一种变频器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种变频器，包括USB接口电路，其包括用于实现变频器和外接设备间USB物理接口连接的第一接口电路，和与该第一接口电路以及变频器中微处理器的五个I/O接口相连，用于实现外接设备和微处理器间数据传输的第二接口电路，因为外接设备一般均具有USB通讯接口，因此，本实用新型所述的变频器，通过设置USB接口电路，可以实现与具有USB通讯接口的所有外接设备的直接通讯，具备较强的通用性。另，因USB通讯接口具有外设热插拔和即插即用的特点，不需要关闭外接设备的电源进行数据的初始化，通过外接设备，比如笔记本电脑，即可在线对变频器进行参数设置，而无需频繁切换变频器的屏幕，操作简便。
【专利说明】一种变频器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变频器。具体地说涉及一种对设备进行实时监测和控制的变频器。
【背景技术】
[0002]变频器(Variable-frequency Drive, VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理器等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，从而能够根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
[0003]目前，变频器在进行运行参数的设置和读取时，只能通过变频器的操作面板进行参数的设置和读取，而在变频器实际运行时，有些时候往往需要对变频器进行在线的参数设置，此时，就需要频繁切换屏幕查看运行参数变化，操作非常繁琐。变频器现有RS485通讯接口是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，被定义为一种在低速串行通信中增加通信距离的单端标准。但是由于其传输速率较低，且不支持热插拔，因此大大地限制了它的发展。当前的变频器设备大都采用RS485通讯接口与外部设备通信，但在很多情况下，大部分外部设备，如笔记本电脑并没有设置RS485通讯接口，无法和带有RS485通讯接口的变频器直接通讯，并通过该外部设备进行参数设置。因此，现有的变频器，通用性较差。
实用新型内容
[0004]为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的变频器采用485通讯接口，而大多数外部设备却没有设置485通讯接口，无法和带有RS485通讯接口的变频器直接通讯，并通过该外部设备进行参数设置，通用性较差，从而提供一种通用性较强的变频器。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:
[0006]本实用新型提供了一种变频器，包括:
[0007]USB接口电路，其包括第一接口电路和第二接口电路；
[0008]所述第一接口电路，用于实现变频器和外接设备间的USB物理接口连接；
[0009]所述第二接口电路，与所述第一接口电路以及变频器中微处理器的五个I/O接口相连，用于实现所述外接设备和所述微处理器间的数据传输。
[0010]本实用新型所述的变频器，所述第二接口电路包括USBN9604芯片、电阻R9、R12 ；
[0011]所述USBN9604芯片包括28个引脚，其引脚19和引脚20分别为正、负数据线接口，其引脚17为模拟地接口 ；其引脚1、引脚4、引脚3、引脚7以及引脚8分别与所述微处理器的I/O接口相连；其引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14以及引脚15与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端接地；其引脚24、引脚2以及引脚6与所述电阻R12的一端相连，所述电阻R12的另一端接电源VCC。
[0012]本实用新型所述的变频器，所述第一接口电路包括USB连接器、电阻R1、R11、极性电容C2、C1UC14以及C15、电感L1、L2 ;
[0013]所述USB连接器与外接设备的USB通讯接口相连，其包括四个引脚，其引脚I与所述电感LI的一端相连，所述电感LI的另一端接电源VCC ;其引脚2与所述电阻RlO的一端相连，所述电阻RlO的另一端与所述USBN9604芯片的引脚20和所述极性电容C2的负极相连，所述极性电容C2的正极与所述电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端接地；其引脚3与所述电阻Rll的一端相连，所述电阻Rll的另一端与所述极性电容Cll的负极以及所述USBN9604芯片的引脚19相连，所述极性电容Cll的正极、C14的正极以及C15的正极与所述USB连接器的引脚4以及所述USBN9604芯片的引脚17相连，所述极性电容C14的负极以及C15的负极与所述USBN9604芯片的引脚18相连。
[0014]本实用新型所述的变频器，所述第二接口电路还包括晶体振荡器、电阻R13以及电容Cl ；
[0015]所述晶体振荡器包括四个引脚，其引脚I接电源VCC;其引脚2接所述电容Cl的一端，所述电容Cl的另一端接所述USBN9604芯片的引脚16 ;其引脚3接所述电阻R13的一端，所述电阻Rl3的另一端接所述USBN9604芯片的引脚26 ;其引脚4悬空。
[0016]本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0017](I)本实用新型所述的变频器，包括USB接口电路，其包括用于实现变频器和外接设备间USB物理接口连接的第一接口电路，和与该第一接口电路以及变频器中微处理器的五个I/O接口相连，用于实现外接设备和微处理器间数据传输的第二接口电路，因为外接设备一般均具有USB通讯接口，因此，本实用新型所述的变频器，通过设置USB接口电路，可以实现与具有USB通讯接口的所有外接设备的直接通讯，具备较强的通用性。另，因USB通讯接口具有外设热插拔和即插即用的特点，不需要关闭外接设备的电源进行数据的初始化，因此本实用新型所述的变频器，可以直接插在外接设备上与外接设备进行通讯，通过外接设备，比如笔记本电脑，即可在线对变频器进行参数设置，而无需频繁切换变频器的屏幕，操作简便。
[0018](2)本实用新型所述的变频器，所述第二接口电路包括USBN9604芯片，电阻R9以及R12，USBN9604芯片的引脚1、引脚4、引脚3、引脚7以及引脚8分别与所述微处理器的I/O接口相连，实现了 USB接口电路与微处理器的I/O接口之间数据的双向转换；USBN9604芯片的引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14以及引脚15与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端接地，以便在USBN9604的输出缓冲区允许时，可以确保较低的能耗，并且能够防止USB接口设备遭到破坏；其引脚24、引脚2以及引脚6与所述电阻R12的一端相连，所述电阻R12的另一端接电源VCC，提高了总线抗电磁干扰的能力。
[0019](3)本实用新型所述的变频器，所述第一接口电路包括USB连接器、电阻R10、R11、极性电容C2、C11、C14以及C15、电感L1、L2，所述USB连接器与外接设备的USB通讯接口相连，其包括四个引脚，其引脚I与所述电感LI的一端相连，所述电感LI的另一端接电源VCC，通过这种设计可以增强外接电源的稳定性；其引脚2与所述电阻RlO的一端相连，所述电阻RlO的另一端与所述USBN9604芯片的引脚20和所述极性电容C2的负极相连，所述极性电容C2的正极与所述电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端接地；其引脚3与所述电阻Rll的一端相连，所述电阻Rll的另一端与所述极性电容Cll的负极以及所述USBN9604芯片的引脚19相连，因为所述电阻RlO和Rll在具体应用中可以起到分压的作用，当USB接口电路中的电压、电流过大时，可以防止USB接口设备因电压、电流过大而损坏，另，因所述USBN9604芯片的引脚19和引脚20分别为正、负数据线接口，外接设备通过第一接口电路即可将数据传输至第二接口电路，并通过第二接口电路将数据转换后传输至微处理器；所述极性电容Cll的正极、C14的正极以及C15的正极与所述USB连接器的引脚4以及所述USBN9604芯片的引脚17相连，所述极性电容C14的负极以及C15的负极与所述USBN9604芯片的引脚18相连，因 所述USBN9604芯片的引脚17为模拟接地口，因此，相当于所述极性电容Cll的正极、C14的正极以及C15的正极模拟接地，能够对传输的信号进行高频滤波，防止振荡，增强了 USB接口电路的抗干扰能力；另，因所述USBN9604芯片的引脚18与所述USBN9604芯片内部的3.3V的电压调节器相连，能够使该USB接口电路自我调节以适应内部和上拉电阻的供电需求。
[0020](4)本实用新型所述的变频器，所述第二接口电路还包括晶体振荡器、电阻R13以及电容Cl ;所述晶体振荡器包括四个引脚，其引脚I接电源VCC;其引脚2接所述电容Cl的一端，所述电容Cl的另一端接所述USBN9604芯片的引脚16 ;其引脚3接所述电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端接所述USBN9604芯片的引脚26 ;其引脚4悬空。通过这种设计，可以产生时钟信号为所述USBN9604芯片提供基准信号，增大其抗干扰能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0022]图1是实施例1所述变频器的结构框图；
[0023]图2是实施例1所述变频器的USB接口电路的电路原理图；
[0024]图3是实施例2所述变频器结构的一种立体结构示意图；
[0025]图4是实施例2所述变频器立体结构剖析示意图；
[0026]图5是实施例2所述变频器中操作盒的后视图；
[0027]图6是实施例2所述变频器中操作盒的上视图；
[0028]图7是实施例2所述变频器中操作盒的下视图。
[0029]图中附图标记表示为=1-USB接口电路，2-变频器本体，3-操作盒，11-第一接口电路，12-第二接口电路，21-底座，22-上盖，23-第一^^销，24-第二卡销，31-1XD液晶显示屏，32-控制按键电路，33-指示灯，34-第一槽口，35-第二槽口，36-连接接口，37-USB通讯接口，38-面板盖方孔，221-面板盖，222-接线盒，223-缺口。
【具体实施方式】
[0030]实施例1
[0031]本实施例提供了一种变频器，如图1、图2所示，包括:
[0032]USB接口电路I，其包括第一接口电路11和第二接口电路12。
[0033]所述第一接口电路11，用于实现变频器和外接设备间的USB物理接口连接。
[0034]所述第二接口电路12，与所述第一接口电路11以及变频器中微处理器的五个I/O接口相连，用于实现所述外接设备和所述微处理器间的数据传输。
[0035]本实施例所述的变频器，作为一种可选的实施方式，所述微处理器采用AT89C52单片机。AT89C52是由美国ATMEL公司生产的低电压，高性能8位CMOS单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，能很好满足本实施例所述变频器对微处理器的性能要求。
[0036]因为外接设备一般均具有USB通讯接口，因此，本实施例所述的变频器，通过设置USB接口电路1，可以实现与具有USB通讯接口的所有外接设备的直接通讯，具备较强的通用性。另，因USB通讯接口具有外设热插拔和即插即用的特点，不需要关闭外接设备的电源进行数据的初始化，因此本实施例所述的变频器，可以直接插在外接设备上与外接设备进行通讯，通过外接设备，比如笔记本电脑，即可在线对变频器进行参数设置，而无需频繁切换变频器的屏幕，操作简便。
[0037]作为一种优选的实施方式，本实施例所述的变频器，所述第二接口电路12包括USBN9604 芯片、电阻 R9、R12。
[0038]所述USBN9604芯片包括28个引脚，其引脚19和引脚20分别为正、负数据线接口，其引脚17为模拟地接口 ；其引脚1、引脚4、引脚3、引脚7以及引脚8分别与所述微处理器的I/O接口相连；其引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14以及引脚15与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端接地；其引脚24、引脚2以及引脚6与所述电阻R12的一端相连，所述电阻R12的另一端接电源VCC。
[0039]本实施例所述的变频器，所述USBN9604芯片的引脚1、引脚4、引脚3、引脚7以及引脚8分别与所述微处理器的I/O接口相连，实现了 USB接口电路I与微处理器I/O接口之间数据的双向转换；USBN9604芯片的引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14以及引脚15与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端接地，以便在所述USBN9604芯片的输出缓冲区允许时，可以确保较低的能耗，并且能够防止USB接口设备遭到破坏；其引脚24、引脚2以及引脚6与所述电阻R12的一端相连，所述电阻R12的另一端接电源VCC，提高了总线抗电磁干扰的能力。
[0040]作为一种优选的实施方式，本实施例所述的变频器，所述第一接口电路11包括USB连接器、电阻R1、R11、极性电容C2、C1UC14以及C15、电感L1、L2。
[0041]所述USB连接器与外接设备的USB通讯接口相连，其包括四个引脚，其引脚I与所述电感LI的一端相连，所述电感LI的另一端接电源VCC ;其引脚2与所述电阻RlO的一端相连，所述电阻RlO的另一端与所述USBN9604芯片的引脚20和所述极性电容C2的负极相连，所述极性电容C2的正极与所述电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端接地；其引脚3与所述电阻Rll的一端相连，所述电阻Rll的另一端与所述极性电容Cll的负极以及所述USBN9604芯片的引脚19相连，所述极性电容Cll的正极、C14的正极以及C15的正极与所述USB连接器的引脚4以及所述USBN9604芯片的引脚17相连，所述极性电容C14的负极以及C15的负极与所述USBN9604芯片的引脚18相连。
[0042]本实施例所述的变频器，所述USB连接器的引脚I与所述电感LI的一端相连，所述电感LI的另一端接电源VCC，通过这种设计可以增强外接电源的稳定性；其引脚2与所述电阻RlO的一端相连，所述电阻RlO的另一端与所述USBN9604芯片的引脚20和所述极性电容C2的负极相连，所述极性电容C2的正极与所述电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端接地；其引脚3与所述电阻Rll的一端相连，所述电阻Rll的另一端与所述极性电容Cll的负极以及所述USBN9604芯片的引脚19相连，因为所述电阻RlO和Rll在具体应用中可以起到分压的作用，当USB接口电路I中的电压、电流过大时，可以防止USB接口设备因电压、电流过大而损坏，另，因所述USBN9604芯片的引脚19和引脚20分别为正、负数据线接口，外接设备通过第一接口电路即可将数据传输至第二接口电路，并通过第二接口电路12将数据转换后传输至微处理器；所述极性电容Cll的正极、C14的正极以及C15的正极与所述USB连接器的引脚4以及所述USBN9604芯片的引脚17相连，所述极性电容C14的负极以及C15的负极与所述USBN9604芯片的引脚18相连，因所述USBN9604芯片的引脚17为模拟接地口，因此，相当于所述极性电容Cll的正极、C14的正极以及C15的正极模拟接地，能够对传输的信号进行高频滤波，防止振荡，增强了 USB接口电路的抗干扰能力；另，因所述USBN9604芯片的引脚18与所述USBN9604芯片内部的3.3V的电压调节器相连，能够使该USB接口电路I自我调节以适应内部和上拉电阻的供电需求。
[0043]作为一种优选的实施方式，本实施例所述的变频器，所述第二接口电路12还包括晶体振荡器、电阻R13以及电容Cl。
[0044]所述晶体振荡器包括四个引脚，其引脚I接电源VCC;其引脚2接所述电容Cl的一端，所述电容Cl的另一端接所述USBN9604芯片的引脚16 ;其引脚3接所述电阻R13的一端，所述电阻Rl3的另一端接所述USBN9604芯片的引脚26 ;其引脚4悬空。
[0045]本实施例所述的变频器，所述晶体振荡器所在的电路，决定了整个USB接口电路I能否稳定工作进而产生1.5M的USB总线速率，作为一种可选的实施方式，所述晶体振荡器选用6MHz的晶振元器件，其中电容Cl和电阻R13的接入，都是为了使晶体振荡器更容易起振，一般要求电容Cl的容值在20pF上下，而电阻可选用2M或是1M的电阻值。
[0046]本实施例所述的变频器，通过这种设计，可以产生时钟信号为所述USBN9604芯片提供基准信号，增大其抗干扰能力。
[0047]实施例2
[0048]在实施例1的基础上，本实施例提供了一种内置实施例1所述USB接口电路I的变频器的具体结构，如图3-图7所示，其包括变频器本体2、远程动作执行机构(位于上盖之内，图上未画出)，实施例1所述的USB接口电路I集成在操作盒3中；变频器本体2包括底座21和上盖22。
[0049]操作盒3包括IXD液晶显示屏31、控制按键电路32和指示灯33 ;所述变频器本体2的上盖包括面板盖221和接线盒222，该面板盖221上设有一个缺口 223，所述操作盒3位于该缺口 223中。所述缺口 223上下侧面分别设有第一卡销23和第二卡销24，所述操作盒3的壳体的上下侧面分别设有第一槽口 34和第二槽口 35，所述操作盒3倾斜45度左右先将底面下端的第一槽口 34卡入第一卡销23，再将上端以第一卡销23为支点向下旋转45度左右将第二卡销24卡入第二槽口 35中。缺口 223上端留有一处四分之一左右的球形凹槽25，当要取出操作盒3时，可以将手指放入凹槽25以第一卡销23为支点向上旋转将第二卡销24从第二槽口 35分离取出操作盒3。在具体实践中，所述第一卡销23、第二卡销24、第一槽口 34以及第二槽口 35的形状和具体位置可以变换，但都属于本实用新型的保护范围之内。
[0050]本实施例中的IXD液晶显示屏31不仅可以用于显示工作状态，还可以通过控制按键电路对其进行数据预设、调整和查看，有效拓宽其应用范围。
[0051]所述操作盒3底面右侧设有操作盒3与变频器微处理器的连接接口 36，所述操作盒3的底面下侧设有USB通信接口 37。
[0052]本实施例中，所述上盖22内部有一块线路板已设有一个操作盒3与变频器微处理器的连接相对应的接口，通过排线穿过面板盖方孔38将所述操作盒3与变频器微处理器的连接接口 36与所述通信插接端子进行连接。
[0053]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种变频器，其特征在于，包括: USB接口电路(I)，其包括第一接口电路(11)和第二接口电路(12)； 所述第一接口电路(11)，用于实现变频器和外接设备间的USB物理接口连接； 所述第二接口电路(12)，与所述第一接口电路(11)以及变频器中微处理器的五个I/O接口相连，用于实现所述外接设备和所述微处理器间的数据传输。
2.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于: 所述第二接口电路(12)包括USBN9604芯片、电阻R9、R12 ； 所述USBN9604芯片包括28个引脚，其引脚19和引脚20分别为正、负数据线接口，其引脚17为模拟地接口 ；其引脚1、引脚4、引脚3、引脚7以及引脚8分别与所述微处理器的I/O接口相连；其引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14以及引脚15与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端接地；其引脚24、引脚2以及引脚6与所述电阻R12的一端相连，所述电阻R12的另一端接电源VCC。
3.根据权利要求2所述的变频器，其特征在于: 所述第一接口电路(11)包括USB连接器、电阻R1、Rl1、极性电容C2、Cll、C14以及C15、电感 L1、L2 ； 所述USB连接器与外接设备的USB通讯接口相连，其包括四个引脚，其引脚I与所述电感LI的一端相连，所述电感LI的另一端接电源VCC ;其引脚2与所述电阻RlO的一端相连，所述电阻RlO的另一端与所述USBN9604芯片的引脚20和所述极性电容C2的负极相连，所述极性电容C2的正极与所述电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端接地；其引脚3与所述电阻Rll的一端相连，所述电阻Rll的另一端与所述极性电容Cll的负极以及所述USBN9604芯片的引脚19相连，所述极性电容Cll的正极、C14的正极以及C15的正极与所述USB连接器的引脚4以及所述USBN9604芯片的引脚17相连，所述极性电容C14的负极以及C15的负极与所述USBN9604芯片的引脚18相连。
4.根据权利要求2或3所述的变频器，其特征在于: 所述第二接口电路(12)还包括晶体振荡器、电阻R13以及电容Cl ； 所述晶体振荡器包括四个引脚，其引脚I接电源VCC;其引脚2接所述电容Cl的一端，所述电容Cl的另一端接所述USBN9604芯片的引脚16 ;其引脚3接所述电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端接所述USBN9604芯片的引脚26 ;其引脚4悬空。
【文档编号】H02M1/00GK203827164SQ201420262597
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】冯君祥, 李全安, 李迅, 丁齐芷 申请人:浙江人民电器有限公司