CN109149520A - 一种过热过流保护装置、电机及其过热过流保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过热过流保护装置、电机及其过热过流保护方法，该装置包括：温度检测单元(10)，用于检测待保护电机的电子换相控制电路的当前温度；偏置单元(20)，用于将所述当前温度下待保护电机的电流转换为待保护电机的当前过热反馈电压，并将所述过热反馈电压传输至比较器(30)的同相输入端；比较器(30)，用于在所述当前过热反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式。本发明的方案，可以解决电机的电子换相控制电路中芯片自身过热保护反应较慢导致过热保护的可靠性低的问题，达到提升过热保护的可靠性的效果。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，具体涉及一种过热过流保护装置、电机及其过热过流保护方法，尤其涉及一种直流电机过热过流检测及其保护电路、具有该电路的电机、以及该电机的过热过流检测及其保护方法。
背景技术
无刷直流电机的应用日益广泛，它已从最初的航空、军事设施应用领域扩展到工业和民用领域。家用电器中的空调、电冰箱、风扇、洗衣机等应用无刷电动机已经十分普遍。
由于无刷直流电动机的应用范围非常广泛，在不同的应用场合对其运行性能的要求是不一样的，因此就出现了性能指标、功率范围、控制结构、复杂程度都有很大区别的各种各样的驱动控制系统，但这些控制系统都有一个基本的共同点，那就是它们内部都有电子换相控制电路，电子换相控制电路接收电机本体的转子位置传感器信号，经过逻辑电路的处理，发出换相控制信号。为了使控制系统安全工作，常常还需要加入各种保护电路，例如过电压、欠电压、过电流、过热、超速和I2t(如绕组过热)等异常状态的保护。
现有电路结构中，部分芯片自身带有过热保护功能，可在外部温度过高时自行切断电机输出，待温度恢复正常温度后重新启动；但芯片自身过热保护反应较慢，当壳温达到过热点时结温早已超出温度承受范围，这样会导致芯片断断续续停开机，减少电机寿命；有的芯片内部未置有过热保护功能，需设计外围电路。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种过热过流保护装置、电机及其过热过流保护方法，以解决现有技术中电机的电子换相控制电路中芯片自身过热保护反应较慢导致过热保护的可靠性低的问题，达到提升过热保护的可靠性的效果。
本发明提供一种过热过流保护装置，包括：温度检测单元、偏置单元和比较器；其中，所述温度检测单元，用于检测待保护电机的电子换相控制电路的当前温度；所述偏置单元，用于将所述当前温度下待保护电机的电流转换为待保护电机的当前过热反馈电压，并将所述过热反馈电压传输至所述比较器的同相输入端；所述比较器，用于在所述当前过热反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式。
可选地，还包括：电流采样单元；所述电流采样单元，用于采样待保护电机的当前电流；所述偏置单元，还用于将所述当前电流转换为待保护电机的当前过流反馈电压，并将所述当前过流反馈电压传输至所述比较器的同相输入端；所述比较器，还用于在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过流保护模式。
可选地，其中，所述电流采样单元，包括：第一采样电阻和第二采样电阻；所述第一采样电阻和所述第二采样电阻，并联在待保护电机的电子换相控制电路的电流采样输出端口与地之间；和/或，所述温度检测单元，包括：正温度系数的热敏电阻；所述热敏电阻，连接在待保护电机的电子换相控制电路的电流采样输出端口与所述比较器的同相输入端之间；和/或，所述偏置单元，包括：第一上拉电阻和第二上拉电阻；所述第一上拉电阻和所述第二上拉电阻并联在设定的偏置电压源与所述比较器的同相输入端之间；所述第一上拉电阻和所述第二上拉电阻的公共端为所述当前过热反馈电压或所述当前过流反馈电压的电压反馈点。
可选地，还包括：所述比较器，还用于在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以不断启动待保护电机的过流保护模式；同时，随着所述当前过热反馈电压升高至大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式，实现对待保护电机的堵转保护。
可选地，还包括：所述比较器，还用于在所述当前过热反馈电压、和/或在所述当前过流反馈电压恢复至小于设定的基准电压的情况下，输出正向电平信号至待保护电机的功率模块，以结束待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的相应保护；以及，在待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的任一保护结束的情况下，实现待保护电机的重新运行。
可选地，其中，在所述过热保护模式下，待保护电机的功率模块停止输出、且待保护电机的PWM信号复位；和/或，在所述过流保护模式下，切断待保护电机的输出信号；和/或，在对待保护电机的堵转保护下，待保护电机停止输出。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种电机，包括：以上所述的过热过流保护装置。
与上述电机相匹配，本发明再一方面提供一种电机的过热过流保护方法，包括：通过温度检测单元，检测待保护电机的电子换相控制电路的当前温度；通过偏置单元，将所述当前温度下待保护电机的电流转换为待保护电机的当前过热反馈电压，并将所述过热反馈电压传输至所述比较器的同相输入端；通过比较器，在所述当前过热反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式。
可选地，还包括：通过电流采样单元，采样待保护电机的当前电流；通过偏置单元，还将所述当前电流转换为待保护电机的当前过流反馈电压，并将所述当前过流反馈电压传输至所述比较器的同相输入端；通过比较器，还在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过流保护模式。
可选地，还包括：通过比较器，还在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以不断启动待保护电机的过流保护模式；同时，随着所述当前过热反馈电压升高至大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式，实现对待保护电机的堵转保护。
可选地，还包括：通过比较器，还在所述当前过热反馈电压、和/或在所述当前过流反馈电压恢复至小于设定的基准电压的情况下，输出正向电平信号至待保护电机的功率模块，以结束待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的相应保护；以及，在待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的任一保护结束的情况下，实现待保护电机的重新运行。
可选地，其中，在所述过热保护模式下，待保护电机的功率模块停止输出、且待保护电机的PWM信号复位；和/或，在所述过流保护模式下，切断待保护电机的输出信号；和/或，在对待保护电机的堵转保护下，待保护电机停止输出。
本发明的方案，通过配置比较器将输出的跃变信号送至控制芯片中，芯片内部经过处理，最终输出反馈信号，实现过流保护以及由堵转引起的过热保护，可以防止电机由外界各种条件引起的大电流、或者堵转引起的电机过热从而导致烧坏控制器中的关键元器件，保证电机不受负载或突发异常而引起烧机，可靠性高、安全性好。
进一步，本发明的方案，通过配置比较器将输出的跃变信号送至控制芯片中，芯片内部经过处理，最终输出反馈信号，实现过流保护以及由堵转引起的过热保护，可靠性高；而且，当保护解除后电机可正常工作，保证了电机的可靠性以及稳定性。
进一步，本发明的方案，通过配置比较器将输出的跃变信号送至控制芯片中，芯片内部经过处理，最终输出反馈信号，可靠性高，而且外围电路简单，易于实现保护功能，成本低廉。
由此，本发明的方案，通过在电流采样输出端口设置热敏电阻、上拉电阻和比较器，来实现硬件电路过流以及堵转引起的过热保护，解决现有技术中电机的电子换相控制电路中芯片自身过热保护反应较慢导致过热保护的可靠性低的问题，从而，克服现有技术中可靠性低、影响电机使用寿命和安全性的缺陷，实现可靠性高、有利于延长电机使用寿命并提升安全性的有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的过热过流保护装置的一实施例的结构示意图；
图2为本发明的热敏电阻与比较器组成的电路原理示意图；
图3为引用本发明的电路的温度与电流的特性曲线示意图。
图4为本发明的过热过流保护方法的一实施例的流程示意图；
图5为本发明的方法中启动待保护电机的过流保护模式的一实施例的流程示意图；
图6为本发明的方法中对待保护电机的堵转保护的一实施例的流程示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
10-温度检测单元；20-偏置单元；30-比较器；40-电流采样单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种过热过流保护装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该过热过流保护装置可以可以包括：温度检测单元10、偏置单元20和比较器30。
在一个可选例子中，所述温度检测单元10，设置在待保护电机的电子换相控制电路的电流采样输出端口，可以用于检测待保护电机的电子换相控制电路的当前温度。
其中，所述温度检测单元10，可以包括：正温度系数的热敏电阻。所述热敏电阻，连接在待保护电机的电子换相控制电路的电流采样输出端口与所述比较器30的同相输入端之间。
例如：添加正温度系数的热敏电阻以及比较器，通过热敏电阻来检测温度变化反馈到比较器，比较器根据自身工作原理输出高(低)电平，功率模块停止输出。如图2所示，R3为正温度系数电阻，用来检测电路中的温度变化。热敏电阻根据温度需要选定不同温度保护的阻值。
由此，通过正温度系数的热敏电阻检测温度，结构简单，且检测效率高、检测精准性好。
在一个可选例子中，所述偏置单元20，设置在所述温度检测单元10与所述比较器30的同相输入端之间，可以用于将所述当前温度下待保护电机的电流转换为待保护电机的当前过热反馈电压，并将所述过热反馈电压传输至所述比较器30的同相输入端。
其中，所述偏置单元20，可以包括：第一上拉电阻和第二上拉电阻。所述第一上拉电阻和所述第二上拉电阻并联在设定的偏置电压源与所述比较器30的同相输入端之间。所述第一上拉电阻和所述第二上拉电阻的公共端为所述当前过热反馈电压或所述当前过流反馈电压的电压反馈点。其中，所述第二上拉电阻与所述比较器30，封装在一起。
例如：如图2所示，R4及R5为上拉电阻，用来给信号加偏置电压。添加了正温度系数的热敏电阻，以及添加上拉电阻R4，可起到过热保护作用以及由于堵转原因引起的过热保护功能。芯片(如电机的电子换相控制电路中的部分芯片)以及热敏电阻封装通用，占用体积较小，可贴片可直插，满足不同设计场合需求。上拉电阻的阻值根据使用情况来定。
由此，通过偏置单元提供偏置电压，并基于相应的电流确定相应的反馈电压，结构简单、可靠性高。
在一个可选例子中，所述比较器30，可以用于在所述当前过热反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式。
例如：在电路(如电机的电子换相控制电路)中添加相应的元器件，可以通过配置比较器将输出的跃变信号送至控制芯片中，芯片内部经过处理，最终输出反馈信号，实现过流保护以及由堵转引起的过热保护。
例如：如图2所示，U1为比较器，VD则为此发明电路中的过热、过流电压反馈电压点。若电机温度过高时，正温度系数热敏电阻，温度升高R3阻值增大，由公式(1)计算得出，R3阻值增大，VD反馈点电压同样增大，VD电压大于基准电压Vref，比较器输出反向电平，功率模块停止输出，PWM信号复位。在公式(1)中，I为采样电流，VS为偏置电压。其中，公式(1)如下：
由此，通过检测待保护电机的电子换向控制电路的当前温度，并基于该当前温度下的待保护电机的电流得到待保护电机的当前过热反馈电压，进而在该当前过热反馈电压大于基准电压的情况下输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，启动待保护电机的过热保护模式，实现过热保护，且可靠性高、安全性好。
可选地，在所述过热保护模式下，待保护电机的功率模块停止输出、且待保护电机的PWM信号复位。
由此，通过在过热保护下使待保护电机的功率模块停止输出、并使待保护电机的PWM信号复位，保护的可靠性高、安全性好。
在一个可选实施方式中，还可以包括：电流采样单元40。
在一个可选例子中，所述电流采样单元40，可以用于采样待保护电机的当前电流。
其中，所述电流采样单元40，可以包括：第一采样电阻和第二采样电阻。所述第一采样电阻和所述第二采样电阻，并联在待保护电机的电子换相控制电路的电流采样输出端口与地之间。
例如：如图2所示，R1及R2为采样电阻，检测电机电流。针对应用不同的条件及环境下，采样电阻R1及R2阻值根据使用环境及保护设定值来选取适合的阻值。
由此，通过并联设置的采样电阻实现电流采样，结构简单，且采样结果的精准性好、可靠性高。
在一个可选例子中，所述偏置单元20，还可以用于将所述当前电流转换为待保护电机的当前过流反馈电压，并将所述当前过流反馈电压传输至所述比较器30的同相输入端。
在一个可选例子中，所述比较器30，还可以用于在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过流保护模式。
例如：在电路(如电机的电子换相控制电路)电流采样输出端口添加热敏电阻以及比较器等电子元器件来实现硬件电路过流以及堵转引起的过热保护。如图2所示，当电机出现过流时，采样电阻流经电压增大，VD处的电压大于基准电压0.5V，比较器输出反向电平，触发电机保护功能，切断电机输出。
由此，通过检测待保护电机的当前电流，并基于该当前电流得到待保护电机的当前过流反馈电压，进而在该当前过流反馈电压大于基准电压的情况下输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，启动待保护电机的过流保护模式，实现过流保护，且可靠性高、安全性好。
可选地，在所述过流保护模式下，切断待保护电机的输出信号。
由此，通过在过流保护下，切断待保护电机的输出信号，大大提升了保护的安全性和及时性。
在一个可选实施方式中，还可以包括：对待保护电机的堵转保护的过程。
在一个可选例子中，所述比较器30，还可以用于在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以不断启动待保护电机的过流保护模式；同时，随着所述当前过热反馈电压升高至大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式，实现对待保护电机的堵转保护。
例如：如图2所示，若电机运行出现堵转时，电机由于堵转原因，扭矩增大，电流值增大到设定保护值，不断触发过流保护；同时由于电机电流增大，电机温度不断上升。由公式(1)得出，电机温度升高，R3阻值增大，上升到一定温度时，触发电机过热保护，而R3阻值增大的同时抑制电机电流增大，故电机最终在高温度时稳定下来，此时电机电流输出值接近为0，电机停止输出，这样就同时起到过热过流保护的作用。
由此，通过结合电流和温度实现堵转保护，可靠性高、安全性强。
可选地，在对待保护电机的堵转保护下，待保护电机停止输出。
由此，通过在堵转保护下使电机停止输出，保护方式可靠，且结构简单、成本低。
在一个可选实施方式中，还可以包括：保护结束后正常运行的过程。
具体地，所述比较器30，还可以用于在所述当前过热反馈电压、和/或在所述当前过流反馈电压恢复至小于设定的基准电压的情况下，输出正向电平信号至待保护电机的功率模块，以结束待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的相应保护；以及，在待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的任一保护结束的情况下，实现待保护电机的重新运行。
例如：待电机堵转保护解除时，电机重新运行。
由此，通过在相应的保护结束后控制待保护电机正常运行，保证了电机运行的可靠性和安全性。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过配置比较器30将输出的跃变信号送至控制芯片中，芯片内部经过处理，最终输出反馈信号，实现过流保护以及由堵转引起的过热保护，可以防止电机由外界各种条件引起的大电流、或者堵转引起的电机过热从而导致烧坏控制器中的关键元器件，保证电机不受负载或突发异常而引起烧机，可靠性高、安全性好。
根据本发明的实施例，还提供了对应于过热过流保护装置的一种电机。该电机可以可以包括：以上所述的过热过流保护装置。
在一个可选实施方式中，本发明的方案中，为了可以有效地解决现有电路结构所遇到的过热问题，提供了一种在电路(如电机的电子换相控制电路)中添加相应的元器件，可以通过配置比较器将输出的跃变信号送至控制芯片中，芯片内部经过处理，最终输出反馈信号，实现过流保护以及由堵转引起的过热保护。例如：当直流无刷电机在电机带载条件下运行时，若电机在应用领域超出电机自身额定功率和转速，或电机运行发生堵转时导致电流过大而引起IPM元器件过热烧坏及其他元器件等异常情况；采用本发明的方案，可解决电机出现这些异常情况的问题，保护电机可靠安全的运行。
在一个可选例子中，本发明的方案，在电路(如电机的电子换相控制电路)电流采样输出端口添加热敏电阻以及比较器等电子元器件来实现硬件电路过流以及堵转引起的过热保护。
可选地，芯片(如电机的电子换相控制电路中的部分芯片)以及热敏电阻封装通用，占用体积较小，可贴片可直插，满足不同设计场合需求。
可选地，添加正温度系数的热敏电阻以及比较器，通过热敏电阻来检测温度变化反馈到比较器，比较器根据自身工作原理输出高(低)电平，功率模块停止输出。
在一个可选具体实施方式中，可以参见图2和图3所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
图2中，R1及R2为采样电阻，检测电机电流；R3为正温度系数电阻，用来检测电路中的温度变化；R4及R5为上拉电阻，用来给信号加偏置电压。相比现有技术，本发明的方案，在现有结构上添加了正温度系数的热敏电阻，以及添加上拉电阻R4，可起到过热保护作用以及由于堵转原因引起的过热保护功能。
图2是风机控制器过流过热保护电路的简单示意图。其中，R1、R2为采样电阻(检测电流专用电阻)，阻值为Ω级；R3电阻为此发明电路中的正温度系数的热敏电阻，U1为比较器，VD则为此发明电路中的过热、过流电压反馈电压点。R4、R5为上拉电阻。具体电路分析如下：
过热或过流保护：当电机出现过流时，采样电阻流经电压增大，VD处的电压大于基准电压0.5V，比较器输出反向电平，触发电机保护功能，切断电机输出；若电机温度过高时，正温度系数热敏电阻，温度升高R3阻值增大，由公式(1)计算得出，R3阻值增大，VD反馈点电压同样增大，VD电压大于基准电压Vref，比较器输出反向电平，功率模块停止输出，PWM信号复位。其中，公式(1)如下：
在公式(1)中，I为采样电流，VS为偏置电压。
若电机运行出现堵转时，电机由于堵转原因，扭矩增大，电流值增大到设定保护值，不断触发过流保护；同时由于电机电流增大，电机温度不断上升。由公式(1)得出，电机温度升高，R3阻值增大，上升到一定温度时，触发电机过热保护，而R3阻值增大的同时抑制电机电流增大，故电机最终在高温度时稳定下来，此时电机电流输出值接近为0，电机停止输出。这样就同时起到过热过流保护的作用，待电机堵转保护解除时，电机重新运行。
在一个可替代例子中，针对应用不同的条件及环境下，采样电阻R1及R2阻值根据使用环境及保护设定值来选取适合的阻值。热敏电阻根据温度需要选定不同温度保护的阻值。其余电阻阻值根据使用情况来定。
例如：当设定温度在100℃时，可查看热敏电阻在此温度下的阻值，然后选取。R1及R2阻值的选取根据设定限制电流再设置，若将电机的限制电流设置在5A，则可根据电阻功率及电流来设置电阻阻值。
可见，本发明产生的直接效益，至少可以包括：防止电机由外界各种条件引起的大电流、或者堵转引起的电机过热从而导致烧坏控制器中的关键元器件，保证电机不受负载或突发异常而引起烧机；而且，当保护解除后电机可正常工作，保证了电机的可靠性以及稳定性；还有，外围电路简单，易于实现保护功能，成本低廉。
由于本实施例的电机所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图3所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过配置比较器30将输出的跃变信号送至控制芯片中，芯片内部经过处理，最终输出反馈信号，实现过流保护以及由堵转引起的过热保护，可靠性高。而且，当保护解除后电机可正常工作，保证了电机的可靠性以及稳定性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于电机的一种电机的过热过流保护方法，如图4所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该过热过流保护方法可以可以包括：步骤S110至步骤S130。
在步骤S110处，通过设置在待保护电机的电子换相控制电路的电流采样输出端口的温度检测单元10，检测待保护电机的电子换相控制电路的当前温度。
在步骤S120处，通过设置在所述温度检测单元10与所述比较器30的同相输入端之间的偏置单元20，将所述当前温度下待保护电机的电流转换为待保护电机的当前过热反馈电压，并将所述过热反馈电压传输至所述比较器30的同相输入端。
在步骤S130处，通过比较器30，在所述当前过热反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式。
由此，通过检测待保护电机的电子换向控制电路的当前温度，并基于该当前温度下的待保护电机的电流得到待保护电机的当前过热反馈电压，进而在该当前过热反馈电压大于基准电压的情况下输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，启动待保护电机的过热保护模式，实现过热保护，且可靠性高、安全性好。
可选地，在所述过热保护模式下，待保护电机的功率模块停止输出、且待保护电机的PWM信号复位。
由此，通过在过热保护下使待保护电机的功率模块停止输出、并使待保护电机的PWM信号复位，保护的可靠性高、安全性好。
在一个可选实施方式中，还可以包括：启动待保护电机的过流保护模式的过程。
下面结合图5所示本发明的方法中启动待保护电机的过流保护模式的一实施例流程示意图，进一步说明启动待保护电机的过流保护模式的具体过程，可以包括：步骤S210至步骤S230。
步骤S210，通过电流采样单元40，采样待保护电机的当前电流。
步骤S220，通过偏置单元20，还将所述当前电流转换为待保护电机的当前过流反馈电压，并将所述当前过流反馈电压传输至所述比较器30的同相输入端。
步骤S230，通过比较器30，还在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过流保护模式。
例如：在电路(如电机的电子换相控制电路)电流采样输出端口添加热敏电阻以及比较器等电子元器件来实现硬件电路过流以及堵转引起的过热保护。如图2所示，当电机出现过流时，采样电阻流经电压增大，VD处的电压大于基准电压0.5V，比较器输出反向电平，触发电机保护功能，切断电机输出。
由此，通过检测待保护电机的当前电流，并基于该当前电流得到待保护电机的当前过流反馈电压，进而在该当前过流反馈电压大于基准电压的情况下输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，启动待保护电机的过流保护模式，实现过流保护，且可靠性高、安全性好。
可选地，在所述过流保护模式下，切断待保护电机的输出信号。
由此，通过在过流保护下，切断待保护电机的输出信号，大大提升了保护的安全性和及时性。
在一个可选实施方式中，还可以包括：对待保护电机的堵转保护的过程。
下面结合图6所示本发明的方法中对待保护电机的堵转保护的一实施例流程示意图，进一步说明对待保护电机的堵转保护的具体过程，可以包括：步骤S310和步骤S320。
步骤S310，通过比较器30，还在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以不断启动待保护电机的过流保护模式。同时，
步骤S320，随着所述当前过热反馈电压升高至大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式，实现对待保护电机的堵转保护。
例如：如图2所示，若电机运行出现堵转时，电机由于堵转原因，扭矩增大，电流值增大到设定保护值，不断触发过流保护；同时由于电机电流增大，电机温度不断上升。由公式(1)得出，电机温度升高，R3阻值增大，上升到一定温度时，触发电机过热保护，而R3阻值增大的同时抑制电机电流增大，故电机最终在高温度时稳定下来，此时电机电流输出值接近为0，电机停止输出，这样就同时起到过热过流保护的作用。
由此，通过结合电流和温度实现堵转保护，可靠性高、安全性强。
可选地，在对待保护电机的堵转保护下，待保护电机停止输出。
例如：待电机堵转保护解除时，电机重新运行。
由此，通过在堵转保护下使电机停止输出，保护方式可靠，且结构简单、成本低。
在一个可选实施方式中，还可以包括：保护结束后正常运行的过程。
具体地，通过比较器30，还在所述当前过热反馈电压、和/或在所述当前过流反馈电压恢复至小于设定的基准电压的情况下，输出正向电平信号至待保护电机的功率模块，以结束待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的相应保护；以及，在待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的任一保护结束的情况下，实现待保护电机的重新运行。
由此，通过在相应的保护结束后控制待保护电机正常运行，保证了电机运行的可靠性和安全性。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述电机的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过配置比较器将输出的跃变信号送至控制芯片中，芯片内部经过处理，最终输出反馈信号，可靠性高，而且外围电路简单，易于实现保护功能，成本低廉。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，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权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种过热过流保护装置，其特征在于，包括：温度检测单元(10)、偏置单元(20)和比较器(30)；其中，
所述温度检测单元(10)，用于检测待保护电机的电子换相控制电路的当前温度；
所述偏置单元(20)，用于将所述当前温度下待保护电机的电流转换为待保护电机的当前过热反馈电压，并将所述过热反馈电压传输至所述比较器(30)的同相输入端；
所述比较器(30)，用于在所述当前过热反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：电流采样单元(40)；
所述电流采样单元(40)，用于采样待保护电机的当前电流；
所述偏置单元(20)，还用于将所述当前电流转换为待保护电机的当前过流反馈电压，并将所述当前过流反馈电压传输至所述比较器(30)的同相输入端；
所述比较器(30)，还用于在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过流保护模式。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，
所述电流采样单元(40)，包括：第一采样电阻和第二采样电阻；所述第一采样电阻和所述第二采样电阻，并联在待保护电机的电子换相控制电路的电流采样输出端口与地之间；
和/或，
所述温度检测单元(10)，包括：正温度系数的热敏电阻；所述热敏电阻，连接在待保护电机的电子换相控制电路的电流采样输出端口与所述比较器(30)的同相输入端之间；
和/或，
所述偏置单元(20)，包括：第一上拉电阻和第二上拉电阻；所述第一上拉电阻和所述第二上拉电阻并联在设定的偏置电压源与所述比较器(30)的同相输入端之间；所述第一上拉电阻和所述第二上拉电阻的公共端为所述当前过热反馈电压或所述当前过流反馈电压的电压反馈点。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，还包括：
所述比较器(30)，还用于在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以不断启动待保护电机的过流保护模式；同时，
随着所述当前过热反馈电压升高至大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式，实现对待保护电机的堵转保护。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：
所述比较器(30)，还用于在所述当前过热反馈电压、和/或在所述当前过流反馈电压恢复至小于设定的基准电压的情况下，输出正向电平信号至待保护电机的功率模块，以结束待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的相应保护；以及，
在待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的任一保护结束的情况下，实现待保护电机的重新运行。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，其中，
在所述过热保护模式下，待保护电机的功率模块停止输出、且待保护电机的PWM信号复位；和/或，
在所述过流保护模式下，切断待保护电机的输出信号；和/或，
在对待保护电机的堵转保护下，待保护电机停止输出。
7.一种电机，其特征在于，包括：如权利要求1-6任一所述的过热过流保护装置。
8.一种如权利要求7所述的电机的过热过流保护方法，其特征在于，包括：
通过温度检测单元(10)，检测待保护电机的电子换相控制电路的当前温度；
通过偏置单元(20)，将所述当前温度下待保护电机的电流转换为待保护电机的当前过热反馈电压，并将所述过热反馈电压传输至所述比较器(30)的同相输入端；
通过比较器(30)，在所述当前过热反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
通过电流采样单元(40)，采样待保护电机的当前电流；
通过偏置单元(20)，还将所述当前电流转换为待保护电机的当前过流反馈电压，并将所述当前过流反馈电压传输至所述比较器(30)的同相输入端；
通过比较器(30)，还在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过流保护模式。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，还包括：
通过比较器(30)，还在所述当前过流反馈电压大于设定的基准电压的情况下，输出第二反向电平信号至待保护电机的功率模块，以不断启动待保护电机的过流保护模式；同时，
随着所述当前过热反馈电压升高至大于设定的基准电压的情况下，输出第一反向电平信号至待保护电机的功率模块，以启动待保护电机的过热保护模式，实现对待保护电机的堵转保护。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：
通过比较器(30)，还在所述当前过热反馈电压、和/或在所述当前过流反馈电压恢复至小于设定的基准电压的情况下，输出正向电平信号至待保护电机的功率模块，以结束待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的相应保护；以及，
在待保护电机的过热保护模式、待保护电机的过流保护模式、对待保护电机的堵转保护中的任一保护结束的情况下，实现待保护电机的重新运行。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，其中，
在所述过热保护模式下，待保护电机的功率模块停止输出、且待保护电机的PWM信号复位；和/或，
在所述过流保护模式下，切断待保护电机的输出信号；和/或，
在对待保护电机的堵转保护下，待保护电机停止输出。
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