一种电机轴承温度保护电路的制作方法

本实用新型涉及电路设计技术领域，特别涉及一种电机轴承温度保护电路。

背景技术：

电动汽车工作时，电机会消耗电能，其中一部分能量转化为电机的热能消耗掉，再加上电机机械联动工作产生的热能和电机工作环境温度等的影响造成电机温度快速升高。当电机轴承温度达到一定值时会造成电机损伤，严重时甚至损坏电机，严重影响整车性能和安全性。所以必须有效控制电机温度。防止过温现象发生。这就需要一种能及时准确的检测电机轴承温度的装置，一旦检测到温度超限，将及时发出报警信号通知整车电控系统，采取相应措施保护电机安全。

如图1所示一般采取简单门限检测法。即预先设定温度门限，当检测到温度过限信号时切换至保护电路。故障消除后及时切回正常工作电路。但现实生活情况是：在门限处信号会受到一定干扰，若盲目切换会引起不必要的频繁切换，这不符和生活常识。同时大量增加车控系统工作量，影响车控系统正常工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电机轴承温度保护电路。通过引入滞回电路，以抵消干扰信号在切换点对判决的影响，避免了不必要的来回切换，提高了电机工作可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种电机轴承温度保护电路，包括温度采样转换单元、门限设置单元、比较单元、外设迟滞单元、输出信号耦合单元；所述温度采样转换单元包括温敏电阻、第五电阻；所述温敏电阻的一端连接基准电压，另一端连接第五电阻的一端，还连接比较单元的反相输入端；所述第五电阻的另一端接地；所述比较单元的正相输入端经第三电阻连接门限设置单元；所述比较单元的输出端连接外设迟滞单元和输出信号耦合单元；所述外设迟滞单元包括第四电阻和第三电阻，所述第三电阻一端连接门限设置单元输出端，另一端连接第四电阻一端和比较单元的正相输入端；所述第四电阻一端连接比较单元的正相输入端，另一端连接比较单元的输出端。

优选的，所述门限设置单元包括第一电阻、第二电阻；所述第一电阻一端连接基准电压，另一端连接第二电阻的一端、第三电阻的一端；所述第二电阻的另一端接地，所述第三电阻的另一端连接比较单元的正相输入端。

优选的，所述温敏电阻选用电阻特性为随温度升高而降低，负温度系数的NTC电阻。

优选的，所述基准电压由车载电池组经过电压变换后提供。

优选的，所述外设迟滞单元设置的电压滞回范围为2V。

优选的，所述温度采样转换电路设置的温度转换界限为70℃。

优选的，输出信号耦合单元连接散热器控制电路和电机转子控制电路。

根据本实用新型实施例提供的电机轴承温度保护电路，通过设置的外设迟滞单元使得比较器输出状态跃变点处受到滞回电压范围内幅度干扰信号的影响失去作用，保持比较器输出状态稳定不变化。提高了抗干扰能力。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为背景技术中简单门限检测法提供的温度保护电路原理图；

图2为本实用新型提供的电机轴承温度保护电路的电路原理图；

图3为本实用新型提供的电机轴承温度保护电路的电路流程框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图3所示，本实用新型实施例提供的一种电机轴承温度保护电路，包括温度采样转换单元1、门限设置单元2、比较单元3、外设迟滞单元4、输出信号耦合单元5；温度采样转换单元包括温敏电阻RT、第五电阻R5；温敏电阻RT的一端连接基准电压另一端连接第五电阻R5的一端，还连接比较单元的反相输入端；第五电阻R5的另一端接地；比较单元的正相输入端经第三电阻R3连接门限设置单元；具体的门限设置单元包括第一电阻R1、第二电阻R2；第一电阻R1一端连接基准电压，另一端连接第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端；第二电阻R2的另一端接地，第三电阻R3的另一端连接比较单元的正相输入端。比较单元的输出端分别连接外设迟滞单元和输出信号耦合单元；外设迟滞单元包括第四电阻R4和第三电阻R3，第三电阻R3一端连接门限设置单元输出端，另一端连接第四电阻R4一端和比较器正相输入端。

第四电阻R4一端连接比较单元的正相输入端，另一端连接比较单元的输出端。

下面将以一具体实施例，说明本实用新型的温度保护过程。

如图2所示，基准电压Vcc＝+15伏由车载电池组经过电压变换后提供。输出信号耦合单元连接散热器控制电路和电机转子控制电路。这里所说的散热器件一般为风扇等类似的散热器件。

R1和R2组成门限设置电路，VR为门限电压；Rt和R5组成输入信号电路，Vi为输入信号；R3和R4组成电压滞回路,Vt为迟滞信号。A为电压比较器，单电源供电。它的输出信号为Vo，输入信号为Vt和Vi。

比较器工作原理：当Vi＜Vt时Vo为高电平VH，当Vi＞Vt时Vo为低电平VL。

其中：Vi＝R5/(R5+Rt)*Vcc，VR＝Vcc*R2/(R2+R1)，Vt＝VR*R4/(R4+R3)+Vo*R3/(R3+R4)，VH＝Vcc＝+15伏，VL＝0伏。

本专利中电阻取值为：R1＝25KΩ，R2＝10KΩ，R3＝4.4MΩ，R4＝28.6MΩ，R5＝10KΩ。

结合电路计算过程如下：VR＝Vcc*R2/(R2+R1)＝4.29v。

Vi＝R5/(R5+Rt)*Vcc，

Rt为NTC电阻，测量电阻随温度升高而降低，是负温度系数电阻。

电机启动时，温度较低，Rt较大，Vi较小；Vi＜Vt，比较器输出Vo为高电平VH＝Vcc＝+15v，

随着温度升高，Vi由小逐渐增大，当Vi＝Vt时，比较器处于翻转临街状态，当Vi＞Vt时Vo由高电平跃变为低电平，驱动保护电路工作保护电机。由比较器特性可知，在Vi上升到跃变点时刻Vi＝Vt+＝Vt＝VR*R4/(R4+R3)+VH*R3/(R3+R4)＝5.72v。

随着保护电路作用，散热器件作用，电机转子停止转动，温度逐渐降低，Vi逐渐减小，当Vi＝Vt时，比较器处于下跃变点时刻，当Vi＜Vt时Vi＝Vt-＝Vt＝VR*R4/(R4+R3)+VL*R3/(R3+R4)＝VR*R4/(R4+R3)＝3.72v，比较器输出由低电平跃变为高电平。比较器输出切断保护电路，电机恢复正常工作。温控进入下一个循环。

进一步，把Vt+-Vt-＝5.72-3.72＝2v叫本例电压滞回。比较器在跃变点时干扰信号在2v范围内变化时，比较器输出状态维持不变，因此外设迟滞单元设置的电压滞回范围为2V。避免了比较器输出状态不稳引起保护电路来回频繁切换，提高了电机工作可靠性。

根据电机技术性能要求，结合本例将转子轴承温度门限70℃对应比较器上升跃变点电压Vt+＝5.72v。此时Rt＝16.22KΩ。

本实用新型提供的测温电路直接检测电机轴两端轴承温度，取端温高者输出给电压变换电路，变换电路经变换后输出变换电压作为比较器输入信号与门限比较，电路由参考电源Vcc、Rt和R5串联组成。采样电阻Rt将温度变化转换成电阻值的变化，经电压转换电路转换成电压的变化作为比较电路反相输入信号。

比较器采取正反馈迟滞电路接入正相端的门限电路，采样温度信号电压接比较器反相输入端，输出信号作为启动保护电路控制信号用。该电路灵敏度高(正反馈)，抗干扰能力强(电压迟滞回路)。电路由门限电路(Vcc、R1、R2串联组成，门限VR经R3接入比较器正相端)、迟滞电压正反馈电路(比较器输出V0经R4接入比较器正相端，R4和R3组成正反馈电压迟滞回路)、比较器组成(带正反馈的反相比较器电路)。由于该电路有电压迟滞回路作用使得比较器输出状态跃变点处受到滞回电压范围内幅度干扰信号的影响失去作用，保持比较器输出状态稳定不变化。提高了抗干扰能力。干扰超过滞回范围时，滞回路失去作用。

本实用新型提供的电机轴承温度保护电路，应用于电动汽车电机驱动过程中解决了电动汽车工作时，电机消耗电能，转化为电机的热能，再加上电机机械联动工作产生的热能和电机工作环境温度等的影响造成电机温度快速升高的现象。避免当电机轴承温度达到一定值时对电机造成损伤，有效的控制了电机温度；防止过温现象发生。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。