一种车载直流电机驱动芯片过流保护系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车电子领域，尤其涉及车载直流电机驱动芯片过流保护系统。
【背景技术】
[0002]目前随着我国的汽车产业的不断扩大与完善，汽车上使用的直流电机也随着由传统的继电器控制转向集成化程度高的驱动芯片控制，虽然使用驱动芯片控制方式比使用传统继电器控制方式有许多方面的优点，但缺点也渐渐暴露出来，譬如，当车载电机的驱动系统出现损坏时，传统的继电器控制方式也许只要更换损坏的继电器就可以了，但对于驱动芯片控制方式，就要更换驱动芯片所在的整个控制模块，这就意味着大大增加了维修成本，因此一般情况下车载电机的驱动系统会需要有很高的可靠性，自我保护功能非常完善。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是实现一种使车载直流电机驱动芯片在过流的情况下，快速的实现自我保护，避免驱动芯片出现过流损坏，提高电机驱动芯片的可靠性、耐久性。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种车载直流电机驱动芯片过流保护系统，电源为电机驱动芯片和微控制器供电，微控制器输出控制信号至电机驱动芯片控制电机工作，所述电机的工作回路中串联有采样电阻，所述采样电阻将回路中的电流信号转换成电压信号，再经过放大器将电流信号放大后输出给过流响应电路，所述过流响应电路控制微控制器输送至电机驱动芯片信号的通断。
[0005]所述采样电阻的电压信号经过运算放大器A放大后输送至运算放大器B，所述运算放大器B输出电压信号至比较器B的负极，所述比较器B的正极接参考电压Vref信号，所述比较器B输出端接NPN型三极管Q5和三极管Q6的基极，所述三极管Q5和三极管Q6的发射极接地，集电极接电机驱动芯片信号输入端的电路上。
[0006]所述电机驱动芯片电源输出端旁接接地的采样电阻，所述的采样电阻由3个2512封装相互并联的30毫欧电阻构成。
[0007]本实用新型的优点在于具有非常高的即时性，从采样电阻采集到过流信号到过流响应电路稳定输出，整个系统的响应时间在1uS以内，这样就能够在很大程度上完善了电机驱动芯片的保护机制，提尚使用可靠性。
【附图说明】
[0008]下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容作简要说明:
[0009]图1为车载直流电机驱动芯片过流保护系统结构框图；
[0010]图2为车载直流电机驱动芯片过流保护系统电路原理图。
【具体实施方式】
[0011]在实际使用中，超出承受范围的负载电流往往是电机驱动芯片损坏的主要原因之一，虽然驱动芯片一般情况下也有自己的过流保护机制，但大都是根据大电流流过驱动芯片内部的MOS管所产生的热量来实施保护的，这样的保护机制是需要等到MOS管积攒足够的热量才能启动，缺乏即时性，而且这种“过热”的保护机制也会影响使用寿命。针对此种情况，本系统采用在驱动芯片外围另增加电流监测电路和过流响应电路，时时监测流过电机驱动芯片的电流大小，当电流超出设定的范围，过流响应电路启动，立即切断电机驱动芯片输入，切断电流，实现保护功能。
[0012]如图1所示，本系统的工作机制主要是通过串联在电机工作回路中的采样电阻来将回路中的电流信号转换成电压信号，再经过放大器将电流信号按一定倍数放大后输出给过流响应电路，过流响应电路判断当前输入信号是否超出本电路预设定的阀值，如超出则切断电机驱动芯片的输入信号，如不超出，则保持当前状态不变。
[0013]图2为涉及的主要器件有微控制器、车载电机驱动芯片BTS7810K、毫欧级电阻、双路运放LM2904、NPN三极管BC846B，二极管BAS21。
[0014]工作原理是当BTS 7810K工作时，工作电流流过串联在工作回路中毫欧级电阻(此处出于功率的考虑，使用3个2512封装的30毫欧电阻，所以整体上会表现为10毫欧阻抗)，这样该电阻两端会产生一个电压VI，该电压Vl经过运算放大器A放大后(此处放大倍数约为10倍)，得到电压V2，输出给另一路运算放大器B以及微控制器。当运算放大器B得到电压V2时，会和自身预设的参考电压Vref进行比较，若V2小于Vref时，运算放大器输入低电平，后级NPN三极管不导通，当V2大于Vref时，运算放大器会输出高电平，此高电平一面经过电容和二极管反馈到输入端将电压V2拉高，一面驱动后级NPN三极管导通;拉高的V2又使得运放B继续输出高电平，从而使运放B形成一个类似“自锁”状态，会一直输出高电平(注:V2的高电平可通过微控制器拉低，从而解除运放B的“自锁”状态)，确保了后级NPN三极管一直处于导通状态，而导通的三极管会将BTS7810K的输入切断，从而实现保护功能。
[0015]此保护系统电路简单，成本低廉，易于实现，能够在电机回路出现过电流时，第一时间切断驱动芯片的输入，能够很大程度上避免驱动芯片因过流而损坏。此外，本系统可移植性强，可用作其他驱动电路的保护系统，并不局限于车载电机驱动系统。
[0016]上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种车载直流电机驱动芯片过流保护系统，电源为电机驱动芯片和微控制器供电，微控制器输出控制信号至电机驱动芯片控制电机工作，其特征在于:所述电机的工作回路中串联有采样电阻，所述采样电阻将回路中的电流信号转换成电压信号，再经过放大器将电流信号放大后输出给过流响应电路，所述过流响应电路控制微控制器输送至电机驱动芯片信号的通断。2.根据权利要求1所述的车载直流电机驱动芯片过流保护系统，其特征在于:所述采样电阻的电压信号经过运算放大器A放大后输送至运算放大器B，所述运算放大器B输出电压信号至比较器B的负极，所述比较器B的正极接参考电压Vref信号，所述比较器B输出端接NPN型三极管Q5和三极管Q6的基极，所述三极管Q5和三极管Q6的发射极接地，集电极接电机驱动芯片信号输入端的电路上。3.根据权利要求1或2所述的车载直流电机驱动芯片过流保护系统，其特征在于:所述电机驱动芯片电源输出端旁接接地的采样电阻，所述的采样电阻由3个2512封装相互并联的30毫欧电阻构成。
【专利摘要】本实用新型揭示了一种车载直流电机驱动芯片过流保护系统，电源为电机驱动芯片和微控制器供电，微控制器输出控制信号至电机驱动芯片控制电机工作，所述电机的工作回路中串联有采样电阻，所述采样电阻将回路中的电流信号转换成电压信号，再经过放大器将电流信号放大后输出给过流响应电路，所述过流响应电路控制微控制器输送至电机驱动芯片信号的通断。本实用新型的优点在于具有非常高的即时性，从采样电阻采集到过流信号到过流响应电路稳定输出，整个系统的响应时间在10uS以内，这样就能够在很大程度上完善了电机驱动芯片的保护机制，提高使用可靠性。
【IPC分类】H02H3/087
【公开号】CN205178471
【申请号】CN201521072246
【发明人】陈泽坚
【申请人】埃泰克汽车电子(芜湖)有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月18日