一种导管控制器及其电机异常识别电路和血管内超声系统的制作方法

本技术涉及电子设备，特别是涉及一种导管控制器及其电机异常识别电路和血管内超声系统。

背景技术：

1、血管内超声(intravenous ultrasound，ivus)的应用场景限制换能器为单阵元结构，为获得一段区间内血管横截面图像，换能器存在着轴向旋转及横向回撤运动。导管控制器是实现换能器运动的组件，直流有刷电机因为能效高、控制特性曲线好、启动转矩大，同时具备一定的超载能力的特性，在导管控制器存在广泛应用。导管控制器实际应用中存在着：旋转轴某一位置导管折弯过小、回撤方向某一区域阻力增大等情况，一定程度下导管控制器的pid(proportional integral derivative，比例积分和微分)控制逻辑通过增加控制电压可以克服并适应该场景，但若阻力较大持续时间较长，则为异常状态，控制器若无法有效识别该状态，绕组电流长时间偏大，可能会造成直流有刷电机本身或者控制电路的损坏。

2、目前，电机运动异常识别保护方法有两种：一种是在电机驱动电路中串联一个采样电阻，adc(analog to digital converter，模数转换器)实时采集电阻两端的电压，根据工作电流的特性判断电机是否工作异常；另一种是添加传感器如编码器，根据传感器变化特性判断电机是否工作异常。这两种方式都需要设置单片机或fpga(field programmablegate array，现场可编辑逻辑门阵列)等逻辑判断器件，且第二种方案还需要设置外部传感器，硬件成本较高，并且由于导管控制器内空间位置紧凑，硬件器件布局难度较高，不利于产品的小型化发展。

3、鉴于此，如何提供一种设计简单、成本较低的导管控制器及其电机异常识别电路及血管内超声系统成为本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型实施例的目的是提供一种导管控制器及其电机异常识别电路和血管内超声系统，能够降低设备成本，且方便在导管控制器内进行布局，利于产品的小型化发展。

2、为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种导管控制器的电机异常识别电路，包括：采样电路、电压比较模组和逻辑判断电路，其中：

3、所述采样电路的输入端与电机连接、输出端与所述电压比较模组的输入端连接，用于对所述电机的电流进行采样，输出采样电压；所述电压比较模组的输出端与所述逻辑判断电路的输入端连接，用于基于所述采样电压与基准电压的比较结果输出目标电平；所述逻辑判断电路的输出端与控制模组连接，用于在所述目标电平的持续时长达到自身的响应时间时，输出高电平至所述控制模组，以便所述控制模组基于所述高电平关闭所述电机。

4、可选的，所述电压比较模组包括基准电路和电压比较电路；其中，所述基准电路与所述电压比较电路的基准端连接，用于为所述电压比较电路提供基准电压；所述电压比较电路的输入端作为所述电压比较模组的输入端，所述电压比较电路的输出端作为所述电压比较模组的输出端；所述电压比较电路，用于将所述采样电压与所述基准电压进行比较，在所述采样电压大于所述基准电压的情况下输出目标电平。

5、可选的，还包括差分放大电路，所述差分放大电路的输入端与采样电路的输出端连接、所述差分放大电路的输出端与所述电压比较电路的输入端连接；

6、所述差分放大电路，用于对所述采样电压进行差分放大，并输出放大后的差分电压；

7、所述电压比较电路，用于将所述差分电压与所述基准电压进行比较，在所述差分电压大于所述基准电压的情况下输出目标电平。

8、可选的，所述采样电路包括采样电阻；所述采样电阻的第一端与所述电机连接，所述采样电阻与所述电机的共同连接点作为所述采样电路的第一输出端，所述采样电阻的第二端作为所述采样电路的第二输出端，且接地。

9、可选的，所述差分放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容和运算放大器；所述第一电阻的第一端作为所述差分放大电路的第一输入端与所述采样电路的第一输出端连接，所述第二电阻的第一端作为所述差分放大电路的第二输入端与所述采样电路的第二输出端连接，所述第二电阻的第二端同时与所述第一电容的第一端、所述第四电阻的第一端和所述运算放大器的反相输入端连接，所述第一电容的第二端同时与所述第一电阻的第二端、所述第三电阻的第一端、所述运算放大器的同相输入端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述运算放大器的输出端与所述第四电阻的第二端连接，所述运算放大器与所述第四电阻的共同连接点作为所述差分放大电路的输出端。

10、可选的，所述基准电路包括第五电阻和第六电阻；所述第五电阻的第一端接供电电压、第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第五电阻与所述第六电阻的共同连接点作为所述基准电路的输出端；所述第六电阻的第二端接地。

11、可选的，所述电压比较电路包括电压比较器；所述电压比较器的反相输入端与所述基准电路的输出端连接，所述电压比较器的同相输入端与所述差分放大电路的输出端连接，所述电压比较器的输出端作为所述电压比较电路的输出端；所述目标电平为高电平。

12、可选的，所述电压比较电路包括电压比较器；所述电压比较器的同相输入端与所述基准电路的输出端连接，所述电压比较器的反相输入端与所述差分放大电路的输出端连接，所述电压比较器的输出端作为所述电压比较电路的输出端；所述目标电平为低电平。

13、可选的，所述逻辑判断电路包括第七电阻和第二电容；所述第七电阻的第一端作为所述逻辑判断电路的输入端，所述第七电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第七电阻与所述第二电容的共同连接点作为所述逻辑判断电路的输出端，所述第二电容的第二端接地。

14、可选的，所述控制模组包括控制电路和驱动电路；所述控制电路的输入端作为所述控制模组的输入端，所述控制电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端作为所述控制模组的输出端；

15、所述逻辑判断电路的输出端用于与所述驱动电路的输入端连接，或者用于与所述控制电路的输入端连接。

16、本实用新型实施例还提供了一种导管控制器，包括控制模组、与所述控制模组连接的电机，以及如上述所述的导管控制器的电机异常识别电路。

17、本实用新型实施例还提供了一种血管内超声系统，包括如上述所述的导管控制器。

18、本实用新型实施例提供了一种导管控制器及其电机异常识别电路及血管内超声系统，该电路包括：采样电路、电压比较模组和逻辑判断电路，采样电路用于对电机的电流进行采样，输出采样电压；电压比较模组的输出端与逻辑判断电路的输入端连接，用于基于采样电压与基准电压的比较结果输出目标电平；逻辑判断电路的输出端用于在目标电平的持续时长达到自身的响应时间时，输出高电平至控制模组，以便控制模组基于高电平关闭电机。

19、可见，本实用新型实施例中通过采样电路对电机的电流进行采样，将采用电压输出至电压比较模组，电压比较模组对采样电压和基准电压进行比较，并基于比较结果输出目标电平至逻辑判断电路，逻辑判断电路具有自身的响应时间，在电压比较电路输出的目标电平的持续时间达到该响应时间时输出高电平，表示电机运行状态异常，控制模块会基于该高电平关闭电机；本实用新型实施例中通过简单的电路结构就能够实现对电机运行异常状态的识别，无需设置逻辑判断器件或传感器等硬件，降低设备成本，且方便在导管控制器内进行布局，利于产品的小型化发展。