专利名称：微电机保护电路、搜索灯控制装置及微电机过流控制方法
技术领域：
本发明属于强光搜索灯领域，尤其涉及微电机保护电路、搜索灯控制装置及微电
机过流控制方法。
背景技术：
微电机在阻转状态时，电流会变大，微电机会因为电流过大产生的热量导致微电机的使用寿命縮短，甚至烧毁。因此，必须对微电机的电流进行限制，从而达到保护微电机的目的；由于微电机正常启动时，瞬间电流会很大，持续约几百毫秒后恢复正常，启动电流比正常工作电流大几十倍，所以现有技术对微电机的保护中， 一般采用电解电容充电进行电压上升从而判断是电机阻转还是启动状态。 图l示出了现有技术提供的微电机保护电路的电路结构，当微电机开启时，电源POWER提供供电电压，电流经过微电机11流过采样电阻R2然后流回电源POWER。采样电阻R2将从微电机11流出的电流采样后，经过限流R1后对电容C1充电，电容C1两端的电压逐渐上升，当电容C1两端的电压高于5V基准电压时，比较器输出跳转控制信号，向微电机控制电路12输出微电机过流信号，微电机控制电路12将微电机11关闭。电容C1充电到5V的时间必须大于微电机11的启动时间。 其中，电容Cl可以选用固态钽电容或电解电容，由于固态钽电容的容量较小，且价格贵，不适用，因此一般选用电解电容。然而电解电容在工作两千小时后，电解液会慢慢出现干涸现象，容量变小，随着时间推移，微电机11的电路系统将变得不稳定，出现微电机11无法开启的现象；而且电解电容体积大，不利于縮小电路板尺寸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微电机保护电路，旨在解决现有的微电机保护电路性能不稳定、电路板尺寸大的问题。 本发明实施例是这样实现的，一种微电机保护电路，所述微电机保护电路包括采样电路，其输入端与微电机连接，对所述微电机的工作电流进行采样；以及单片机，其与所述采样电路的输出端连接，根据所述采样电路的输出对过电流时间进行检测，当检测到的过电流时间大于所述微电机的正常启动时间时，控制所述微电机停止工作；所述采样电路包括比较单元，依次串联连接在所述比较单元的同相输入端与地之间的限流电阻R4和采样电阻R3，连接在所述比较单元的反相输入端的基准电压产生单元，以及连接在所述比较单元的同相输入端与地之间的滤波电容C13 ;所述比较单元的输出端作为所述采样电路的输出端与所述单片机连接；所述限流电阻R4与所述采样电阻R3的串联连接端作为所述采样电路的输入端与所述微电机连接。 更进一步地，所述比较单元包括比较器以及反馈电阻R8，所述比较器的同相输入端通过所述滤波电容C13接地，所述比较器的同相输入端还通过所述限流电阻R4与所述微电机连接，所述比较器的同相输入端还通过所述反馈电阻R8连接至所述比较器的输出端；所述比较器的反相输入端连接所述基准电压产生单元；所述比较器的电源端接第一电压，所述比较器的地端接地。 更进一步地，所述基准电压产生单元包括电压可调稳压管、分压电阻R5、分压电阻R7、以及串联连接在第二电压与地之间的限流电阻R9和滤波电容C5;所述电压可调稳压管的一端连接至所述限流电阻R9与所述滤波电容C5的串联连接端，所述电压可调稳压管的另一端接地，所述电压可调稳压管的输出端通过依次串联连接的所述分压电阻R7和所述分压电阻R5接地；所述分压电阻R7与所述分压电阻R5的串联连接端连接至所述比较器的反相输入端。 更进一步地，所述电压可调稳压管为TL431芯片。 更进一步地，所述采样电路还包括依次串联连接在所述比较器的输出端与地之间的电阻R10和电阻Rll，所述电阻R10与所述电阻Rll的串联连接端与所述单片机连接。
本发明实施例的另一目的在于提供一种搜索灯控制装置，其包括微电机保护电路，分别与所述微电机保护电路连接的光源开关电路、遥控接收电路、线控电路以及微电机，所述微电机保护电路为上述的微电机保护电路。 本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述微电机保护电路的微电机过流控制方法，包括下述步骤 实时采集微电机的输入电流，并将所述输入电流与预设电流进行比较，当所述输
入电流超过预设电流时，输出采样信号； 当单片机接收到所述采样信号时，启动计时； 判断计时是否小于预设的微电机启动时间，若否，则判定为微电机过流，由单片机控制微电机停止工作。 本发明提供的微电机保护电路采用单片机对微电机的过电流时间进行检领"当检测到的过电流时间大于微电机的正常启动时间时，控制微电机停止工作，保护微电机不被损坏；可以准确的判断过电流时间，精确的控制控制微电机的启动或者阻转，抗干扰能力强，可靠性高；另外由于采用可调的基准电压，且单片机程序的可重复编写，使得微电机保护电路更适用于各种不同型号的微电机中，提高了产品的可靠性，扩大了使用范围，便于电路板的模块化。
图1是现有技术提供的微电机保护电路的电路结构示意 图2是本发明实施例提供的搜索灯控制装置的模块结构示意 图3是本发明实施例提供的微电机保护电路的电路 图4是本发明实施例提供的微电机过流控制方法的工作流程图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 本发明提供的微电机保护电路采用单片机对微电机的过电流时间进行判断，可以
4准确的判断过电流时间，从而精确的控制微电机的启动或者阻转；抗干扰能力强，可靠性高。 本发明实施例提供的搜索灯控制装置的模块结构如图2所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。 搜索灯控制装置包括电源电路21、光源开关电路22、遥控接收电路25、线控电路29、微电机26以及微电机保护电路，其中微电机保护电路包括单片机27以及采样电路28 ;采样电路28的输入端与微电机26连接，对微电机26的工作电流进行采样；单片机27与采样电路28的输出端连接，根据采样电路28的输出对过电流时间进行检测，当检测到的过电流时间大于微电机26的正常启动时间时，控制微电机26停止工作；电源电路21用于为其它电路提供工作电源；光源开关电路22的输出端连接镇流器23，镇流器23的输出端连接灯24，光源开关电路22的控制端连接至单片机27的输出端，遥控接收电路25的输入端接收外部的遥控信号，遥控接收电路25的输出端连接至单片机27的输入端，线控电路29的输出端连接至单片机27的输入端，根据遥控接收电路25接收到的外部的遥控信号或者线控电路29输出的控制信号，单片机27输出控制信号给光源开关电路22，光源开关电路22控制镇流器23，镇流器23控制灯24的打开或关闭。 在本发明实施例中，"过电流"是相对于微电机26的正常工作电流而言，一般比正常工作电流大十倍以上；在微电机26正常启动时，微电机26从静止到正常转动这段时间内，微电机的电流大于正常转动时的电流，那么可以定义从微电机静止到微电机正常运转的这段时间为"过电流时间"，即微电机超过正常转动电流的时间。 在本发明实施例中，微电机保护电路的具体电路图如图3所示，由于单片机电路属于现有技术，在此不再详述，为了便于说明，仅示出了采样电路28的具体电路图，详述如下。 采样电路28包括比较单元281，依次串联连接在比较单元281的同向输入端与地之间的限流电阻R4和采样电阻R3，连接在比较单元281的反向输入端的基准电压产生单元282，以及滤波电容C13 ;比较单元281的输出端作为采样电路28的输出端与单片机27连接；限流电阻R4与采样电阻R3的串联连接端Sl作为采样电路28的输入端与微电机26连接。 作为本发明的一个实施例，比较单元281包括比较器U5A以及反馈电阻R8，其中比较器U5A的同相输入端+通过滤波电容C13接地，比较器U5A的同相输入端+还通过限流电阻R4与微电机26连接，比较器U5A的同相输入端+还通过反馈电阻R8连接至比较器的输出端；比较器U5A的反相输入端-连接基准电压产生单元282 ;比较器U5A的电源端接第一电压VCC，比较器U5A的地端接地。 在本发明实施例中，基准电压产生单元282包括电压可调稳压管U8、分压电阻R5、分压电阻R7以及串联连接在第二电压(+5V)与地之间的限流电阻R9和滤波电容C5 ;电压可调稳压管U8的输入端连接至限流电阻R9与滤波电容C5的串联连接端S2，电压可调稳压管U8的输出端通过依次串联连接的分压电阻R7和分压电阻R5接地，电压可调稳压管U8的地端接地；分压电阻R7与分压电阻R5的串联连接端S3连接至比较器U5A的反相输入端_。 作为本发明的一个实施 ，电压可调稳压管U8可以为TL431芯片。
在本发明实施例中，采样电路28还包括依次串联连接在比较器U5A的输出端与 地之间的分压电阻RIO和分压电阻Rll，其中，分压电阻RIO与分压电阻Rll的串联连接端 S4与单片机27连接；由于比较器U5A输出的电压一般为12V，而单片机27的I/O 口的电压 一般低于5V，所以采用串联连接的分压电阻R10与分压电阻R11将比较器U5A输出的电压 转换为单片机27的I/O 口所需的电压，保护单片机27不会被烧毁。 与现有技术相比，本发明实施例提供的微电机保护电路不再使用电解电容，而是 采用单片机计算过电流时间，通过采样电路28采样微电机输入电流，从而计算微电机26从 静止到微电机26正常运转的这段"过电流时间"，利用单片机27计算过电流时间可以更准 确的判断过电流时间，解决了电解电容体积大不利于縮小电路板尺寸的问题，同时抗干扰 能力强，可靠性高。 为了更进一步说明本发明实施例提供的微电机保护电路，现结合图3详述其工作 原理如下 单片机27输出微电机工作控制信号，微电机26启动，采样电阻R3上有电流通过， 采样电阻R3两端的采样电压经过限流电阻R4限流后输入给比较器U5A的同相输入端+，而 比较器U5A的反相输入端-接一基准电压，该基准电压是由一路+5V电源经过限流电阻R9 限流，然后经过电压可调稳压管U8稳压后，再经过分压电阻R7和分压电阻R5分压后提供 的。 采用单片机27设置微电机26的启动时间为Tl，为了便于说明，可以定义单片机 27设置的微电机26启动时间Tl为阈值时间Tl，为了防止误动作，该阈值时间Tl应该大于 微电机26的实际正常启动时间。当微电机26工作时，单片机27对实际中的过电流时间T2 进行检测，当检测到的过电流时间T2小于阈值时间Tl时，则单片机27判断为微电机26的 启动电流，微电机26正常工作；当检测到的过电流时间T2大于阈值时间T1时，则单片机27 判断为微电机26过流，即发生了外力阻转(微电机26转动的过程中被其他物体挡住，转不 动，相当于外力阻碍其转动)，微电机保护电路就会发出过电流控制信号，由单片机27控制 微电机26停止工作，在发生了外力阻转的情况下，对微电机26进行保护。
在本发明实施例中，连接在比较器U5A的反相输入端_的基准电压产生单元282 产生的基准电压可根据不同型号的微电机26进行相适应的调节，使用范围广，可以应用于 不同型号的微电机26电路中。 图4示出了本发明实施例提供的微电机过流控制方法的工作流程，为了便于说 明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
微电机过流控制方法包括以下步骤 第一步、实时采集微电机的输入电流，并将所述输入电流与预设电流进行比较，当
所述输入电流超过预设电流时，输出采样信号； 第二步、当单片机接收到采样信号时，启动计时； 第三步、判断计时是否小于预设的微电机启动时间，若否，则判定为微电机过流， 由单片机控制微电机停止工作；若是，则判定为微电机正常启动，不执行保护动作。上述第 一步在本发明实施例中由上述微电机保护电路来实现。 本发明实施例提供的微电机保护电路采用单片机对微电机的过电流时间进行检 测，当检测到的过电流时间大于微电机的正常启动时间时，控制微电机停止工作，保护微电机不被损坏河以准确的判断过电流时间，精确的控制控制微电机的启动或者阻转，抗干扰 能力强，可靠性高；另外由于采用可调的基准电压，且单片机程序的可重复编写，使得微电 机保护电路更适用于各种不同型号的微电机中，提高了产品的可靠性，扩大了使用范围，便 于电路板的模块化。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种微电机保护电路，其特征在于，所述微电机保护电路包括采样电路，其输入端与微电机连接，对所述微电机的工作电流进行采样；以及单片机，其与所述采样电路的输出端连接，根据所述采样电路的输出对过电流时间进行检测，当检测到的过电流时间大于所述微电机的正常启动时间时，控制所述微电机停止工作；所述采样电路包括比较单元，依次串联连接在所述比较单元的同相输入端与地之间的限流电阻R4和采样电阻R3，连接在所述比较单元的反相输入端的基准电压产生单元，以及连接在所述比较单元的同相输入端与地之间的滤波电容C13；所述比较单元的输出端作为所述采样电路的输出端与所述单片机连接；所述限流电阻R4与所述采样电阻R3的串联连接端作为所述采样电路的输入端与所述微电机连接。
2. 如权利要求1所述的微电机保护电路，其特征在于，所述比较单元包括比较器以及反馈电阻R8，所述比较器的同相输入端通过所述滤波电容C13接地，所述比较器的同相输入端还通过所述限流电阻R4与所述微电机连接，所述比较器的同相输入端还通过所述反馈电阻R8连接至所述比较器的输出端；所述比较器的反相输入端连接所述基准电压产生单元；所述比较器的电源端接第一电压，所述比较器的地端接地。
3. 如权利要求2所述的微电机保护电路，其特征在于，所述基准电压产生单元包括电压可调稳压管、分压电阻R5、分压电阻R7、以及串联连接在第二电压与地之间的限流电阻R9和滤波电容C5 ;所述电压可调稳压管的一端连接至所述限流电阻R9与所述滤波电容C5的串联连接端，所述电压可调稳压管的另一端接地，所述电压可调稳压管的输出端通过依次串联连接的所述分压电阻R7和所述分压电阻R5接地；所述分压电阻R7与所述分压电阻R5的串联连接端连接至所述比较器的反相输入端。
4. 如权利要求3所述的微电机保护电路，其特征在于，所述电压可调稳压管为TL431芯片。
5. 如权利要求3所述的微电机保护电路，其特征在于，所述采样电路还包括依次串联连接在所述比较器的输出端与地之间的电阻R10和电阻Rll，所述电阻R10与所述电阻Rll的串联连接端与所述单片机连接。
6. —种搜索灯控制装置，其包括微电机保护电路，分别与所述微电机保护电路连接的光源开关电路、遥控接收电路、线控电路以及微电机，其特征在于，所述微电机保护电路为权利要求1-5任一项所述的微电机保护电路。
7. —种采用权利要求l-5任一项所述的微电机保护电路的微电机过流控制方法，其特征在于，包括下述步骤实时采集微电机的输入电流，并将所述输入电流与预设电流进行比较，当所述输入电流超过预设电流时，输出采样信号；当单片机接收到所述采样信号时，启动计时；判断计时是否小于预设的微电机启动时间，若否，则判定为微电机过流，由单片机控制微电机停止工作。
全文摘要
本发明适用于强光搜索灯领域，提供了一种微电机保护电路、搜索灯控制装置及微电机过流控制方法；微电机保护电路包括采样电路以及单片机，采样电路包括比较单元，依次串联连接在所述比较单元的同相输入端与地之间的限流电阻R4和采样电阻R3，连接在所述比较单元的反相输入端的基准电压产生单元，以及连接在所述比较单元的同相输入端与地之间的滤波电容C13；所述比较单元的输出端作为所述采样电路的输出端与所述单片机连接；所述限流电阻R4与所述采样电阻R3的串联连接端作为所述采样电路的输入端与所述微电机连接。本发明提供的微电机保护电路抗干扰能力强，可靠性高。
文档编号H02H7/085GK101710693SQ20091010998
公开日2010年5月19日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者周明杰, 张成良, 李万丰, 陈永伦 申请人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司