一种电动机绕组的电流检测与过流保护电路的制作方法
【专利摘要】一种电动机绕组的电流检测与过流保护电路，包括过流保护电路和多支电流检测电路，每支所述电流检测电路的输入信号均为经过电流传感器产生的电动机绕组的初始电流信号，其均设有两路输出信号，一路输出信号与过流保护电路的输入端连接，一路输出信号与电动机的主控芯片的A/D接口连接；所述过流保护电路的输入端还与电动机的主控芯片的限制电流给定信号的输出端连接，其输出端与电动机的主控芯片的驱动输入端连接。本实用新型的优点在于：简单可靠、精密性高。
【专利说明】—种电动机绕组的电流检测与过流保护电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种电动机绕组的电流检测与过流保护电路。
【背景技术】
[0002]电动机高性能、高可靠性控制中电流闭环控制以为业界公知，但很多控制中要么结构简单、功能单一，精确性不高导致可靠性、性能不佳；要么硬件结构复杂，成本颇高。在一些高性能的电机控制系统中，特别需要高精度高可靠性又兼顾性价比的电流检测及过流保护方式，同时兼顾当前部分电机控制中的电流斩波控制和电流值数字显示的需求，尤其是对于诸如开关磁阻电动机、无刷直流电机、步进闭环伺服电机等中小型电机控制领域。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种简单可靠、精密性高的电动机绕组的电流检测与过流保护电路。
[0004]为达到发明目的本实用新型采用的技术方案是:
[0005]一种电动机绕组的电流检测与过流保护电路，其特征在于:包括过流保护电路和多支电流检测电路，每支所述电流检测电路的输入信号均为经过电流传感器产生的电动机绕组的初始电流信号，其均设有两路输出信号，一路输出信号与过流保护电路的输入端连接，一路输出信号与电动机的主控芯片的A/D接口连接；所述过流保护电路的输入端还与电动机的主控芯片的限制电流给定信号的输出端连接，其输出端与电动机的主控芯片的驱动输入端连接；
[0006]所述电流检测电路用于接收电流传感器检测到的电动机绕组的实时电流信号，将电流信号转成电压信号分两路输出，一路输出给电动机的主控芯片用于电流数字化显示，一路输出给过流保护电路；
[0007]所述过流保护电路用于同时接收电流检测电路和电动机的主控芯片的输出信号，并将电流检测电路的最大输出信号与电动机的主控芯片的输出信号进行对比，当电流检测电路的最大输出信号大于电动机的主控芯片的输出信号时，输出有效低电平保护信号给电动机的主控芯片，主控芯片停止驱动信号输出，系统暂停。
[0008]进一步，每支所述电流检测电路包括依次连接的电阻采样电路、滤波电路、放大电路、分压电路，所述电阻采样电路是一精密电阻，用于将实时的电流值转换为电压信号；所述滤波电路是一 RC滤波电路，用于提高电压信号的质量；所述放大电路采用运算放大器，用于将电压信号放大；所述分压电路是由精密电阻和稳压器组成，用于将放大后的信号进行分压并输出稳定可靠的电压信号。
[0009]进一步，所述过流保护电路包括依次连接的最大电流信号选择电路、比较器、D触发器、光耦调理电路，所述最大电流信号选择电路是有稳压二极管组成，用于选择电流检测电路的最大输出信号；所述比较器用于比较电流检测电路的最大输出信号与电动机的主控芯片的输出信号，当电流检测电路的最大输出信号大于电动机的主控芯片的输出信号时，发出触发信号给D触发器；所述D触发器用于接收比较器发出的触发信号，输出有效低电平保护信号并锁存主控信号；所述光耦调理电路用于将有效低电平保护信号输出给主控芯片，所述主控芯片停止驱动信号输出，系统暂停。
[0010]本实用新型的技术构思，通过电流检测电路检测电动机绕组的实时电流值，并转化为电压信号，分两路输出，一路输出给电动机的主控芯片将电流值数值显不，一路输出给过流保护电路；过流保护电路将接收到的最大的电动机绕组的实时电流值与主控芯片输出的绕组的限制电流给定信号比较，在过流时通过D触发器锁存主控信号，主控芯片停止驱动信号输出，系统暂停；当后续判断没有过流时，按下复位键，则重新开放主控芯片的驱动信号。
[0011]本实用新型的有益效果:简单可靠、精密性高。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的电流检测电路的结构示意图。
[0013]图2是本实用新型的过流保护电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些【具体实施方式】。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0015]参照图1、图2，一种电动机绕组的电流检测与过流保护电路，包括过流保护电路和多支电流检测电路，每支所述电流检测电路的输入信号均为经过电流传感器产生的电动机绕组的初始电流信号，其均设有两路输出信号，一路输出信号与过流保护电路的输入端连接，一路输出信号与电动机的主控芯片的A/D接口连接；所述过流保护电路的输入端还与电动机的主控芯片的限制电流给定信号的输出端连接，其输出端与电动机的主控芯片的驱动输入端连接；
[0016]所述电流检测电路用于接收电流传感器检测到的电动机绕组的实时电流信号，将电流信号转成电压信号分两路输出，一路输出给电动机的主控芯片用于电流数字化显示，一路输出给过流保护电路；
[0017]所述过流保护电路用于同时接收电流检测电路和电动机的主控芯片的输出信号，并将电流检测电路的最大输出信号与电动机的主控芯片的输出信号进行对比，当电流检测电路的最大输出信号大于电动机的主控芯片的输出信号时，输出有效低电平保护信号给电动机的主控芯片，主控芯片停止驱动信号输出，系统暂停。
[0018]每支所述电流检测电路包括依次连接的电阻采样电路、滤波电路、放大电路、分压电路，所述电阻采样电路是一精密电阻，用于将实时的电流值转换为电压信号；所述滤波电路是一 RC滤波电路，用于提高电压信号的质量；所述放大电路采用运算放大器，用于将电压信号放大；所述分压电路是由精密电阻和稳压器组成，用于将放大后的信号进行分压并输出稳定可靠的电压信号。
[0019]所述过流保护电路包括依次连接的最大电流信号选择电路、比较器、D触发器、光耦调理电路，所述最大电流信号选择电路是有稳压二极管组成，用于选择电流检测电路的最大输出信号；所述比较器用于比较电流检测电路的最大输出信号与电动机的主控芯片的输出信号，当电流检测电路的最大输出信号大于电动机的主控芯片的输出信号时，发出触发信号给D触发器；所述D触发器用于接收比较器发出的触发信号，输出有效低电平保护信号并锁存主控信号；所述光耦调理电路用于将有效低电平保护信号输出给主控芯片，所述主控芯片停止驱动信号输出，系统暂停。
[0020]本实用新型的技术构思，通过电流检测电路检测电动机绕组的实时电流值，并转化为电压信号，分两路输出，一路输出给电动机的主控芯片将电流值数值显不，一路输出给过流保护电路；过流保护电路将接收到的最大的电动机绕组的实时电流值与主控芯片输出的绕组的限制电流给定信号比较，在过流时通过D触发器锁存主控信号，主控芯片停止驱动信号输出，系统暂停；当后续判断没有过流时，按下复位键，则重新开放主控芯片的驱动信号。
[0021]本实施例所述电流检测电路为功能相同的两条支路，如图1所示，输入Il输出A，和输入12输出B，这在多数场合下适用，两条支路共用一片LM358的运放，其余相同。下面以该图的Il-A作为实施例详细介绍。
[0022]Il的电流信号来自于一只穿孔磁平衡式霍尔线性电流传感器CSM006 ；R1为精密采样功率电阻，通过Rl将电流传感器的电流信号转换为易于控制的电压信号，即后续都是基于此电压信号代表电动机绕组的实时电流值；此信号经过由R2和Cl组成的RC滤波电路，提高电压信号质量；然后经由Ul即LM358放大该信号，电阻R4用来调节放大系数，根据不同应用情况调节；放大后的信号进入分压电路部分，分压电路由精密电阻R5、R6，和稳压二极管Dl组成，Dl的目的在于减少输出信号受干扰的情况,保持电压信号稳定可靠,本部分的R5或R6实施中可改用可调多圈精密电阻，也在本实用新型范围之内；经此后信号输出，分为两个方向，一个方向A是作为图2所述过流保护电路的输入之一,一个方向是A/D-1，进入电动机的主控芯片的A/D接口，转化为数字信号后，可用于电流显示或电流参考。
[0023]所述过流保护电路，如图2所示，输入A、B为两路绕组的电流信号作为输入，如前述，实为电压信号，首先经过稳压二极管D3和稳压二极管D4组成的最大电流信号选择电路，A和B哪个信号大哪个支路与后续比较器U2通；比较器U2是一采用LM358的比较器，一端是绕组电流信号A或B，另一端Im来自于电动机的主控芯片，单片机或DSP，Im是用电压信号表示的绕组限定电流值，Im与A或B比较，当A或B信号高于Im时，比较器U2输出电平翻转，产生上跳沿信号触发D触发器4013BP U3输出有效低电平保护信号，并锁存；然后该信号再经由光耦U4输出信号给主控芯片，芯片的驱动信号全部关闭，系统暂停；如果实际电流低于限定值，即A和B低于Im时，按下复位按钮S，系统复位，重新开放。
[0024]所述的过流保护电路，其第二项功能是可作为电流斩波电路使用，此时Im的大小和波形跟随主控芯片电流斩波控制的需要而实时变化，其余的相对变化是:复位按钮S采用电子开关控制的继电器按压。
[0025]所述的电流检测与过流保护电路，各图中，VCC为+15V，VC为+5V或3.3V，根据所用主控芯片的主电源而具体确定。
【权利要求】
1.一种电动机绕组的电流检测与过流保护电路，其特征在于:包括过流保护电路和多支电流检测电路，每支所述电流检测电路的输入信号均为经过电流传感器产生的电动机绕组的初始电流信号，其均设有两路输出信号，一路输出信号与过流保护电路的输入端连接，一路输出信号与电动机的主控芯片的A/D接口连接；所述过流保护电路的输入端还与电动机的主控芯片的限制电流给定信号的输出端连接，其输出端与电动机的主控芯片的驱动输入端连接； 所述电流检测电路用于接收电流传感器检测到的电动机绕组的实时电流信号，将电流信号转成电压信号分两路输出，一路输出给电动机的主控芯片用于电流数字化显不，一路输出给过流保护电路； 所述过流保护电路用于同时接收电流检测电路和电动机的主控芯片的输出信号，并将电流检测电路的最大输出信号与电动机的主控芯片的输出信号进行对比，当电流检测电路的最大输出信号大于电动机的主控芯片的输出信号时，输出有效低电平保护信号给电动机的主控芯片，主控芯片停止驱动信号输出，系统暂停。
2.根据权利要求1所述的一种电动机绕组的电流检测与过流保护电路，其特征在于:每支所述电流检测电路包括依次连接的电阻采样电路、滤波电路、放大电路、分压电路，所述电阻采样电路是一精密电阻，用于将实时的电流值转换为电压信号；所述滤波电路是一RC滤波电路，用于提高电压信号的质量；所述放大电路采用运算放大器，用于将电压信号放大；所述分压电路是由精密电阻和稳压器组成，用于将放大后的信号进行分压并输出稳定可靠的电压信号。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动机绕组的电流检测与过流保护电路，其特征在于:所述过流保护电路包括依次连接的最大电流信号选择电路、比较器、D触发器、光耦调理电路，所述最大电流信号选择电路是有稳压二极管组成，用于选择电流检测电路的最大输出信号；所述比较器用于比较电流检测电路的最大输出信号与电动机的主控芯片的输出信号，当电流检测电路的最大输出信号大于电动机的主控芯片的输出信号时，发出触发信号给D触发器；所述D触发器用于接收比较器发出的触发信号，输出有效低电平保护信号并锁存主控信号；所述光耦调理电路用于将有效低电平保护信号输出给主控芯片，所述主控芯片停止驱动信号输出，系统暂停。
【文档编号】H02H7/085GK203481796SQ201320538600
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】徐慧英, 朱信忠 申请人:浙江师范大学