CN101997301A - 一种低压大功率电机的启动保护电路 - Google Patents

一种低压大功率电机的启动保护电路 Download PDF

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孙晓东
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许晓华
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Abstract

本发明公开了一种低压大功率电机的启动保护电路，包括微处理单元、启动电阻控制单元、电机驱动单元以及电流检测单元，所述启动电阻控制单元用于限制电机的启动电流，所述微处理单元通过电机驱动单元连接电机，并通过调节电机驱动单元输入的占空比控制电机转速，所述微处理单元根据电流检测单元的检测信号控制电机电路的最大电流；是一种结合软启动与串电阻启的优点，反应迅速、可靠性强的保护电路。

Description

一种低压大功率电机的启动保护电路
技术领域
本发明属于电路设计技术领域，尤其涉及一种低压大功率电机的启动保护电路。
背景技术
低压大功率电机的在启动时，采用低压等级，一次通过电流就很大，目前对于该种电机通常采用软启动或串电阻启动两种保护措施。由于低压大功率电机启动时的电流大，会在电阻上产生热损耗使控制器局部温度快速升高，同时功率电阻体积过于庞大；在低电压、大电流、大功率情况下启动电机时，PWM占空比调节不宜过快。采用目前的保护措施，无论是软启动还是串电阻启动都不能同时兼顾电机启动的快速性、热损耗及过热保护等多项保护任务，因而有必要提出一种更为有效的保护电路，可以同时兼顾低压大功率电机启动时的多项保护任务。
发明内容
本发明所要解决的问题就是提供一种低压大功率电机的启动保护电路，结合软启动与串电阻启的优点，反应迅速、可靠性强。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种低压大功率电机的启动保护电路，其特征在于：包括微处理单元、启动电阻控制单元、电机驱动单元以及电流检测单元，所述启动电阻控制单元用于限制电机的启动电流，所述微处理单元通过电机驱动单元连接电机，并通过调节电机驱动单元输入的占空比控制电机转速，所述微处理单元根据电流检测单元的检测信号控制电机电路的最大电流。
进一步的，所述电机驱动单元包括PWM驱动信号单元与驱动电路。
进一步的，所述启动电阻控制单元包括功率电阻、并联在功率电阻上的功率管，所述微处理单元通过供电单元驱动功率管导通，在功率管关断状态下，功率电阻接入电机电路，在功率管导通状态下，功率电阻被短接。
进一步的，所述供电单元由两个三极管构成。
进一步的，所述功率电阻串联在电机电源的正极端。
进一步的，所述功率管采用NMOS功率管IRFB3207。
进一步的，所述微处理单元为升压芯片MAX5028。
本发明的有益效果：采用串电阻启动后可靠性高、反应速度快，同时结合软启动的优点，功率电阻阻值可减小一倍，通过串接功率电阻与电机电源PWM调节相结合的方法，使电机启动过程一直处于大电流且又小于电机极限电流的状态，既保护了电机又使得电机启动性能大大提升。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明的工作原理框图；
图2为本发明的电路元件连接示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明为一种低压大功率电机的启动保护电路，包括微处理单元1、启动电阻控制单元4、电机驱动单元以及电流检测单元6，所述启动电阻控制单元4用于限制电机5的启动电流，所述微处理单元1通过电机驱动单元连接电机5，并通过调节电机驱动单元输入的占空比控制电机5转速，所述微处理单元1根据电流检测单元6的检测信号控制电机电路的最大电流。
电机驱动单元包括PWM驱动信号单元2与驱动电路3；启动电阻控制单元4包括功率电阻R、并联在功率电阻R上的功率管Q2，所述微处理单元1通过供电单元驱动功率管Q2导通，当功率管Q2关断时，功率电阻R接入电机电路限制启动电流，当电机5转速达到一定数值时功率管Q2导通，功率电阻R被短接，功率管Q2采用NMOS功率管IRFB3207，导通内阻小于10毫欧，导通压降远小于一般继电器，使电压主要降在电机线圈上。供电单元由两个三极管Q1构成；功率电阻R的阻值与功率应根据电机线圈的极限电流来选择，能保证电机转速为零且PWM占空比为50％时电机处于安全电流条件下；由于在大电流状态下功率电阻R的分压很大，为了保证电机电路上桥MOSFET正常工作，功率电阻R串联在电机5电源的正极端，微处理单元1采用升压芯片MAX5028，该升压芯片提供35V电压给两个三极管Q1供电，以驱动功率管Q2导通。
启动电机时，在电机驱动单元PWM占空比设为50％的条件下接入功率电阻R；随着PWM占空比加大，电机转速提高，电流检测单元6同时保证电机电路在安全电流下工作；在电机转速趋于稳定时，升压芯片MAX5028提供35V电压给两个三极管Q1供电，驱动功率管Q2导通，功率电阻R被短接，调节电机驱动单元的PWM占空比使电机稳定运行。上述实施方式只是本发明的其中一种实施例，并不对本发明的保护范围构成限制，本领域技术人员可以根据图1中所示原理图作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (7)

1.一种低压大功率电机的启动保护电路，其特征在于：包括微处理单元(1)、启动电阻控制单元(4)、电机驱动单元以及电流检测单元(6)，所述启动电阻控制单元(4)用于限制电机(5)的启动电流，所述微处理单元(1)通过电机驱动单元连接电机(5)，并通过调节电机驱动单元输入的占空比控制电机(5)转速，所述微处理单元(1)根据电流检测单元(6)的检测信号控制电机电路的最大电流。
2.根据权利要求1所述的一种低压大功率电机的启动保护电路，其特征在于：所述电机驱动单元包括PWM驱动信号单元(2)与驱动电路(3)。
3.根据权利要求2所述的一种低压大功率电机的启动保护电路，其特征在于：所述启动电阻控制单元(4)包括功率电阻(R)、并联在功率电阻(R)上的功率管(Q2)，所述微处理单元(1)通过供电单元驱动功率管(Q2)导通，在功率管(Q2)关断状态下，功率电阻(R)接入电机电路，在功率管(Q2)导通状态下，功率电阻(R)被短接。
4.根据权利要求3所述的一种低压大功率电机的启动保护电路，其特征在于：所述供电单元由两个三极管(Q1)构成。
5.根据权利要求3所述的一种低压大功率电机的启动保护电路，其特征在于：所述功率电阻(R)串联在电机电源的正极端。
6.根据权利要求3或5所述的一种低压大功率电机的启动保护电路，其特征在于：所述功率管(Q2)采用NMOS功率管IRFB3207。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种低压大功率电机的启动保护电路，其特征在于：所述微处理单元(1)为升压芯片MAX5028。
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