一种基于绞磨机的自我保护型电机驱动电路系统的制作方法

本发明涉及一种电机驱动的电路系统，具体是一种基于绞磨机的自我保护型电机驱动电路系统，属于绞磨机技术领域。

背景技术：

在输电线路杆塔施工和运行检修野外作业时，电力金具的吊装作业量很大，目前使用的起重设备主要为各种小型台式、中型坐式、大型拖拉机式内燃发动机机绞磨机。

一般而言，绞磨机包括装置主机、供电系统和遥控器。其中，装置主机主要由直流电动机、行星齿轮变速器和磨芯三部分组成。供电系统中主要是电池箱给起重装置提供动力源。遥控器连接主机界面的遥控接口后，通过上下键来控制起重装置的逆转和正传。

直流电机的驱动方式主要有两种：线性驱动方式和开关驱动方式。其中，线性驱动方式可看成一个数控电压源，该驱动方式优点是驱动电机的力矩纹波小，能够应用于对电机转速非常高的场合；该驱动方式缺点是通常结构复杂，成本高，尤其是需要提高驱动功率时，相应的电路成本将大幅度提升。

在大功率直流电机应用场合中，H桥驱动电路主要有两种。如图1所示，H桥的4个桥臂均使用N沟道增强型MOS管，如果使电机正转Q1和Q4应该导通，因此，K4电压应该高于Q4的源极电压，K1电压应该高于Q1的源极电压，由于Q1的源极电压近似等于VCC，因此就要求S1必须大于VCC+Vgs,大多电机的的源直接来至VCC，想得到比VCC更高的电位就必须升压，升压电路比降压电中转换效率通常会低。如图2所示，H桥的4个桥臂均使用P沟道增强型MOS管，想使得Q3和Q4良好的导通，必须得使用栅极电压低于-Vgs，这样电路控制电压得使用负压，负压往往我们也使用升压DC/DC得到，这样电源转换效率也相对较低，电源电路也相对较复杂。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在问题，本发明提供一种基于绞磨机的自我保护型电机驱动电路系统，该电路系统能够避免上述两种电路系统的缺陷，集合两种电路系统的优点，从而能够使得H桥驱动电路在大功率直流电机应用场合中，更加使用方便。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于绞磨机的自我保护型电机驱动电路系统，其特征在于，该电路系统包括H桥驱动电路和电机异常保护电路；

其中，所述H桥驱动电路同时使用P沟道增强型MOS管和N沟道增强型MOS管；

所述电机异常保护电路包括RC滤波电路、信号放大电路和采样电路；

所述H桥驱动电路串联电机异常保护电路。

进一步，所述H桥驱动电路包括下桥上的两个并联的P沟道增强型MOS管和上桥上的两个并联的N沟道增强型MOS管。

进一步，所述RC滤波器电路包括与信号放大器串联的电阻R4，以及与所述电阻R4并联的电容C2。

进一步，所述信号放大电路包括信号放大器以及与所述信号放大器串联的电容C1；所述信号放大器并联二极管D1，所述二极管D1与电容C2并联；并且，所述信号放大器、二极管D1和电容C2并联接地；与所述信号放大器串联的电容C1一端接入电路电压。

进一步，所述采样电路包括与所述信号放大器并联的采样器R3，所述采样器R3与信号放大器的电路支线并联接地。

本发明的有益效果是：该电路系统在电机运行时超出额定负载，或是电机长时间工作在超负荷的情况下，避免出现电机故障、断电或行星齿轮卡死等问题。并且该电路系统集合了P沟道增强型MOS管和N沟道增强型MOS管，通过保护电路能够有效解决大功率直流电机其中设备在使用过程中的正反转、刹车及连续调速，具有自我保护功能。

附图说明

图1为现有技术存在的H桥驱动方式示意图之一；

图2为现有技术存在的H桥驱动方式示意图之二；

图3为本发明的H桥驱动方式示意图；

图4为本发明的MOS管的并联电路示意图；

图5为本发明的整体电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图5所示：一种基于绞磨机的自我保护型电机驱动电路系统，该电路系统包括H桥驱动电路和电机异常保护电路；

其中，所述H桥驱动电路同时使用P沟道增强型MOS管和N沟道增强型MOS管；

所述电机异常保护电路包括RC滤波电路、信号放大电路和采样电路；

所述H桥驱动电路串联电机异常保护电路。

如图3和图4所示：所述H桥驱动电路包括下桥上的两个并联的P沟道增强型MOS管和上桥上的两个并联的N沟道增强型MOS管。

在大功率驱动实际应用中，单颗MOS管提供不了需要的大电流，此时我们需要把多颗MOS管并联起来应用，这样很大的电流由多颗MOS管来分担，单颗MOS管承担的电流就比较小了，确保了器件安全稳定地工作。但是如果应用不当，也会使多颗并联的MOS管电流不均衡，甚至损坏某颗MOS管使系统崩溃。根据MOS管的温度曲线能够得出MOS管的内阻的温度特性是随温度的升高内阻也增大，如果在并联过程中由于某种原因(比如RDSON比较低，电流路径比较短等)导致某颗MOS管的电流比较大，这颗MOS管会发热比较严重，内阻会升高比较多，电流就会降下来，由此可以分析出MOS管有自动均流的特性而易于并联。MOS管理论上可以由N颗并联，实际MOS管并联多了容易引起走线很长，分布电感电容加大，对于高频电路工作产生不利的影响。如图4所示，图中，R1,R3,R5为栅极极驱动电阻，每个MOS管都由独立的栅极驱动电阻隔离驱动，主要是可以防止各个MOS管的寄生振荡，起到阻尼的作用。栅极极驱动电阻的取值十分关键，最值过小就起不到防止各个MOS管的寄生振荡的作用，如果取值大了，开关速度会变慢，由于每个MOS管的结电容会有细微的不同，结果取值过大还会导致各个MOS管的导通速度相差比较大，所以栅极极驱动电阻在能够防止各个MOS管的寄生振荡的情况下尽量小到可以满足开关速度。

所述RC滤波器电路包括与信号放大器串联的电阻R4，以及与所述电阻R4并联的电容C2。所述信号放大电路包括信号放大器(MAX4372)以及与所述信号放大器串联的电容C1；所述信号放大器并联二极管D1，所述二极管D1与电容C2并联；并且，所述信号放大器、二极管D1和电容C2并联接地；与所述信号放大器串联的电容C1一端接入电路电压。所述采样电路包括与所述信号放大器并联的采样器R3，所述采样器R3与信号放大器的电路支线并联接地。

如图5所示，R4，C2组成RC滤波电路，滤波后的信号ADSI送给处理器进行AD采样，在实际应用中，为将低R3(采样器)上的发热，一般提高U1放大倍数，选择较小的采样电阻。为使测量准确，首先电源的纹波要尽量的小，线路板电源电路部分布线一定要注意。同时在测量算法上也很重要。在实际应用中，一但测量到电机发生电流异常时，先要作出预警，同时提高采样速率，进一步的比较判断如果继续异常，作出报警。报警发生后驱动电路将控制电机的运行状态来对电机进行保护。对于提高电机功率通过下桥臂的N沟道增强型MOS管和上桥臂的P沟道增强型MOS管，控制Q1和Q3保证电机M的正转，控制你给Q2和Q4保证电机M的反转，并且在电路中获取的电压较低但电源转换率很高，同时电源电路简单。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。