用，减少发热量，提高电路可靠性。另外，也使得交流永磁同步电机伺服驱动器的体积更小，方便使用。
[0143] 实施例九：
[0144] 请参考图13，本实施例提供了一种音圈电机伺服驱动器，包括电源模块E01，用于连接音圈电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块E02和智能功率驱动模块E03；电源模块E01用于为智能功率驱动模块E03供电，接口端子模块E02与智能功率驱动模块E03连接。
[0145] 具体的，接口端子模块E02可以包括通过电源线与电机连接的电源接口、通过反馈线与电机连接的反馈接口和通过控制线与控制设备(例如电脑)连接的控制接口。IPDM通过电源接口向电机供电，用于控制电机的动作，例如控制电机的转速。IPDM通过反馈接口获取电机发送的反馈信号，例如电机反馈的转速。IPDM通过控制接口获取控制设备发送的控制信号，该控制信号可以是用户通过控制设备输入的控制电机转速的指令。
[0146] 请参考图14，智能功率驱动模块E03包括整流单元E10、制动单元E20、逆变单元E30、驱动单元E40、逆变电流反馈单元E50以及信号处理单元E60。
[0147] 整流单元E10用于将输入到智能功率驱动模块E03中的交流电源整流为直流电，为电机提供工作电流。
[0148] 整流单元E10与制动单元E20以及逆变单元E30连接，向制动单元E20以及逆变单元E30提供电源。逆变单元E30用于对整流单元E10输出的直流电流进行逆变处理，产生正弦电流并输出至电机。制动单元E20用于消除电机经逆变单元E30逆变处理后产生的浪涌电压。
[0149] 驱动单元E40分别与信号处理单元E60、逆变单元E30以及制动单元E20连接，用于在信号处理单元E60的控制下，将开关信号传输至制动单元E20和逆变单元E30，控制制动单元E20以及逆变单元E30的导通及关断。
[0150] 逆变电流反馈单元E50分别与逆变单元E30以及信号处理E60单元连接，用于对逆变单元E30输出的电流进行采样，并反馈至信号处理单元E60。
[0151] 具体地，制动单元E20配合模块外置的制动电阻将可以吸收滤波后直流电源产生的浪涌电压，保护IGBT以及置电容。
[0152] 整流单元E10将交流电源输入整流成直流，为逆变单元E30供电。
[0153] 值得指出的是，音圈电机伺服驱动器通过接口端子模块E02向电机发送信号，并接收电机发送的信号。信号处理单元E60还用于接收外部输入到智能功率驱动模块E03外部的通信信号。实现智能功率驱动模块E03与外部其他模块以及电机的信号交互，从而方便外部设备与智能功率驱动模块E03的交互控制。
[0154] 本实施例中，逆变单元E30包括至少四个IGBT及四个续流二极管。一个优选的实施例中，逆变单元E30包括四个IGBT，逆变单元E30用于控制一个音圈电机。在另一个优选的实施例中，逆变单元E30包括八个IGBT，逆变单元E30用于控制两个音圈电机。驱动单元E40负责控制逆变单元E30的导通及关断，具体地，驱动单元E40在信号处理单元E60的控制需要关断逆变单元E30时，控制各个IGBT关断，在信号处理单元E60的控制需要开通逆变单元E30时，控制各个IGBT导通。并且，驱动单元E40严格控制死区，能避免同臂导通。
[0155] 本实施例中，逆变电流反馈单元E50为电流传感器或者电阻运放电路。在IGBT的回路中进行采样，降低电流信号的失真率。
[0156] 具体的，智能功率驱动模块E03采用晶元雕刻工艺形成。由于智能功率驱动模块E03采用晶元雕刻工艺形成，其为一个高度集成的元件，内部元件的最小尺寸可以达到60nm级别。因此，其尺寸大大减小。并且，智能功率驱动模块E03的集成度高，功耗小，发热量低。
[0157] 实施例十：
[0158] 本实施例提供了另一种音圈电机伺服驱动器，请参考图15，其与实施例九的区别在于，智能功率驱动模块E03还可以包括与信号处理单元E60连接的存储单元E70。
[0159] 存储单元E70用于存储至少一种电机的控制算法及用户配置参数，用于向信号处理单元写入信息或者接收外部输入的用户配置参数。
[0160] 存储单元E70与信号处理单元E60可以交互信息。信号处理单元E60可以从存储单元E70中读取需要的算法或者配置参数，对智能功率驱动模块进行控制。同时，为客户对智能功率驱动模块E03的配置参数进行二次开发奠定了基础，可以将更新的控制算法及配置参数写入存储单元E70中。
[0161] 本实施例中，智能功率驱动模块E03还可以包括与信号处理单元E60连接的控制算法库E80。控制算法库E80存储有至少一种用于对电机进行控制的控制算法。此时，信号处理单元E60用于读取控制算法库E80的控制算法，对电机加以控制。具体的，控制算法库E80存储有分别与交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、音圈电机、步进电机对应的控制算法。因此智能功率驱动模块E03可以对交流同步伺服电机、异步交流电机、直流电机、音圈电机、步进电机的控制。由于本实施例中，伺服驱动器为音圈电机伺服驱动器，智能功率驱动模块E03可以通过二次开发，将其配置为控制音圈电机。
[0162] 本实施例中，智能功率驱动模块E03还可以包括与信号处理单元E60连接的温度检测单元E90，用于测量智能功率驱动模块E03和电机的温度，并传输到信号处理单元E60。信号处理单元E60可以实时调整驱动电流输出、输出载波的频率、并通过通信方式将温度信息传送给其它设备。
[0163] 本实施例中，智能功率驱动模块E03还可以包括与信号处理单元E60连接的位置反馈接口单元E100，用于检测电机转子的位置并传送至信号处理单元E60。
[0164] 优选的，位置反馈接口单元E100为绝对值编码器、旋转变压器或者增量式编码器。更具体地，是支持17位、21位、22位、23位、24位绝对值编码器、旋转变压器或者是400线到
10000线增量式编码器。
10000线增量式编码器。
[0165] 本申请实施例提供的音圈电机伺服驱动器包括电源模块，用于连接音圈电机、反馈信号及控制信号的接口端子模块和智能功率驱动模块。其中，整流单元、制动单元、逆变单元、驱动单元、逆变电流反馈单元和信号处理单元集成为一个智能功率驱动模块，而不是分立的电路结构，从而简化电路结构，方便使用者开发和使用，减少发热量，提高电路可靠性。另外，也使得音圈电机伺服驱动器的体积更小，方便使用。
[0166] 以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
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