CN109599834A - 一种电机控制器的过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种电路设计，具体为一种在系统检测到母线过压时，能在迅速切断母线电压的同时也能把母线电容储存过压电压泄放掉的电机控制器的过压保护电路，包括储能滤波电路(1)、缓慢放电电路(2)、过压检测比较电路(3)、DSP数字信号处理器(4)、快速放电电路(5)和负载放电电路(6)，用于储存母线上的电压并滤除电源纹波干扰的储能滤波电路(1)与缓慢放电电路(2)连接，同时与过压检测比较电路(3)连接，所述过压检测比较电路(3)分别与DSP数字信号处理器(4)、快速放电电路(5)连接，所述DSP数字信号处理器(4)与快速放电电路(5)连接，所述快速放电电路(5)与负载放电电路(6)连接。
Description
技术领域
本发明属于一种电路设计，具体为一种电机控制器的过压保护电路。
背景技术
在全球经济快速增长，能源消耗不断增加，环境问题日益加剧的背景下，我国开始大力推广发展电动汽车，其中电机及其控制技术是电动汽车的关键组成部分之一。由于电动汽车的电机在工作过程中会存在反向电动势，此反向电动势直接会直接叠加在电源母线上，那么当反向电动势的峰值电压过高时，容易使车内的电子部件因为过压而发生损坏，而这些电子部件的安全稳定可靠性对电动汽车的行驶安全起着关键性作用。尤其重要的是电机控制器，它作为电动汽车的关键安全零部件之一，它的安全可靠性对车辆安全行驶有着决定性作用，因此对电机控制器进行过压保护控制显得尤其重要。
而现有技术中的电机控制器的过压保护电路所产生的保护信号是直接输出，直接切断母线电压，对于母线电容上储存的过压电压没有进行及时的释放，如果在干扰条件下反复出现过压的情况，容易引起一直过压报警，且可能对其它电子部件造成损坏，从而影响整车的稳定性，导致车辆行驶时出现安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在系统检测到母线过压时，能在迅速切断母线电压的同时也能把母线电容储存过压电压泄放掉的电机控制器的过压保护电路。
解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电机控制器的过压保护电路，包括储能滤波电路、缓慢放电电路、过压检测比较电路、DSP数字信号处理器、快速放电电路和负载放电电路，用于储存母线上的电压并滤除电源纹波干扰的储能滤波电路与缓慢放电电路连接，同时与过压检测比较电路连接，所述过压检测比较电路分别与DSP数字信号处理器、快速放电电路连接，所述DSP数字信号处理器与快速放电电路连接，所述快速放电电路与负载放电电路连接。
作为优选，所述储能滤波电路包括并联的储能滤波电容C1和C2，所述缓慢放电电路包括串联的放电电阻R1和R2，所述过压检测比较电路包括电阻R3、R4、R5、R6、R7、比较器U1B，所述快速放电电路包括电阻R8、R9、R10、二极管D1、D2、D3、D4、三极管Q1、MOS管Q2，所述负载放电电路为电源电路；
母线接入并联的储能滤波电容C1和C2，储能滤波电容C1和C2的两端分别与串联的放电电阻R1和R2两端、电阻R3和R4串联的两端连接，电阻R3和R4的连接线接入比较器U1B的正极，比较器U1B的负极分别与电阻R5、R6的一端连接，电阻R4和R6的另一端与比较器U1B的输出端连接，并接地，比较器U1B的输出端通过反馈电阻R7与电阻R5的另一端连接，同时接高电平VCC，比较器U1B的输出端分别与DSP数字信号处理器、二极管D1的正极连接，DSP数字信号处理器通过二极管D2与二极管D1的负极连接，同时连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接入三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，集电极通过电阻R9分别与MOS管Q2的栅极、二极管D3的正极连接，二极管D3的负极分别与MOS管Q2的源极、电阻R3的另一端连接，同时电阻R8与二极管D3并联，MOS管Q2的漏极通过二极管D4与电源电路连接。
本发明的具有以下优点：本发明的电机控制器的过压保护电路具有以下优点：1、母线电容的储能滤波电路，用于储存母线上的电压同时滤除电源纹波干扰，使得母线上的电源电压更加平滑，保障系统的稳定工作。
2、母线电容的慢放放电电阻，用于在母线电压关闭后，缓慢的泄放掉母线电容上储存的母线电压，以保证电机控制器在断电不工作一段时间后，母线电容的电压为0V。提高系统的安全可靠性。
3、母线电压过压检测比较电路，用于对母线电压实时检测，并迅速做出电压的比较判断，把过压保护信号的判断结果通知DSP数字信号处理器，同时此过压保护信号也能控制后级的母线电压快速放电电路进行开关动作。
4、DSP数字信号处理器，是整个电机控制器的心脏，它配置了一个专门的接口用于接收“母线电压过压检测比较电路”输出的过压保护信号，且有一路与过压保护信号“相与”作用于母线电压快速放电电路。
5、电机控制器的快速放电电路，用于把母线电容上储存的过压电压快速泄放掉。此电路通过一个三极管电路来放大控制信号的驱动能力，以控制放电MOS管的导通和截止来实现放电电路的开关动作。
6、负载放电电路，用于作为快速放电电路的负载，把母线电容储存的过压电压消耗掉。出于成本及系统电路的结构考虑，选用系统自带的电源电路作为消耗负载是最理想的方式，因为系统的电源电路是采用宽输入电压的设计方式，能够承受得住母线的过压电压的高峰值，这样既节省成本，也使得电路比较简洁。
附图说明
图1是本发明的电机控制器的过压保护电路的结构示意图。
附图说明：1、储能滤波电路，2、缓慢放电电路，3、过压检测比较电路，4、DSP数字信号处理器，5、快速放电电路，6、负载放电电路。
具体实施方式
如图所示，一种电机控制器的过压保护电路，包括储能滤波电路1、缓慢放电电路2、过压检测比较电路3、DSP数字信号处理器4、快速放电电路5和负载放电电路6，其特征在于，用于储存母线上的电压并滤除电源纹波干扰的储能滤波电路1与缓慢放电电路2连接，同时与过压检测比较电路3连接，所述过压检测比较电路3分别与DSP数字信号处理器4、快速放电电路5连接，所述DSP数字信号处理器4与快速放电电路5连接，所述快速放电电路5与负载放电电路6连接。
所述储能滤波电路1包括并联的储能滤波电容C1和C2，所述缓慢放电电路2包括串联的放电电阻R1和R2，所述过压检测比较电路3包括电阻R3、R4、R5、R6、R7、比较器U1B，所述快速放电电路5包括电阻R8、R9、R10、二极管D1、D2、D3、D4、三极管Q1、MOS管Q2，所述负载放电电路6为电源电路；
母线接入并联的储能滤波电容C1和C2，储能滤波电容C1和C2的两端分别与串联的放电电阻R1和R2两端、电阻R3和R4串联的两端连接，电阻R3和R4的连接线接入比较器U1B的正极，比较器U1B的负极分别与电阻R5、R6的一端连接，电阻R4和R6的另一端与比较器U1B的输出端连接，并接地，比较器U1B的输出端通过反馈电阻R7与电阻R5的另一端连接，同时接高电平VCC，比较器U1B的输出端分别与DSP数字信号处理器4、二极管D1的正极连接，DSP数字信号处理器4通过二极管D2与二极管D1的负极连接，同时连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接入三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，集电极通过电阻R9分别与MOS管Q2的栅极、二极管D3的正极连接，二极管D3的负极分别与MOS管Q2的源极、电阻R3的另一端连接，同时电阻R8与二极管D3并联，MOS管Q2的漏极通过二极管D4与电源电路连接。
在具体实施时，当母线通路打开后，电源电压会流到母线上来，通过母线电容的储能滤波后，电源纹波干扰会被滤除掉，使得母线上的电源电压更加平滑，由于母线电容上的慢放放电电阻的存在，有很小一部分电压能量会被放电电阻消耗掉，因为放电电阻取值很大，放电电流很小，所以不会对母线电压造成影响。当母线电压的过压检测比较电路，检测到母线电压低于报警值以下，输出的过压保护信号为低电平，那么不会驱动打开后级的过压快速放电电路，当检测到母线电压高于报警值时，会马上输出高电平的过压保护信号，此过压保护信号的会马上通知DSP数字信号处理器电机出现了母线过压危险情况，请求DSP关闭母线电源通路，同时此过压保护信号也马上打开后级的过压快速放电电路，把母线电容上储存的过压电压迅速泄放掉，以达到保护整车电子部件的安全及整车的行驶性能的稳定性。
本设计从降低设计成本考虑，充分利用系统自身现有的设计电路，实现了在系统检测到母线过压时，能在迅速切断母线电压的同时也能把母线电容储存过压电压泄放掉，达到对电机控制器母线电压的过压保护功能，以保障整车电子部件的安全及整车的行驶性能的稳定性。
以上述依据发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种电机控制器的过压保护电路，其特征在于：包括储能滤波电路(1)、缓慢放电电路(2)、过压检测比较电路(3)、DSP数字信号处理器(4)、快速放电电路(5)和负载放电电路(6)，其特征在于，用于储存母线上的电压并滤除电源纹波干扰的储能滤波电路(1)与缓慢放电电路(2)连接，同时与过压检测比较电路(3)连接，所述过压检测比较电路(3)分别与DSP数字信号处理器(4)、快速放电电路(5)连接，所述DSP数字信号处理器(4)与快速放电电路(5)连接，所述快速放电电路(5)与负载放电电路(6)连接。
2.根据权利要求1所述电机控制器的过压保护电路，其特征在于：所述储能滤波电路(1)包括并联的储能滤波电容C1和C2，所述缓慢放电电路(2)包括串联的放电电阻R1和R2，所述过压检测比较电路(3)包括电阻R3、R4、R5、R6、R7、比较器U1B，所述快速放电电路(5)包括电阻R8、R9、R10、二极管D1、D2、D3、D4、三极管Q1、MOS管Q2，所述负载放电电路(6)为电源电路；
母线接入并联的储能滤波电容C1和C2，储能滤波电容C1和C2的两端分别与串联的放电电阻R1和R2两端、电阻R3和R4串联的两端连接，电阻R3和R4的连接线接入比较器U1B的正极，比较器U1B的负极分别与电阻R5、R6的一端连接，电阻R4和R6的另一端与比较器U1B的输出端连接，并接地，比较器U1B的输出端通过反馈电阻R7与电阻R5的另一端连接，同时接高电平VCC，比较器U1B的输出端分别与DSP数字信号处理器(4)、二极管D1的正极连接，DSP数字信号处理器(4)通过二极管D2与二极管D1的负极连接，同时连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接入三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，集电极通过电阻R9分别与MOS管Q2的栅极、二极管D3的正极连接，二极管D3的负极分别与MOS管Q2的源极、电阻R3的另一端连接，同时电阻R8与二极管D3并联，MOS管Q2的漏极通过二极管D4与电源电路连接。
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