一种无刷直流电机用的过载和过流保护装置的制造方法
【专利摘要】一种无刷直流电机用的过载和过流保护装置，属于电机控制技术领域。第一开关元件的控制端连接第四电阻，第二开关元件的控制端连接第三电阻，第三开关元件的控制端连接第十电阻，第四开关元件的控制端连接第十二电阻，第一开关元件和第二开关元件的一端输出连接直流无刷电机的一端，第三开关元件和第四开关元件的一端输出连接直流无刷电机的另一端，第一开关元件和第二开关元件的另一端输出连接电源V,第三开关元件和第四开关元件的另一端输出连接检流电阻。本实用新型可实现无刷直流电机的过载和过流保护。
【专利说明】
一种无刷直流电机用的过载和过流保护装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种无刷直流电机用的过载和过流保护装置，属于电机控制技术领域。
【背景技术】
[0002]电机作为工业领域主要的动力来源，经常受到各种负载冲击和复杂工况的考验，所以经常会出现过载、过电流的现象，以致电机烧毁，为克服上述现象，传统的交流电机常采用热继电器和温度继电器等电器元件进行保护，但均存在误差大、反应慢的问题。在现代的技术中有采用单片机和运放组合进行过流或过载的保护方法，使用该方法能解决传统电器元件的误差大、反应慢的问题，但同时存在系统过于复杂，过载信号采样较长，保护动作较慢，而且很难在兼顾过载和过流保护的条件下，实现电机输出最大化，并且可靠工作的要求。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种无刷直流电机用的过载和过流保护装置，以实现无刷直流电机得到有效的过载和过流保护的条件下，实现电机输出最大化，并且可靠工作的要求。
[0004]—种无刷直流电机用的过载和过流保护装置，第一开关元件的控制端连接第四电阻，第二开关元件的控制端连接第三电阻，第三开关元件的控制端连接第十电阻，第四开关元件的控制端连接第十二电阻，第一开关元件和第二开关元件的一端输出连接直流无刷电机的一端，第三开关元件和第四开关元件的一端输出连接直流无刷电机的另一端，第一开关元件和第二开关元件的另一端输出连接电源V，第三开关元件和第四开关元件的另一端输出连接检流电阻，第一电阻连接第二电阻和第一电容，第一电容的另一端和第二电阻的另一端连接第二电容，第一二极管与第二电容并联，第一二极管、第二电容的一端连接第一芯片的输入端，第三电容与第六电阻并联后，第三电容、第六电阻和第五电阻的一端连接第一芯片的另一输入端，第五电阻的另一端连接检流电阻，检流电阻的另一端连接第四电容和第一芯片的输出端，第五电容与第^ 电阻并联后，第五电容与第^ 电阻和第八电阻的一端连接第二芯片的另一输入端，第十三电阻和第六电容的一端连接控制芯片的第四脚端口，第六电容的另一端连接第七电容、第八电容和控制芯片的第七脚端口，第八电容的另一端连接控制芯片的第八脚端口，第七电容的另一端连接控制芯片的第九脚端口，控制芯片的第一脚端口连接第四电阻的另一端，控制芯片的第二脚端口连接第三电阻的另一端，控制芯片的第二十脚端口连接第十电阻的另一端，控制芯片的十九脚端口连接第十二电阻的另一端，控制芯片的十一脚端口连接第二芯片的输出端，控制芯片的十二脚端口连接第一芯片的输出端。
[0005]电流检测电路能将流过直流无刷电机定子的电流转换为对应的电信号，并传到比较电路，接着比较电路对电流检测电路送来的电流信号分别和两个预设的基准电压值进行比较，并输出过流信号和过载信号到控制电路，再接着控制电路根据比较电路送来的过流信号和过载信号制定相应的控制策略，从而实现无刷直流电机得到有效的过载和过流保护的条件下，实现电机输出最大化，并且可靠工作的要求。
[0006]与现有技术相比，本实用新型的突出优点是:通过电流检测电路、比较电路和控制电路便可实现无刷直流电机的过载和过流保护，而且电流检测电路、比较电路均为模拟电路，所以电路的反应速度和可靠性均比采用控制芯片的电路好;控制电路只需对比较电路的过流信号和过载信号进行简单的判断和计数便可制定相应的控制策略，而不需进行复杂的A/D转换或积分运算，从而使控制更简单和可靠。
【附图说明】
[0007]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，如图其中:
[0008]图1为本实用新型的结构框图。
[0009]图2为本实用新型的桥式驱动电路图。
[0010]图3为本实用新型的电流检测电路和比较电路图。
[0011]图4为本实用新型的控制电路图。
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
【具体实施方式】
[0013]显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实新型的保护范围。
[0014]实施例1:一种无刷直流电机用的过载和过流保护装置，如图1所示，包括:电源电路1、驱动电路2、控制电路3、直流无刷电机4、电流检测电路5和比较电路6。
[0015]其中，电源电路1:用于给驱动电路2、电流检测电路5、比较电路6和控制电路3提供工作所需电压；
[0016]驱动电路2:根据控制电路3输出的控制信号来控制直流无刷电机4的定子电流；
[0017]控制电路3:根据过流信号、过载信号和转子位置信号来制定相应的控制策略，并输出对应的控制信号；
[0018]电流检测电路5:将流经电机定子线圈的电流值按一定比例转换为电信号，并送给比较电路6;
[0019]比较电路6:比较电流检测电路5提供的电信号和基准电路的电信号，并输出相应的控制信号；
[0020]如图2、图3和图4所示，一种无刷直流电机用的过载和过流保护装置，
[0021]第一开关元件Ql的控制端连接第四电阻R4，第二Q2开关元件的控制端连接第三电阻R3，第三Q3开关元件的控制端连接第十电阻R10，第四Q4开关元件的控制端连接第十二电阻R12，第一开关元件Ql和第二 Q2开关元件的一端输出连接直流无刷电机4的一端，第三Q3开关元件和第四Q4开关元件的一端输出连接直流无刷电机4的另一端，第一开关元件Ql和第二 Q2开关元件的另一端输出连接电源VCC，第三Q3开关元件和第四Q4开关元件的另一端输出连接检流电阻R7，
[0022]第一电阻Rl连接第二电阻R2和第一电容Cl，第一电容Cl的另一端和第二电阻R2的另一端连接第二电容C2，第一二极管Dl与第二电容C2并联，第一二极管D1、第二电容C2的一端连接第一芯片UlA的输入端，第三电容C3与第六电阻R6并联后，第三电容C3、第六电阻R6和第五电阻R5的一端连接第一芯片UlA的另一输入端，第五电阻R5的另一端连接检流电阻R7，检流电阻R7的另一端连接第四电容C4和第一芯片UlA的输出端，
[0023]第五电容C5与第^^一电阻Rll并联后，第五电容C5与第^^一电阻Rll和第八电阻R8的一端连接第二芯片UlB的另一输入端，
[0024]第十三电阻R13和第六电容C6的一端连接控制芯片U2的第四脚端口，第六电容C6的另一端连接第七电容C7、第八电容C8和控制芯片U2的第七脚端口，第八电容C8的另一端连接控制芯片U2的第八脚端口，第七电容C7的另一端连接控制芯片U2的第九脚端口，
[0025 ]控制芯片U2的第一脚端口连接第四电阻R4的另一端，
[0026]控制芯片U2的第二脚端口连接第三电阻R3的另一端，
[0027]控制芯片U2的第二十脚端口连接第十电阻RlO的另一端，
[0028]控制芯片U2的十九脚端口连接第十二电阻R12的另一端，
[0029]控制芯片U2的^^一脚端口连接第二芯片UlB的输出端，控制芯片U2的十二脚端口连接第一芯片UlA的输出端。
[0030]工作过程为:桥式驱动电路的第一开关元件Q1、第二Q2开关元件、第三Q3开关元件和第四Q4开关元件将根据控制芯片U2所提供的控制信号而工作，从而控制无刷直流电机定子线圈电流的大小和方向，同时流经电机定子线圈的电流也流经检流电阻R7，从而把电流的变化转换为电压的变化，
[0031]接着该电压信号经过第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl、第二电容C2组成的电流检测电路后，送到由第一芯片U1A、第二芯片UlB为核心组成的比较电路，电流信号在这里分别和预先设定的过流电压值和过载电压值进行比较和放大后，得到过流信号、过载信号，最后，控制芯片U2根据过流信号、过载信号和转子位置信号来制定相应的控制策略，其中过流信号直接连接控制芯片U2的刹车保护端，即控制芯片U2的11脚为高电平，则立刻关闭第一开关元件Ql/第三Q3开关元件两个开关元件，从而使电机定子线圈不再有电流流过，从而避免电机因过流而烧毁定子线圈或驱动电路；
[0032]当出现过载信号时，控制芯片U2不会马上关闭第一开关元件Ql/第三Q3开关元件两个开关元件，而是在记录过载信号出现的次数和持续的时间，当单位时间内出现过载信号出现的次数超过限定值或单位时间内持续过载信号的时间超过限定值时，才会关闭第一开关元件Ql/第三Q3开关元件两个开关元件，使用这种控制方式，可以一方面保护电机，不会因为长时间过载而烧毁，另一方面则可以充分发挥电机的性能一发挥电机瞬间过载能力。
[0033]综上所述，本实用新型充分实现无刷直流电机得到有效的过载和过流保护的条件下，实现电机输出最大化，并且可靠工作的要求。
[0034]上述【具体实施方式】、工作原理和对应附图均为本实用新型的较佳实施方案而已，但不能被理解为限制了本实用新型的范围，任何在本实用新型的权利要求基础上的改动都是本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种无刷直流电机用的过载和过流保护装置，其特征在于: 第一开关元件的控制端连接第四电阻，第二开关元件的控制端连接第三电阻，第三开关元件的控制端连接第十电阻，第四开关元件的控制端连接第十二电阻，第一开关元件和第二开关元件的一端输出连接直流无刷电机的一端，第三开关元件和第四开关元件的一端输出连接直流无刷电机的另一端，第一开关元件和第二开关元件的另一端输出连接电源V，第三开关元件和第四开关元件的另一端输出连接检流电阻，第一电阻连接第二电阻和第一电容，第一电容的另一端和第二电阻的另一端连接第二电容，第一二极管与第二电容并联，第一二极管、第二电容的一端连接第一芯片的输入端，第三电容与第六电阻并联后，第三电容、第六电阻和第五电阻的一端连接第一芯片的另一输入端，第五电阻的另一端连接检流电阻，检流电阻的另一端连接第四电容和第一芯片的输出端，第五电容与第十一电阻并联后，第五电容与第十一电阻和第八电阻的一端连接第二芯片的另一输入端，第十三电阻和第六电容的一端连接控制芯片的第四脚端口，第六电容的另一端连接第七电容、第八电容和控制芯片的第七脚端口，第八电容的另一端连接控制芯片的第八脚端口，第七电容的另一端连接控制芯片的第九脚端口，控制芯片的第一脚端口连接第四电阻的另一端，控制芯片的第二脚端口连接第三电阻的另一端，控制芯片的第二十脚端口连接第十电阻的另一端，控制芯片的十九脚端口连接第十二电阻的另一端，控制芯片的十一脚端口连接第二芯片的输出端，控制芯片的十二脚端口连接第一芯片的输出端。
【文档编号】H02H7/085GK205595765SQ201620355854
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】吴智武
【申请人】吴智武