CN105552848A - 过热保护电路及电机控制装置 - Google Patents

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吴文贤
赵瑞平
黄志飞
李立
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Abstract

本发明提供了一种过热保护电路及电机控制装置。根据本发明的过热保护电路，包括：分压电路，分压电路的第一端用于与功率模块的温度信号输出引脚连接，分压电路的第二端接地；开关电路，开关电路的输入端与分压电路的分压输出端连接，开关电路的输出端用于与主控芯片的故障检测引脚连接。本发明通过设置分压电路和开关电路，开关电路的输入端与分压电路的分压输出端连接，可以使不具备过热保护功能的功率模块实现了过热保护，而且通过调节分压电路，可以灵活设置过热保护的触发温度值，从而满足不同电机和工况的需求，使得电机控制装置适用范围更广。

Description

过热保护电路及电机控制装置
技术领域
本发明涉及电机控制领域，具体而言，涉及一种过热保护电路及电机控制装置。
背景技术
现有技术中，目前无刷直流电机过热保护大部分主要依靠IPM内部保护电路实现。目前使用的IPM中，部分IPM自身已含有过热保护电路，当IPM内部温度检测电路检测到温度达到预定值(如：150℃)时，IPM内部功率器件IGBT会自动关断，同时，IPM会输出一个故障信号FO给到主控芯片，主控芯片接收到故障信号后，关断6路PWM信号，实现整个过热保护过程。但是，也有一些IPM自身没有过热保护功能。这类IPM会根据检测到不同的温度而输出不同的电压值，当发生过热时，IPM不会自动关断内部MOSFET，也没有故障信号输出。因此，当这类IPM与专用芯片配合时，必须要借助外部电路才能实现过热保护功能。
另外，自身含有过热保护电路的IPM由于保护温度值已设定，没法调节，某些IPM过热保护点设定过高，当触发过热保护时，其它元器件和电机绕组温度有可能已经超过其所能承受的温度范围。因此，这一类IPM并不能通用于所有的无刷直流电机控制器。只根据温度值输出一个电压信号的IPM可以通过调节外部电路而改变过热保护的温度阀值，因此，设计者可以根据不同的应用环境调节不同的过热保护温度。
发明内容
本发明旨在提供一种适用范围更广的过热保护电路及电机控制装置。
本发明提供了一种过热保护电路，包括：分压电路，分压电路的第一端用于与功率模块的温度信号输出引脚连接，分压电路的第二端接地；开关电路，开关电路的输入端与分压电路的分压输出端连接，开关电路的输出端用于与主控芯片的故障检测引脚连接。
进一步地，开关电路包括相互串联的第一开关器件和第二开关器件，其中，第一开关器件的输入端与分压电路的分压输出端连接，第二开关器件的输出端用于与主控芯片的故障检测引脚连接。
进一步地，第一开关器件为第一三极管，其中，第一三极管的基极与分压电路的分压输出端连接，第一三极管的集电极连接上拉电源，第一三极管的发射极接地；第二开关器件为第二三极管，其中，第二三极管的基极与第一三极管的集电极连接，第二三极管的集电极用于与主控芯片的故障检测引脚连接，第二三极管的发射极接地。
进一步地，开关电路还包括第二电容，第二电容的两端分别与第二三极管的集电极和发射极连接。
进一步地，分压电路包括相互串联的第一分压电阻和第二分压电阻，其中，分压输出端连接在第一分压电阻和第二分压电阻之间。
进一步地，分压电路还包括与第二分压电阻并联的第一电容。
进一步地，第一分压电阻和第二分压电阻为可调电阻。
本发明还提供了一种电机控制装置，包括功率模块和主控芯片，电机控制装置还包括前述的过热保护电路，过热保护电路的输入端与功率模块的温度信号输出引脚连接，过热保护电路的输出端与主控芯片的故障检测引脚连接。
根据本发明的过热保护电路及电机控制装置，通过设置分压电路和开关电路，开关电路的输入端与分压电路的分压输出端连接，可以使不具备过热保护功能的功率模块实现了过热保护，而且通过调节分压电路，可以灵活设置过热保护的触发温度值，从而满足不同电机和工况的需求，使得电机控制装置适用范围更广。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的过热保护电路的原理示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，根据本发明的过热保护电路，包括：分压电路，分压电路的第一端用于与功率模块的温度信号输出引脚连接，分压电路的第二端接地；开关电路，开关电路的输入端与分压电路的分压输出端连接，开关电路的输出端用于与主控芯片的故障检测引脚连接。本发明通过设置分压电路和开关电路，开关电路的输入端与分压电路的分压输出端连接，可以使不具备过热保护功能的功率模块实现了过热保护，而且通过调节分压电路，可以灵活设置过热保护的触发温度值。
结合图1所示来具体说明本发明的过热保护电路。在图1中，VTS端口与功率模块温度信号输出引脚连接，功率模块可根据检测到的温度输出电压信号，电压幅值与温度呈线性关系，随着温度升高，输出电压也会递增。F/S与主控芯片故障检测引脚连接。当主控芯片检测到F/S为高电平时，关断6路PWM驱动信号输出；当主控芯片检测到F/S为低电平时，恢复6路PWM驱动信号输出。
更具体地，开关电路包括相互串联的第一开关器件和第二开关器件，在图1中，第一开关器件和第二开关器件采用三极管。开关器件也可以采用其他具有开关特性的元器件，如mos管等。分压电路中包括两个分压电阻R1和R2，电阻R1、R2通过分压来控制三极管Q1的开关状态，三极管Q1开通，则发生过热保护；Q1关断，则释放过热保护。由于VTS是一个随着温度变化而变化的电压信号，所以可以通过改变R1、R2的阻值来设定过热保护的触发温度值，进而实现不同温度保护。
在本发明中，三极管Q2同时可起到电平转换的作用，根据主控芯片引脚的实际应用电平，可灵活的将F/S端拉到3.3V、5V或者其它的电压。
优选地，结合图1所示，本发明的过热保护电路还包括两个滤波电容C1、C2。其中，电容C1为前端滤波，防止温度信号受干扰，导致三极管Q1误开通；C2为主控芯片输入端滤波，防止受干扰信号影响，导致主控芯片误动作。
结合1来说明本发明过热保护电路的具体工作原理，当无刷直流电机超负荷运行时，功率模块的温度会越来越高，其引脚输出电压也会越来越高，即VTS端口电压越来越高。当VTS电压通过电阻R1、R2分压后达到三极管Q1的导通电压(一般为0.6V左右)时，三极管Q1开通，三极管Q2输入变为低电平，Q2关断，端口F/S由低电平转变为高电平；主控芯片检测到F/S端口为高电平后，关断6路PWM驱动信号输出，电机停止运行，实现了过热保护。
当功率模块温度降低后，VTS端口电压降低，通过电阻R1、R2分压后不能再使三极管Q1开通，即Q1关断，从而Q2开通，端口F/S从高电平转变为低电平，主控芯片检测到F/S端口为低电平后，恢复6路PWM驱动信号输出，电机恢复运行，过热保护释放。
本发明还提供了一种电机控制装置，包括功率模块和主控芯片，电机控制装置还包括前述的过热保护电路，过热保护电路的输入端与功率模块的温度信号输出引脚连接，过热保护电路的输出端与主控芯片的故障检测引脚连接，从而实现电机的过热保护，而且通过分压电路的两个分压电路的阻值设计，可以灵活设置过热保护触发温度值，满足不同电机和工况的需求。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、本发明的过热保护电路可针对不具备过热保护功能的功率模块实现了过热保护；
2、本发明的过热保护电路可以通过改变电阻R1、R2的阻值可灵活设置过热保护的触发温度值；
3、本发明的过热保护电路可以通过三极管Q2电平转换作用，可应用于更多不同工作电压的主控芯片。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种过热保护电路，其特征在于，包括：
分压电路，所述分压电路的第一端用于与功率模块的温度信号输出引脚连接，所述分压电路的第二端接地；
开关电路，所述开关电路的输入端与所述分压电路的分压输出端连接，所述开关电路的输出端用于与主控芯片的故障检测引脚连接。
2.根据权利要求1所述的过热保护电路，其特征在于，
所述开关电路包括相互串联的第一开关器件和第二开关器件，其中，第一开关器件的输入端与所述分压电路的分压输出端连接，所述第二开关器件的输出端用于与主控芯片的故障检测引脚连接。
3.根据权利要求2所述的过热保护电路，其特征在于，
所述第一开关器件为第一三极管，其中，所述第一三极管的基极与所述分压电路的分压输出端连接，所述第一三极管的集电极连接上拉电源，所述第一三极管的发射极接地；
所述第二开关器件为第二三极管，其中，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的集电极用于与主控芯片的故障检测引脚连接，所述第二三极管的发射极接地。
4.根据权利要求3所述的过热保护电路，其特征在于，
所述开关电路还包括第二电容，所述第二电容的两端分别与所述第二三极管的集电极和发射极连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的过热保护电路，其特征在于，
所述分压电路包括相互串联的第一分压电阻和第二分压电阻，其中，所述分压输出端连接在所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间。
6.根据权利要求5所述的过热保护电路，其特征在于，
所述分压电路还包括与所述第二分压电阻并联的第一电容。
7.根据权利要求5所述的过热保护电路，其特征在于，
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻为可调电阻。
8.一种电机控制装置，包括功率模块和主控芯片，其特征在于，所述电机控制装置还包括权利要求1至7中任一项所述的过热保护电路，所述过热保护电路的输入端与所述功率模块的温度信号输出引脚连接，所述过热保护电路的输出端与主控芯片的故障检测引脚连接。
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