[發明專利]直流無刷電機驅動保護電路

在審

• 申請號: 202310498428.2
• 申請日: 2023-05-05
• 公開（公告）號: CN116505483A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 楊明亮;李師輪;葛悅;田得可;馮宇
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08;H02H7/09;H02H9/04;H02P6/24;H02P29/024
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

1.直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，包括依次連接的母線電壓采集電路，運放跟隨電路、模數轉換模塊、MCU處理器模塊、制動信號隔離電路和驅動保護電路；所述母線電壓采集電路和所述驅動保護電路均與電機供電電源端連接；

母線電壓經所述母線電壓采集電路分壓后接入所述運放跟隨電路，經所述運放跟隨電路隔離后的電壓通過所述模數轉換模塊轉換成數字量送入所述MCU處理器模塊中，與預先設定的電壓保護閾值進行比較；若采集到的母線電壓≤電壓保護閾值，表明母線電壓正常，所述MCU處理器模塊不發出制動信號，所述制動信號隔離電路輸出高電平，所述驅動保護電路不運行；若采集到的母線電壓＞電壓保護閾值，表明母線電壓過高，所述MCU處理器模塊向所述制動信號隔離電路發出制動信號，所述制動信號隔離電路輸出低電平，所述驅動保護電路運行，使過高的母線電壓迅速釋放，直至母線電壓恢復到正常值，所述MCU處理器模塊不再發出制動信號。

2.如權利要求1所述的直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，所述母線電壓采集電路包括第一電阻R1、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第二電容C2和第一二極管D1；第一電阻R1一端與電機供電電源端相連接，另一端與第三電阻R3一端相連接；第三電阻R3另一端與第一二極管D1的陽極連接；第一二極管D1的陰極與MCU處理器模塊供電電源端線連接；第五電阻R5與第二電容C2并聯后，一端與參考地相連，另一端與第一二極管D1的陽極連接；第四電阻R4一端與第一二極管D1的陽極連接，另一端連接運放跟隨電路。

3.如權利要求2所述的直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，第一電阻R1、第三電阻R3和第五電阻R5均采用可調電阻，根據預先設定的電壓保護閾值選取阻值。

4.如權利要求1所述的直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，模數轉換模塊采用獨立的AD轉換器芯片或者使用包含在MCU處理器模塊內部集成的AD轉換器。

5.如權利要求1所述的直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，所述運放跟隨電路包括第二電阻R2、第一電容C1、第六電阻R6及運算放大器OP1；第二電阻R2與第一電容C1并聯后，一端與模擬供電電源端連接，另一端與運算放大器OP1供電電源正端連接；運算放大器OP1供電電源負端與參考地連接；第六電阻R6一端與運算放大器OP1反相輸入端連接，另一端與運算放大器OP1信號輸出端連接；運算放大器OP1同相輸入端與母線電壓采集電路連接。

6.如權利要求5所述的直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，運算放大器OP1采用單電源供電、軌至軌輸出的運算放大器。

7.如權利要求5所述的直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，所述模數轉換模塊一端與運算放大器OP1的信號輸出端連接，另一端與MCU處理器模塊的制動信號端口連接。

8.如權利要求1所述的直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，所述制動信號隔離電路包括光電耦合器V1、第八電阻R8和第九電阻R9；光電耦合器V1第1引腳與MCU處理器模塊的制動信號端口連接；第九電阻R9一端與光電耦合器V1第2引腳連接，另一端與參考地相連；光電耦合器V1第3引腳與參考地相連；第八電阻R8一端與模擬供電電源端連接，另一端與光電耦合器V1第4引腳連接。

9.如權利要求7所述的直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，光電耦合器V1采用圖騰輸出型高速光電耦合器。

10.如權利要求1所述的直流無刷電機驅動保護電路，其特征在于，所述驅動保護電路包括三極管Q1、NMOS管Q2、第七電阻R7、第三電容C3、第二二極管D2及制動電阻RZ1；三極管Q1基極與制動信號隔離電路連接；第七電阻R7一端與模擬供電電源端連接，另一端與三極管Q1集電極連接；三極管Q1發射極與參考地相連；第三電容C3一端與三極管Q1集電極連接，另一端與參考地相連；NMOS管Q2柵極與三極管Q1集電極連接；第二二極管D2陰極與電機供電電源端相連，第二二極管D2陽極與NMOS管Q2漏極連接；制動電阻RZ1一端與電機供電電源端連接，另一端與NMOS管Q2漏極連接；NMOS管Q2源極與參考地相連。