[發明專利]無電流傳感器車用直流有刷電機保護裝置及方法

在審

• 申請號: 201710072317.X
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106711948A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 鄭巖;田輝;龐學文;陳樹星;趙彬;寧甲奎;馬艷
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08;H02P29/028;H02P29/60
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 王淑秋

技術領域

本發明涉及一種無電流傳感器車用的直流有刷電機保護裝置及方法，特別適用于轎車及微車AMT變速器電機驅動的控制系統，

背景技術

目前控制系統電機的安全保護措施主要有:(1)硬件電路具有電流傳感器，采集電機的輸出電流；(2)根據控制的輸出指令及目標的控制情況計算電機的輸出電流。以上二種方式都存在著一定的優缺點，第一種方式采集信息較準確，但增加硬件成本、增加生產工藝難度及增加失效風險；第二種方法成本低，但對于電流的計算不準確，無法實時準確的計算出電流值。

中國專利公報公開了《一種直流有刷電機的保護電路》(申請號：201180002051.2；公開日：2013.05.15)、《直流有刷電機的過流保護電路》(申請號：201120192484.6；公開日：2012.01.04)、《直流有刷電機的過流保護裝置》(申請號：200810162280.0；公開日：2009.04.22)、《一種基于電流跟蹤的直流有刷電機堵轉保護裝置及方法》(申請號：201410422807.4公開日：2014.12.24)。這些電路及方法都是對電機本體的保護，沒有提出對控制器的電路及線束進行保護。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種無電流傳感器車用直流有刷電機保護裝置及方法，該裝置電路結構簡單、響應速度快，可靠性強、可實現對電機電流的監測，根據對電流及溫度的限制從而保護電機及整個機構系統。

為了解決上述技術問題，本發明的無電流傳感器車用直流有刷電機保護裝置包括電流采集電路，隔離放大電路，電機控制與保護電路；所述電流采集電路的兩個輸入端分別連接電機H橋控制電路中場效應管開關T1的漏極和源極，電流采集電路的輸出連接隔離放大電路的輸入，隔離放大電路的輸出連接電機控制與保護電路的輸入，電機控制與保護電路的輸出連接到場效應管開關T1的柵極。

電流采集電路用于采集場效應管開關漏極與源極之間的電壓，采集的電壓經過隔離放大電路放大后輸入到電機控制與保護電路；電機控制與保護電路對輸入信號進行計算處理得到流經場效應管開關的電流并將其與電流限值表中當前占空比對應的反饋電流限值進行比對，根據比對結果確定電機驅動系統是否存在故障及故障類型，根據故障類型對電機采取保護措施。

所述電流采集電路包括第一分壓電阻R1和第二分壓電阻R2；第一分壓電阻R1連接在場效應管開關T1的源極與隔離放大電路的一個輸入端之間，第二分壓電阻R2連接在場效應管開關T1的漏極與隔離放大電路的另一個輸入端之間；其作用是使采集的電壓能夠在隔離放大電路可接收的范圍內。

所述的電流采集電路還包括第一濾波電路RC1和第二濾波電路RC2；第一濾波電路RC1連接在第一分壓電阻R1與隔離放大電路的一個輸入端之間，第二濾波電路RC2連接在第二分壓電阻R2與隔離放大電路的另一個輸入端之間，用于對采集的電壓進行平滑濾波。

所述的隔離放大電路包括第一跟隨器AMP1、第一差分放大比例電阻R7、第二跟隨器AMP2、第二差分放大比例電阻R8、電壓放大器AMP3；第一濾波電路RC1、第一跟隨器AMP1、第一差分放大比例電阻R7依次連接，第二濾波電路RC2、第二跟隨器AMP2、第二差分放大比例電阻R8依次連接；第一差分放大比例電阻R7、第二差分放大比例電阻R8的另一端分別連接到電壓放大器AMP3的正端和負端。

所述的隔離放大電路還包括第一分壓電阻R9、第二分壓電阻R10；第一分壓電阻R9和第二分壓電阻R10串接于參考直流電源與地之間，并且第一分壓電阻R9與第二分壓電阻R10的公共節點連接到電壓放大器AMP3的正端；用于分壓以提升整體電壓，避免電阻出現因誤差帶來正端小于負端現象。

所述隔離放大電路還包括連接于電壓放大器AMP3輸出端與電機控制與保護電路之間的限流電阻R12。

所述電機控制與保護電路采用單片機，單片機的輸出連接到場效應管開關T1的柵極。

所述電機控制與保護電路還包括環境溫度傳感器，環境溫度傳感器貼合在場效應管開關T1上。

所述電機控制與保護電路還可以由積分放大電路、參考電壓電路和比較器構成；所述隔離放大電路的輸出端連接到積分放大電路的輸入，積分放大電路的輸出連接到比較器的負端，參考電壓電路的輸出連接到比較器的正端；比較器的輸出連接到場效應管開關的柵極。