CN204597461U - 一种无刷直流电机过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无刷直流电机过流保护电路，包括三相整流电路、两个分压电路、两个比较器电路。无刷直流电机过流保护电路中的三相整流电路接收三相电流信息，电流经过整流之后，经由后续的分压电路对电流进行转换，转换成电压进而作为后续比较电路的输入。两个比较器分别对一个正电压、一个负电压与给定电压进行比较。当系统无过流状态时，两个比较器均输出高电平，后续电路不动作；当出现过流情况时，两个比较器均会输出低电平，后续电路动作，采取措施，对电机和电路进行控制以保护电路。本实用新型通过硬件电路检测，及时作出过流判断、采取措施，以达到对电路更好的保护作用；结构简单、性能稳定、成本较低且准确性高。

Description

一种无刷直流电机过流保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种过流保护电路，特别是涉及一种无刷直流电机的过流保护电路。

背景技术

无刷直流电机经过长时间的发展，现在应用领域十分广泛，如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。在接下来相当长的时间里，无刷直流电机仍将继续发挥其不可忽视的作用。对于无刷直流电机的过流保护电路，其现有的控制策略多是采用软件进行电路控制，检测电路检测到过流信号之后通过软件识别、判断进而采取措施。但是这种采用软件控制的方式会出现响应不及时，延迟对电路的控制时间，进而可能会导致一些不必要的损失出现。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种无刷直流电机过流保护电路，通过硬件电路检测，及时作出过流判断、采取措施，以达到对电路更好的保护作用；结构简单、性能稳定、成本较低且准确性高。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案为：

一种无刷直流电机过流保护电路，包括三相整流电路、分压电路一、分压电路二、比较器电路一、比较器电路二，三相整流电路为二极管整流桥，二极管整流桥包括三个桥臂，直流电机相电流的三条相线分别连接于三个桥臂的中点，分压电路一包括第一电阻、第二电阻、第一电容，比较器电路一包括第一限流电阻、第二限流电阻、第一电压比较器、上拉电阻，第一限流电阻的一端连接给定正电压，第一限流电阻的另一端连接第一电压比较器的正相输入端，分压电路一的第一电阻的一端与二极管整流桥的负极输出端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第一电容的一端、第二限流电阻的一端同时连接，第二电阻的另一端、第一电容的另一端同时与第一电压比较器的电源负端、接地端连接，第二限流电阻的另一端连接第一电压比较器的反相输入端，第一电压比较器的电源正端连接正电源，第一电压比较器的电源负端与接地端连接并接地，第一电压比较器的输出端连接上拉电阻的一端，上拉电阻的另一端连接正电源，分压电路二包括第三电阻、第四电阻、第二电容，比较器电路二包括第三限流电阻、第四限流电阻、第二电压比较器，第四限流电阻的一端连接给定负电压，第四限流电阻的另一端连接第二电压比较器的反相输入端，分压电路二的第三电阻的一端连接二极管整流桥的正极输出端，第三电阻的另一端与第四电阻的一端、第二电容的一端、第三限流电阻的一端同时连接，第四电阻的另一端与第二电容的另一端共同接地，第三限流电阻的另一端与第二电压比较器的正相输入端连接，第二电压比较器的电源正端连接正电源，第二电压比较器的电源负端连接负电源，第二电压比较器的接地端接地，第一电压比较器的输出端连接第二电压比较器的输出端，第二电压比较器的输出端为ERROR信号输出端。

    第一电压比较器、第二电压比较器分别采用LM311电压比较器。

三相整流电路的各二极管分别采用IN4148二极管。

与现有技术相比，本实用新型的优点及有益效果有：

1、能够及时、有效地检测到过流信号并通过硬件电路的控制及时采取相应措施保护电路。

2、电路简单实用，稳定性好，降低故障率。

3、成本低廉，易于维护，市场应用广泛。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接结构示意图。

图2为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

    以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例：参见附图1、附图2，一种无刷直流电机过流保护电路，包括三相整流电路、分压电路一、分压电路二、比较器电路一、比较器电路二，三相整流电路为二极管整流桥，二极管整流桥包括三个桥臂，分别为第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂，第一桥臂包括串接的二极管D1、D4，第二桥臂包括串接的二极管D3、D6，第三桥臂包括串接的二极管D5、D2，直流电机相电流的三条相线分别连接于三个桥臂的中点，其连接为：相电流ia线与二极管D1的阳极和二极管D4的阴极相连，相电流ib线与二极管D3的阳极和二极管D6的阴极相连，相电流ic线与二极管D5的阳极和二极管D2的阴极相连。

分压电路一包括第一电阻R298、第二电阻R300、第一电容C106，比较器电路一包括第一限流电阻R31、第二限流电阻R32、LM311第一电压比较器U64、上拉电阻R294，电阻R31的一端接给定正电压信号+REF，电阻R31的另一端接比较器U64的2号管脚，二极管整流桥的负极输出端二极管D1、D3、D5的阴极与电阻R298的一端连接，电阻R298的另一端与电阻R300的一端、电容C106的一端、电阻R32的一端同时连接，电阻R300的另一端与电容C106的另一端同时与比较器U64的1号、4号管脚连接，电阻R32的另一端接比较器U64的3号管脚，比较器U64的5号、6号管脚相连，比较器U64的8号管脚接+15V电源，比较器U64的1号、4号管脚连接并接地，比较器U64的7号管脚接电阻R294的一端，电阻R294的另一端连接+15V电源。

分压电路二包括第三电阻R299、第四电阻R301、第二电容C107，比较器电路二包括第三限流电阻R33、第四限流电阻R34、LM311第二电压比较器U65，R34的一端连接给定负电压信号-REF，R34的另一端连接比较器U65的3号管脚，二极管整流桥的正极输出端二极管D2、D4、D6的阳极与电阻R299的一端连接，电阻R299的另一端与电阻R301的一端、电容C107的一端、电阻R33的一端同时连接，电阻R301的另一端与电容C107的另一端共同接地，电阻R33的另一端接比较器U65的2号管脚，比较器U65的8号管脚接+15V电源，比较器U65的4号管脚接-15V电源，比较器U65的5号、6号管脚相连，比较器U65的1号管脚接地，比较器U64的7号管脚连接比较器U65的7号管脚，比较器U65的7号管脚为ERROR信号输出端，即电阻R294的一端、比较器U64的7号管脚、比较器U65的7号管脚共同连接到ERROR。

    三相整流电路的各二极管分别采用IN4148二极管。

三相整流电路将从无刷直流电机中采集来的电流通过二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6进行整流，二极管不同时运作，具体运作视通电电流决定，使采集到的电流分别在后续的分压电路中进行分压运算；对三相当中流进来的电流经过二极管之后会到分压电路一；对三相当中流出去的电流经过二极管之后会到分压电路二。

分压电路，对分压电路一，电流通过电阻R298与电阻R300连接至接地点，由电流通过电阻时的压降可知R300两端的电压为：                                                。对分压电路二，电流通过电阻R299与电阻R301连接至接地点，由电流通过电阻时的压降可知R301两端的电压为：。

 比较电路，对比较电路一，通过比较LM311比较器U64的正向输入端2号管脚与反向输入端3号管脚两者输入电压的大小而决定比较器U64输出端7号管脚的输出电压。当<时，比较器U64输出高电平，ERROR为高电平，此时没有过流，后续电路不动作；当>时，比较器U64输出低电平，此时过流，ERROR为低电平，后续电路动作，采取措施。比较电路中比较器U64的正向输入端有给定电压，比较器U65的反向输入端有给定电压，以这两个电压作为基准电压与分压电路输出的电压进行比较、判断，进而控制比较器的输出。

比较器电路二的第二电压比较器U65的输出端根据比较电路的输出给出ERROR信号，使后续电路进行判断、动作，在有需要的情况下对电路进行及时、准确的控制，以达到保护电路的目的。

本实用新型的工作原理是：无刷直流电机正常运转的情况下，通过电流采集模块对其三相电流进行采集，作为无刷直流电机过流保护电路中的三相整流电路的输入。电流经过整流之后，经由后续的分压电路对电流进行转换，转换成电压进而作为后续比较电路的输入。两个比较器分别对一个正电压、一个负电压与给定电压进行比较。当系统无过流状态时，两个比较器均输出高电平，后续电路不动作；当出现过流情况时，两个比较器均会输出低电平，后续电路动作，采取措施，对电机和电路进行控制以保护电路。

Claims (3)

1.一种无刷直流电机过流保护电路，其特征在于：包括三相整流电路、分压电路一、分压电路二、比较器电路一、比较器电路二，三相整流电路为二极管整流桥，二极管整流桥包括三个桥臂，直流电机相电流的三条相线分别连接于三个桥臂的中点，分压电路一包括第一电阻、第二电阻、第一电容，比较器电路一包括第一限流电阻、第二限流电阻、第一电压比较器、上拉电阻，第一限流电阻的一端连接给定正电压，第一限流电阻的另一端连接第一电压比较器的正相输入端，分压电路一的第一电阻的一端与二极管整流桥的负极输出端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第一电容的一端、第二限流电阻的一端同时连接，第二电阻的另一端、第一电容的另一端同时与第一电压比较器的电源负端、接地端连接，第二限流电阻的另一端连接第一电压比较器的反相输入端，第一电压比较器的电源正端连接正电源，第一电压比较器的电源负端与接地端连接并接地，第一电压比较器的输出端连接上拉电阻的一端，上拉电阻的另一端连接正电源，分压电路二包括第三电阻、第四电阻、第二电容，比较器电路二包括第三限流电阻、第四限流电阻、第二电压比较器，第四限流电阻的一端连接给定负电压，第四限流电阻的另一端连接第二电压比较器的反相输入端，分压电路二的第三电阻的一端连接二极管整流桥的正极输出端，第三电阻的另一端与第四电阻的一端、第二电容的一端、第三限流电阻的一端同时连接，第四电阻的另一端与第二电容的另一端共同接地，第三限流电阻的另一端与第二电压比较器的正相输入端连接，第二电压比较器的电源正端连接正电源，第二电压比较器的电源负端连接负电源，第二电压比较器的接地端接地，第一电压比较器的输出端连接第二电压比较器的输出端，第二电压比较器的输出端为ERROR信号输出端。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机过流保护电路，其特征在于：第一电压比较器、第二电压比较器分别采用LM311电压比较器。

3.根据权利要求1或2所述的无刷直流电机过流保护电路，其特征在于：三相整流电路的各二极管分别采用IN4148二极管。