[發(fā)明專利]直流無刷電機驅(qū)動保護電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310498428.2
• 申請日: 2023-05-05
• 公開（公告）號: CN116505483A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊明亮;李師輪;葛悅;田得可;馮宇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)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

本發(fā)明的直流無刷電機驅(qū)動保護電路包括依次連接的母線電壓采集電路，運放跟隨電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、MCU處理器模塊、制動信號隔離電路和驅(qū)動保護電路；母線電壓采集電路和驅(qū)動保護電路均與電機供電電源端連接；母線電壓經(jīng)母線電壓采集電路分壓后接入運放跟隨電路，隔離后的電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入MCU處理器模塊中，與預(yù)先設(shè)定的電壓保護閾值進行比較；若母線電壓≤電壓保護閾值，MCU處理器模塊不發(fā)出制動信號，制動信號隔離電路輸出高電平，驅(qū)動保護電路不運行；若母線電壓＞電壓保護閾值，MCU處理器模塊發(fā)出制動信號，制動信號隔離電路輸出低電平，驅(qū)動保護電路運行，使過高的母線電壓迅速釋放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流無刷電機驅(qū)動保護電路。

背景技術(shù)

直流無刷電機由于無需電刷來換相，擁有動態(tài)響應(yīng)快，控制簡單、可靠性高、壽命長等優(yōu)勢，在各領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。直流無刷電機在轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生反電動勢，反電動勢與電機轉(zhuǎn)速成正比。因此在高轉(zhuǎn)速、驅(qū)動控制異常導(dǎo)致飛車以及較大外力意外牽引電機轉(zhuǎn)動等工況下，會形成過高的反電動勢反串到整個母線相關(guān)的供電系統(tǒng)。

直流無刷電機的驅(qū)動電路大部分采用集成芯片來實現(xiàn)，如果出現(xiàn)上述高反電動勢的情況，會降低驅(qū)動電路的性能，或者影響驅(qū)動電路中核心芯片的功能或核心芯片的壽命，如果不能快速有效的作出保護動作，就可能造成電機驅(qū)動電路永久損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種直流無刷電機驅(qū)動保護電路，能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電壓保護閾值，精準的、快速的泄放掉反電動勢，使母線工作電壓在正常范圍內(nèi)，達到保護整個驅(qū)動電路的目的。

為了達到上述的目的，本發(fā)明提供一種直流無刷電機驅(qū)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(shù)轉(zhuǎn)換模塊、MCU處理器模塊、制動信號隔離電路和驅(qū)動保護電路；所述母線電壓采集電路和所述驅(qū)動保護電路均與電機供電電源端連接；母線電壓經(jīng)所述母線電壓采集電路分壓后接入所述運放跟隨電路，經(jīng)所述運放跟隨電路隔離后的電壓通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入所述MCU處理器模塊中，與預(yù)先設(shè)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(fā)出制動信號，所述制動信號隔離電路輸出高電平，所述驅(qū)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(fā)出制動信號，所述制動信號隔離電路輸出低電平，所述驅(qū)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(fù)到正常值，所述MCU處理器模塊不再發(fā)出制動信號。

所述直流無刷電機驅(qū)動保護電路，其中，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(lián)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。

所述直流無刷電機驅(qū)動保護電路，其中，第一電阻R1、第三電阻R3和第五電阻R5均采用可調(diào)電阻，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電壓保護閾值選取阻值。

所述直流無刷電機驅(qū)動保護電路，其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用獨立的AD轉(zhuǎn)換器芯片或者使用包含在MCU處理器模塊內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器。

所述直流無刷電機驅(qū)動保護電路，其中，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(lián)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。