CN106655961B - 一种正反转电机电路的安全保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的所述逻辑处理电路由第一与门、或非门、第二与门、及第三与门组成，所述第一与门的输入端设有两个，分别为正转信号输入端及反转信号输入端，所述第一与门的输出端连接所述或非门的一个输入端，所述第二与门设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门输出端，另一个输入端连接所述正转信号输入端，所述第三与门也设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门输出端，另一个输入端连接所述反转信号输入端，所述第二与门的输出端与所述第三与门的输出端分别与所述电机驱动电路的输入端连接；所述电流检测电路的另一端与所述逻辑处理电路的输入端连接为控制信号，当控制信号或者正反转信号乱套时，所述逻辑处理电路输出信号为零，使得所述电机驱动电路输入为零，从而起到了保护电机的作用。
Description
技术领域
本发明涉及电机驱动电路领域，特别是涉及一种正反转电机电路的安全保护电路。
背景技术
在使用晶体管与场效应管控制的电机正反电路中，经常会出现电机过流过载而烧坏驱动管与烧焦pcb电路板的现象，特别是在正反控制电路的开发与调试控制的初级阶段，或因软件调试不当与硬件电路参数设计不当，更容易烧坏正反转驱动电路。
因此，有必要设计一种新的正反转电机电路，以克服上述问题。
发明内容
针对背景技术所面临的问题，本发明的目的在于提供一种正反转电机电路的安全保护电路，它由逻辑处理电路、电机驱动电路、与电流检测电路组成。当逻辑处理电路及电流检测电路的信号端都完全正确时，输出信号给所述电机驱动电路，完成电机的正反转换，当逻辑处理电路及电机驱动电路的信号端中有一信号不正确时，所述正反转电机电路的安全保护电路关断输出，从而解决了正反控制电路的开发与调试控制的初级阶段，或因软件调试不当与硬件电路参数设计不当，容易烧坏正反转驱动电路的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：一种正反转电机电路的安全保护电路，其包括：一逻辑处理电路；一电机驱动电路，所述电机驱动电路的输入端与所述逻辑处理电路的输出端连接，所述电机驱动电路的输出端用于与一电机连接；一电流检测电路，用于检测所述电机驱动电路的电流强度，所述电流检测电路一端与所述电机驱动电路连接，另一端与所述逻辑处理电路的输入端连接；所述逻辑处理电路由第一与门、或非门、第二与门及第三与门组成，所述第一与门的输入端设有两个，分别为正转信号输入端及反转信号输入端，所述第一与门的输出端连接所述或非门的一个输入端，所述第二与门设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门输出端，另一个输入端连接所述正转信号输入端，所述第三与门也设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门U1输出端，另一个输入端连接所述反转信号输入端，所述第二与门的输出端与所述第三与门的输出端分别与所述电机驱动电路的输入端连接。
作为上述方案的进一步改进，包括所述电机驱动电路包括一第一电路部，所述第一电路部设有一个第一场效应管、一个第二场效应管及一个晶体三极管，所述第二与门的输出端通过串联一第一电阻与所述晶体三极管的基极连接，所述第一场效应管的栅极通过一第二电阻与所述晶体三极管的集电极连接，所述第一场效应管的源极用于与一电源连接。所述第二场效应管的栅极通过串联一第三电阻与所述第三与门的输出端连接，所述第二场效应管的源极与所述电流检测电路连接，所述第二场效应管的漏极与所述第一场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的漏极与所述第一场效应管的漏极都与所述第一电路部的输出端连接。所述电机驱动电路包括一第二电路部，所述第二电路部与所述第一电路部并联。所述第二电路部包括一个第三场效应管、一个第四场效应管及一个晶体三极管，所述晶体三极管的基极通过串联一第四电阻与所述第三与门的输出端连接，所述晶体三极管的集电极通过一第五电阻与所述第三场效应管的栅极连接。所述第四场效应管的栅极通过串联一第六电阻与所述第二与门的输出端连接，所述第四场效应管的源极与所述电流检测电路连接，所述第四场效应管的漏极与所述第三场效应管的漏极连接，且都与所述第二电路部的输出端连接。所述第一场效应管的型号与所述第三场效应管的型号都是SUD19P06-60L，所述第二场效应管的型号与所述第四场效应管的型号都是SUD23N6-31L。所述第一电阻的阻值与所述第四电阻的阻值都是2K欧姆，所述第二电阻的阻值与所述第五电阻的阻值都是4.7K欧姆，所述第三电阻的阻值与所述第六电阻的阻值都是1K欧姆。所述电流检测电路包括一线性霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器设有一输入端用于与所述第二场效应管的源极及所述第四场效应管的源极连接。所述霍尔电流传感器的型号为ACS712-20。
与现有技术相比，本发明的所述逻辑处理电路由第一与门、或非门、第二与门、及第三与门组成，所述第一与门的输入端设有两个，分别为正转信号输入端及反转信号输入端，所述第一与门的输出端连接所述或非门的一个输入端，所述第二与门设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门输出端，另一个输入端连接所述正转信号输入端，所述第三与门也设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门输出端，另一个输入端连接所述反转信号输入端，所述第二与门的输出端与所述第三与门的输出端分别与所述电机驱动电路的输入端连接；所述电流检测电路的另一端与所述逻辑处理电路的输入端连接为控制信号，当控制信号或者正反转信号乱套时，所述逻辑处理电路输出信号为零，使得所述电机驱动电路输入为零，从而起到了保护电机的作用。
附图说明
图1为本发明的逻辑处理电路的原理框图；
图2为本发明的电机驱动电路的原理框图；
图3为本发明的电流检测电路的原理框图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。
如图1至图3所示，本发明的正反转电机电路的安全保护电路，其包括：一逻辑处理电路、一电机驱动电路，所述电机驱动电路的输入端与所述逻辑处理电路的输出端连接，所述电机驱动电路的输出端用于与一电机连接。一电流检测电路，用于检测所述电机驱动电路的电流强度，所述电流检测电路一端与所述电机驱动电路连接，另一端与所述逻辑处理电路的输入端连接。
如图1至图3所示，所述逻辑处理电路由第一与门U2-A、或非门U1-A、第二与门U2-B及第三与门U2-C组成。所述第一与门U2-A的输入端设有两个，分别为正转信号输入端及反转信号输入端。所述或非门U1-A与所述第一与门U2-A连接，所述第一与门U2-A的输出端连接所述或非门U1-A的一个输入端。所述或非门U1-A的输出端与所述第二与门U2-B连接，所述第二与门U2-B设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门U1-A输出端，另一个输入端连接所述正转信号输入端。所述第三与门U2-C也设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门U1-A的输出端，另一个输入端连接所述反转信号输入端，所述第二与门U2-B的输出端A1与所述第三与门U2-C的输出端B1分别与所述电机驱动电路的输入端连接。
如图1至图3所示，所述电机驱动电路包括一第一电路部，所述第一电路部设有一个第一场效应管Q1、一个第二场效应管Q3及一个晶体三极管，所述第二与门U2-B的输出端A1通过串联一第一电阻R4与所述晶体三极管的基极连接，所述第一场效应管Q1的栅极通过一第二电阻R5与所述晶体三极管的集极连接，所述第一场效应管Q1的源极用于与一电源连接。所述第二场效应管Q3的栅极通过串联一第三电阻R3与所述第三与门U2-C的输出端B1连接，所述第二场效应管Q3的源极与所述电流检测电路连接，所述第二场效应管Q3的漏极与所述第一场效应管Q1的漏极连接，所述第二场效应管Q3的漏极与所述第一场效应管Q1的漏极都与所述第一电路部的输出端OUT2连接。
如图1至图3所示，所述电机驱动电路包括一第二电路部，所述第二电路部与所述第一电路部并联。所述第二电路部包括一个第三场效应管Q4、一个第四场效应管Q6及一个晶体三极管，所述晶体三极管的基极通过串联一第四电阻R8与所述第三与门U2-C的输出端B1连接，所述晶体三极管的集电极通过一第五电阻R9与所述第三场效应管Q4的栅极连接。所述第四场效应管Q6的栅极通过串联一第六电阻R7与所述第二与门U2-B的输出端A1连接，所述第四场效管Q6的源极与所述电流检测电路连接，所述第四场效应管Q6的漏极与所述第三场效应管Q4的漏极连接，且都与所述第二电路部的输出端OUT1连接。所述第一场效应管Q1的型号与所述第三场效应管Q4的型号都是SUD19P06-60L（该型号可以根据电机的功率电流需要更换），所述第二场效应管Q3的型号与所述第四场效应管Q6的型号都是SUD23N6-31L（该型号可以根据电机的功率电流需要更换）。所述第一电阻R4的阻值与所述第四电阻R8的阻值都是2K欧姆，所述第二电阻R5的阻值与所述第五电阻R9的阻值都是4.7K欧姆，所述第三电阻R3的阻值与所述第六电阻R7的阻值都是1K欧姆。所述晶体三极管的型号为8050。
如图1至图3所示，所述电流检测电路包括一线性霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器设有一输入端用于与所述第二场效应管Q3的源极及所述第四场效应管Q6的源极连接。所述霍尔电流传感器的型号为ACS712-20，所述霍尔电流传感器的IP1及IP2与所述第二场效应管Q3的源极、所述第四场效应管Q6的源极连接。
当所述正反转电机电路的安全保护电路一开始启动时，假设所述正转信号输入端输入高电平1时，所述反转信号输入端输入低电平0时表示所述电机正转，此时所述正转信号输入端的信号及所述反转信号输入端的信号属于正确信号，则第一与门U2-A的输出信号为低电平0，而所述电流检测电路的电流为零，则或非门U1-A的两个输入端的输入信号都为低电平，使得所述或非门U1-A输出信号为高电平；所述第二与门U2-B的两个输入端的信号都为高电平，则所述第二与门U2-B的输出信号为高电平；而所述反转信号输入信号为低电平0，则所述第三与门U2-C的输出信号为低电平，使得所述第三场效应管Q4及所述第二场效应管Q3不导通，从而此时所述第一电路部的输出端OUT1输出为0。所述第二与门U2-B的输出信号为高电平使得所述第一场效应管Q1、与所述第一场效应管Q6导通，此时所述第二电路部的输出端OUT2输出为1，使得所述电机驱动电路的输出电压(OUT2-OUT1)为正值使得所述电机正转。所述第二电路部导通同时使得所述第四场效应管Q6的源极向所述霍尔电流传感器输入电流，从而使得所述电流检测电路输出高电平值，所述电流检测电路输出高电值，经U5转换成稳定的低电平0，进入所述或非门U1-A的输入端。又如假设所述正转信号输入端输入低电平0时，所述反转信号输入端输入高电平1时表示所述电机反转，此时所述正转信号输入端的信号及所述反转信号输入端的信号属于正确信号，则第一与门U2-A的输出信号为低电平0，而所述电流检测电路的输出电平为零，则或非门U1-A的两个输入端的输入信号都为低电平，使得所述或非门U1-A输出信号为高电平。所述反转信号输入信号为高电平1，则所述第三与门U2-C的输出信号为高电平，使得所述第二场效应管Q3、与所述第三场效应管Q4导通，从而此时所述第一电路部的输出端OUT1输出为1。而所述第二与门U2-B的输出信号为低电平使得所述第四场效应管Q6不导通，从而使得所述第二电路部不导通，此时所述第二电路部的输出端OUT2输出为0，使得所述电机驱动电路的输出电压(OUT2-OUT1)为负值使得所述电机反转。即所述逻辑处理电路既可以实现电源的正反变换，也可以实现电机的正反转。即是U2-B输出高电平时，Q1导通，Q6导通，形成电流通路,OUT2是+，OUT1是-，；当U2-C输出高电平时，Q4导通，Q3导通，形成电流通路，OUT1是+，OUT2是-。
如图1至图3所示，电流检测电路状态是：通过调整R15，R16的比值，可以决定该电路的电流保护值，一旦电路OUT1与OUT2输出电流超过设定值，该保护电路输出高电平，正常工作时是输出低电平。
如图3所示，在其它实施例中，进一步包括一反相器U5，所述反相器设在所述电流检测电路的U4-B的7脚与U1-A之间。
当所述正反转电机电路的安全保护电路一开始启动时，假设所述正转信号输入端输入高电平1时，所述反转信号输入端也输入高电平1时，此时所述正转信号输入端的信号及所述反转信号输入端的信号属于错误信号，则第一与门U2-A输出高电平，使得所述或非门U1-A输出低电平，从而使得所述第二与门U2-B及所述第三与门U2-C都输出低电平，此时所述电机驱动电路没有信号输入，则电机不转动，以此避免了正反控制电路的开发与调试控制的初级阶段，或因软件调试不当与硬件电路参数设计不当，更容易烧坏正反转驱动电路的问题。
以上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明的专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。
Claims (3)
1.一种正反转电机电路的安全保护电路，其特征在于，包括一逻辑处理电路、一电流检测电路及一电机驱动电路，其中：
所述逻辑处理电路由第一与门、或非门、第二与门及第三与门组成，所述第一与门的输入端设有两个，分别为正转信号输入端及反转信号输入端，所述第一与门的输出端连接所述或非门的一个输入端，所述第二与门设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门输出端，另一个输入端连接所述正转信号输入端，所述第三与门也设有两个输入端，一个输入端连接所述或非门输出端，另一个输入端连接所述反转信号输入端，所述第二与门的输出端与所述第三与门的输出端分别与所述电机驱动电路的输入端连接；
所述电流检测电路，用于检测所述电机驱动电路的电流强度，所述电流检测电路一端与所述电机驱动电路连接，另一端与所述逻辑处理电路的所述或非门的另一输入端连接；
所述电机驱动电路的输入端与所述逻辑处理电路的输出端连接，所述电机驱动电路的输出端用于与一电机连接；所述电机驱动电路包括一第一电路部，所述第一电路部设有一个第一场效应管、一个第二场效应管及一个晶体三极管，所述第二与门的输出端通过串联一第一电阻与所述晶体三极管的基极连接，所述第一场效应管的栅极通过一第二电阻与所述晶体三极管的集电极连接，所述第一场效应管的源极用于与一电源连接；所述第二场效应管的栅极通过串联一第三电阻与所述第三与门的输出端连接，所述第二场效应管的源极与所述电流检测电路连接，所述第二场效应管的漏极与所述第一场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的漏极与所述第一场效应管的漏极都与所述第一电路部的输出端连接；所述电机驱动电路包括一第二电路部，所述第二电路部与所述第一电路部并联；所述第二电路部包括一个第三场效应管、一个第四场效应管及一个晶体三极管，所述晶体三极管的基极通过串联一第四电阻与所述第三与门的输出端连接，所述晶体三极管的集电极通过一第五电阻与所述第三场效应管的栅极连接；所述第四场效应管的栅极通过串联一第六电阻与所述第二与门的输出端连接，所述第四场效应管的源极与所述电流检测电路连接，所述第四场效应管的漏极与所述第三场效应管的漏极连接，且都与所述第二电路部的输出端连接；
所述电流检测电路包括一线性霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器设有一输入端用于与所述第二场效应管的源极及所述第四场效应管的源极连接；所述霍尔电流传感器的型号为ACS712-20，所述霍尔电流传感器的IP1及IP2与所述第二场效应管的源极、所述第四场效应管的源极连接。
2.根据权利要求1所述的一种正反转电机电路的安全保护电路，其特征在于：所述第一场效应管的型号与所述第三场效应管的型号都是SUD19P06-60L，所述第二场效应管的型号与所述第四场效应管的型号都是SUD23N6-31L。
3.根据权利要求1所述的一种正反转电机电路的安全保护电路，其特征在于：所述第一电阻的阻值与所述第四电阻的阻值都是2K欧姆，所述第二电阻的阻值与所述第五电阻的阻值都是4.7K欧姆，所述第三电阻的阻值与所述第六电阻的阻值都是1K欧姆。
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