CN103078294B - 无刷直流电机控制器过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电动机控制器设计技术，涉及对一种无刷直流电机控制器过流保护电路的改进。其特征在于，该过流保护电路由电流传感器N、比较器U1、放大器U2、二极管D、电容C1和电阻R1至R9组成。本发明过流保护的精确性高，能有效地抑制大尖峰电流高频干扰信号，防止误保护，保证了无刷直流电动机正常运行。
Description
技术领域
本发明属于电动机控制器设计技术，涉及对一种无刷直流电机控制器过流保护电路的改进。
背景技术
大多数无刷直流电动机都需要限制输出电流，防止起动或突然反转时过大电流引起功率开关损坏和电动机永磁体的去磁。电动机负载电流持续过大也是不允许的。因此，在无刷直流电动机控制电路中一般都设置了过电流保护采样电路。目前的一种无刷直流电动机控制器的过电流保护电路参见图1，它由电流传感器N、电阻R10以及电容C2组成。电流传感器N的正输入端I+与电源正极连接，电流传感器N的负输入端I-与无刷直流电机正电源输入端连接，电流传感器N的信号输出端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端接地，电容C2和电阻R10并联，电阻R10的一端是过电流保护电路的输出端Vio。这种电流保护电路的工作原理是：电流传感器N输入端检测直流母线电流的大小，电流传感器N的输出电流在电阻R10上产生电压，该电压经电容C2滤波后，形成采样电压Vio输出给后端电路。
上述电流保护电路的缺点是：电流过流保护的精度低，容易发生误保护。采用简单的电容滤波，由于电流高频干扰信号尖峰大，容易造成过流保护电路误保护，使无刷直流电动机不能正常运行。
发明内容
本发明的目的是：提出一种过流保护精确性高的无刷直流电机控制器过流保护电路，以保证无刷直流电动机正常运行。
本发明的技术方案是：无刷直流电机控制器过流保护电路，其特征在于，该过流保护电路由电流传感器N、比较器U1、放大器U2、二极管D、电容C1和电阻R1至R9组成；电阻R1的一端与电源-15V连接，电阻R1的另一端与比较器U1的反相输入端连接，电阻R2跨接在比较器U1的反相输入端和输出端之间，电流传感器N的正输入端I+与电源正极连接，电流传感器N的负输入端I-与无刷直流电机正电源输入端连接，电流传感器N的信号输出端分别与比较器U1的正相输入端和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，电阻R1和电阻R2的阻值相等；比较器U1的输出端串联电阻R4后与放大器U2的反相输入端连接，电阻R6连接在放大器U2的正相输入端和地之间，二极管D和电阻R5并联，二极管D的正极与放大器U2的反相输入端连接，二极管D的负极与放大器U2的输出端连接，电阻R5的阻值是电阻R4的5倍～10倍，电阻R4的阻值为5kΩ～10kΩ，电阻R7的一端与放大器U2的输出端连接，电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端及电阻R9的一端连接，电容C1的一端与电阻R8的另一端连接，电容C1的另一端与电阻R9的另一端连接后接地，电阻R8的另一端为过流保护电路的输出端Vio。
本发明的优点是：过流保护的精确性高，能有效地抑制大尖峰电流高频干扰信号，防止误保护，保证了无刷直流电动机正常运行。
附图说明
图1是目前的一种无刷直流电动机控制器的过电流保护电路的电原理图。
图2是本发明的电路原理图。
图3是本发明在无刷直流电动机控制器中的连接示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图2，无刷直流电机控制器过流保护电路，其特征在于，该过流保护电路由电流传感器N、比较器U1、放大器U2、二极管D、电容C1和电阻R1至R9组成；电阻R1的一端与电源-15V连接，电阻R1的另一端与比较器U1的反相输入端连接，电阻R2跨接在比较器U1的反相输入端和输出端之间，电流传感器N的正输入端I+与电源正极连接，电流传感器N的负输入端I-与无刷直流电机正电源输入端连接，电流传感器N的信号输出端分别与比较器U1的正相输入端和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，电阻R1和电阻R2的阻值相等；比较器U1的输出端串联电阻R4后与放大器U2的反相输入端连接，电阻R6连接在放大器U2的正相输入端和地之间，二极管D和电阻R5并联，二极管D的正极与放大器U2的反相输入端连接，二极管D的负极与放大器U2的输出端连接，电阻R5的阻值是电阻R4的5倍～10倍，电阻R4的阻值为5kΩ～10kΩ，电阻R7的一端与放大器U2的输出端连接，电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端及电阻R9的一端连接，电容C1的一端与电阻R8的另一端连接，电容C1的另一端与电阻R9的另一端连接后接地，电阻R8的另一端为过流保护电路的输出端Vio。
本发明的工作原理是：参见图3，无刷直流电机控制器过流保护电路的输入端检测直流母线电流（走线方向为从‘电源+’到‘电机+’），输出端采样电压Vio提供给后端的DSP（Digital Signal Processor）芯片，DSP内置的A/D转换接口将模拟电压信号Vio转换成数字电压信号后，通过DSP内部软件的综合处理，来控制无刷直流电机的运转。本过流保护电路工作原理见图2，电流传感器N的输出端电流在电阻R3上产生电压降，即在比较器U1的同相输入端产生电压值，根据运放的工作原理，比较器U1的反相输入端产生一个和同相输入端相当的电压值，那么电阻R1上即产生了电压降，由于电阻R2和电阻R1的阻值相等，那么电阻R2上的电压降和电阻R1的电压降相等，即在比较器U1的输出端产生一个电位；由于放大器U2的同相输入端电位为0，当比较器U1的输出端电位大于0时，电流从比较器U1的输出端流向电阻R4,由于二极管D的作用，使放大器U2的输出端电压被钳位在-0.7V（二极管压降）左右，即为低电平，电流保护电路的输出端Vio为低电平，无刷直流电机正常运转，当比较器U1的输出端电位小于0时，电流从电阻R4流向比较器U1的输出端,即从电阻R5流向电阻R4，二极管D失去作用，由于放大器U2的反相输入端电位为0，因此放大器U2的输出端产生正电位（高电平），该高电平经电阻R7、R9分压和电阻R8、电容C1滤波后，输出端Vio为高电平，无刷直流电机保护停转。由于输出端采用了RC滤波，可以有效地抑制大尖峰电流高频干扰信号，保证电机正常运转和保护。
本发明的一个实施例，电流传感器N采用LEM磁平衡式电流传感器LT108-S7，电阻R1和电阻R2的阻值为10kΩ，电阻R4的阻值为10kΩ，电阻R5的阻值为100kΩ。
Claims (1)
1.无刷直流电机控制器过流保护电路，其特征在于，该过流保护电路由电流传感器N、比较器U1、放大器U2、二极管D、电容C1和电阻R1至R9组成；电阻R1的一端与电源-15V连接，电阻R1的另一端与比较器U1的反相输入端连接，电阻R2跨接在比较器U1的反相输入端和输出端之间，电流传感器N的正输入端I+与电源正极连接，电流传感器N的负输入端I-与无刷直流电机正电源输入端连接，电流传感器N的信号输出端分别与比较器U1的正相输入端和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，电阻R1和电阻R2的阻值相等；比较器U1的输出端串联电阻R4后与放大器U2的反相输入端连接，电阻R6连接在放大器U2的正相输入端和地之间，二极管D和电阻R5并联，二极管D的正极与放大器U2的反相输入端连接，二极管D的负极与放大器U2的输出端连接，电阻R5的阻值是电阻R4的5倍～10倍，电阻R4的阻值为5kΩ～10kΩ，电阻R7的一端与放大器U2的输出端连接，电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端及电阻R9的一端连接，电容C1的一端与电阻R8的另一端连接，电容C1的另一端与电阻R9的另一端连接后接地，电阻R8的另一端为过流保护电路的输出端Vio。
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