[發(fā)明專利]一種具有熱保護功能的直流電機控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310126577.2
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN103208780A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 毛靖;姚成華
• 申請（專利權）人: 蘇州歐泰克電子科技有限公司
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

?本發(fā)明屬于直流電機控制領域，具體涉及一種用于避免直流電機工作過程中熱事件發(fā)生的新型電機控制電路。

背景技術

?隨著科學技術的發(fā)展，電機在人們的生活中應用的越來越廣泛，并且越來越多地出現(xiàn)在人們的交通工具中，如電動自行車、電動輪椅、電動三輪車甚至電動汽車中。因此，對電機的控制變得越來越重要，一方面電機的控制效果直接決定了系統(tǒng)的性能，比如乘坐此類交通工具時人們的舒適度問題，更重要的是電機的控制決定著此類系統(tǒng)的安全性。由于電機的控制往往是大電流控制，因此產(chǎn)生的熱量也非常多，從而進一步影響部件及系統(tǒng)的安全性，這一點在汽車電子類產(chǎn)品方面尤為突出。眾周所知，汽車電子類產(chǎn)品所使用的電子技術雖然并非是當下最前沿的，但它一定是當下最為安全的技術之一。直流電機的控制電路出于安全考慮一般都采用高端驅(qū)動的功率型MOSFET（場效應管）來控制電機的運轉(zhuǎn)，由于MOSFET（場效應管）不是理想的開關，它仍然存在一定的阻抗，在一定的環(huán)境條件下，這些電機控制單元中可能出現(xiàn)滲入一些臟水的情況，而這些臟水可能導致電路產(chǎn)生短路。在實際的應用中已經(jīng)有這樣的例子，極端情況下電控單元可能會由于這些熱量的堆積而自燃，并且最終導致整個電機系統(tǒng)燃燒。經(jīng)過分析可以知道，這種情況是由于驅(qū)動電機的MOSFET（場效應管）柵漏極短路而造成的。通常，在電控單元正常運行的情況下，如果一旦發(fā)生上述情況，由于電機控制電路均設有相應的監(jiān)控，因此控制系統(tǒng)一般能夠及時提醒用戶維修，從而可以避免造成更嚴重的后果。然而，實踐證明，在有些應用場合，在電子控制單元系統(tǒng)沒有運行的情況下，由于柵漏極產(chǎn)生短路，電機仍可以得電運行，由于該種情況下是在控制器的主處理器沒有通電的情況下發(fā)生的，系統(tǒng)自然無法提醒用戶進行相應處理，如果此時的電機電流值無法引起過流保險絲熔斷，電機將持續(xù)運行，當熱量積累到一定程度時，仍然會發(fā)生過熱而發(fā)生自燃現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在MOSFET（場效應管）柵漏極出現(xiàn)短路的情況下自動調(diào)整場效應管的控制電壓，使得該電壓低于開啟值，從而保證電機不會產(chǎn)生自行運轉(zhuǎn)情況，從而避免自燃等事件的發(fā)生。本發(fā)明采用的技術方案是：

一種具有熱保護功能的直流電機控制電路，包括短路電阻1、柵極驅(qū)動限流電阻2、柵漏極TVS保護管3、柵源極TVS保護管4、電機控制開關5、直流電機6、限流保險絲7、汽車電池8，在場效應管驅(qū)動器的柵漏極添加一個智能電壓限制模塊9。

所述智能電壓限制模塊包括整流二極管D3、NPN&PNP集成三極管Q2、PNP三極管Q3、電阻R3、電阻R4，電壓監(jiān)控端MON3，集成三極管Q2的PNP基極與PNP三極管Q3發(fā)射極相連，集成三極管Q2的PNP發(fā)射極與電機控制開關Q1相連，電機控制開關Q1與直流電機Motor相連，Q1的前端和后端分別有一個電壓采樣點MON1和MON2，二極管D3、NPN和PNP組成的集成三極管Q2、三極管Q3和限流電阻R3組成的限壓保護電路，在發(fā)生熱事件時，由集成三極管Q2、三極管Q3、限流電阻R3組成的電路可以將電機控制開關Q1的控制電壓限定在2個二極管的結電壓的大小，從而可靠關斷Q1，避免熱事件發(fā)生。

本發(fā)明的有益技術效果是：有利于防止故障部件冒煙，或在熱事件中出現(xiàn)脫焊，方案實現(xiàn)方法簡單，而且有別于常用的熱保護方法，控制回路可以直接進行回流焊，不發(fā)生特殊組裝費用，低功耗和電壓降，支持直流電子電路，適合用于苛刻的環(huán)境條件(汽車和工業(yè)應用)，綠色環(huán)保的設計。

附圖說明

圖1是通用直流電機控制回路示意圖。

圖2是本發(fā)明直流電機控制回路示意圖。

其中1、短路電阻?；?2、柵極驅(qū)動限流電阻；??3、柵漏極TVS保護管?；4、柵源極TVS保護管?；?5、電機控制開關?；?6、直流電機?；?7、限流保險絲?；?8、汽車電池?；9、智能電壓限制模塊；?10、整流二極管D3；?11、?NPN&PNP集成三極管Q2?；12、PNP三極管Q3?；?13、電阻R3；14、電阻R4；15、電壓監(jiān)控端MON3。

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實施方式

實施例1