CN111431146B - 一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机、洗碗机 - Google Patents

一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机、洗碗机 Download PDF

Info

Publication number
CN111431146B
CN111431146B CN202010388515.9A CN202010388515A CN111431146B CN 111431146 B CN111431146 B CN 111431146B CN 202010388515 A CN202010388515 A CN 202010388515A CN 111431146 B CN111431146 B CN 111431146B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
signal
motor
overvoltage
switching tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010388515.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111431146A (zh
Inventor
刘猛
鲁政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Leili Electronic Control Technology Co ltd
Original Assignee
Wuxi Leili Electronic Control Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Leili Electronic Control Technology Co ltd filed Critical Wuxi Leili Electronic Control Technology Co ltd
Priority to CN202010388515.9A priority Critical patent/CN111431146B/zh
Publication of CN111431146A publication Critical patent/CN111431146A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111431146B publication Critical patent/CN111431146B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/09—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/06—Details with automatic reconnection
    • H02H3/066—Reconnection being a consequence of eliminating the fault which caused disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • H02H5/047—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using a temperature responsive switch
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机和洗碗机，过压过热保护电路包括具有直流电压Vc2的电容C2、具有稳压电压VZzd1的稳压二极管ZD1和具有饱和导通电压VBE.Q1的开关管Q1；直流电压Vc2与输入电压Vac呈比例关系；稳压电压VZzd1和饱和导通电压VBE.Q1随着温度升高而降低，当Vc2＞VZzd1+VBE.Q1时，开关管Q1进入导通状态，使得电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为低电平信号，电机驱动工作停止，实现对电机的过压和过热联动控制保护；本发明在不占用系统电源资源以及MCU资源的基础上，通过简单器件结构同时实现了对电机的过压和过热联动控制保护，降低系统成本的同时增加系统的可靠性。

Description

一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机、洗碗机
技术领域
本发明属于电机控制领域，具体涉及一种电机的过压过热保护系统，本发明还涉及了该过压过热保护系统应用的电机和洗碗机。
背景技术
众所周知，在电机控制领域中，当供电电压波动范围过大会导致电机工作异常，主要体现在：当电网电压发生波动会导致电机带负载能力发生变化，过高的输入电压会导致电机运行电流的增大，电机运行电流增大会直接导致电机及其控制器的温度升高，而过高的温度一方面会导致电子元器件的损坏，另一方面还会导致起火安全隐患，所以对电机控制系统进行过热及过压保护非常必要。
传统用于电机的过热、过压保护方案都是独立实施进行的：使用温度传感器检测系统温度，利用MCU来监控系统电压，当温度传感器检测到温度高于预设温度阈值或、过压比较器检测到输入电压大于预设电压阈值时，由MCU发出相应的保护命令，分别实现对系统的过压或过热保护功能。然而在某些特定应用场合，由于受到成本因素影响，当MCU自身资源紧缺时，无法分配多余资源来监控输入电压时和系统温度时，因而通过MCU来计算监控输入电压和系统温度的方案无法实行；而且同样由于受到成本因素的影响，系统无法提供温度传感器或过压比较器的工作电流或无法向温度传感器或过压比较器的稳定电压源时，现有的过热、过压保护方案同样也无法实施。
本申请人通过检索发现，公开号为CN103915822A的发明专利公开了一种电机及其过压保护电路，包括：电容C1、电容C2、开关管、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、稳压管D1、NPN型三极管Q2和NPN型三极管Q3；该方案的电机过压保护电路采用分立元器件实现，当电源电压稳定时，开关管保持导通，电机供电通路导通，当电源电压出现波动过压时，开关管断开，电机供电通路切断，以此保护电机免受损坏。然而该方案同样仅涉及对系统整体的过压保护，无法实现系统所需要的过热保护效果，通过该方案同样需要占用系统额外电源，成本仍然偏高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机、洗碗机，在不占用系统电源资源以及MCU资源的基础上，通过简单器件结构同时实现了对电机的过压和过热联动控制保护，降低系统成本的同时增加系统的可靠性。
本发明采用的技术方案如下：
一种电机的过压过热保护系统，包括具有输入电压Vac的交流供应电源，所述交流供应电源通过整流电路向电机控制系统提供直流电源VCC，所述交流供应电源的正极和负极之间连接过压过热保护电路，通过所述过压过热保护电路输出电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1，其中，所述过压过热保护电路包括具有直流电压Vc2的电容C2、具有稳压电压VZzd1的稳压二极管ZD1和具有饱和导通电压VBE.Q1的开关管Q1；所述直流电压Vc2与所述输入电压Vac呈比例关系；所述稳压电压VZzd1和所述饱和导通电压VBE.Q1随着温度升高而降低，当Vc2＞VZzd1+VBE.Q1时，开关管Q1进入导通状态，使得电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为低电平信号，电机驱动工作停止，实现对电机的过压和过热联动控制保护。需要说明的是，在计算Vc2＞VZzd1+VBE.Q1时，取VBE.Q1绝对值；
优选地，所述电容C2与所述交流供应电源之间设有充电稳压电路，当所述输入电压Vac处于正半周期时，所述电容C2通过充电稳压电路进入充电状态，当所述输入电压Vac处于负半周期时，所述电容C2通过充电稳压电路进入直流稳压状态。
优选地，所述充电稳压电路包括电连接在交流供应电源的正极和负极之间的分压限流电阻R3、分压限流电阻R4和整流二极管D2，所述电容C2与所述分压限流电阻R3、稳压电阻R5分别并联连接；所述电容C2的负极与所述分压限流电阻R4的输入端之间连接有二极管D3；其中，当所述输入电压Vac处于正半周期时，所述电容C2通过充电稳压电路进入充电状态，当所述输入电压Vac处于负半周期时，所述电容C2通过充电稳压电路进入直流稳压状态。
优选地，所述直流电压Vc2与输入电压Vac的计算公式为：
Figure BDA0002484769560000031
其中，Zc2为电容C2的阻抗。
优选地，所述电容C2的正极接入开关管Q1的发射极，所述电容C2的负极通过稳压二极管ZD1接入所述开关管Q1的基极，同时所述开关管Q1的集电极接入开关管Q3的基极，所述开关管Q3的集电极作为电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1的输出端；当所述开关管Q1进入导通状态时，所述开关管Q3导通，电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为低电平信号。
优选地，所述稳压二极管ZD1与所述开关管Q1的基极之间设有限流电阻R6。
优选地，所述过压过热保护电路还包括防抖动电路，所述防抖动电路输入锁定信号UNLOCK_SIGNAL，通过控制锁定信号UNLOCK_SIGNAL的高低电平切换选择性锁定开关管Q1的导通状态，防止输入电压Vac在过压和非过压状态之间来回波动使得开关管Q1频繁导通和截止而导致电机出现抖动。
优选地，所述防抖动电路包括开关管Q2，所述开关管Q2的集电极与所述开关管Q1的基极电连接，所述开关管Q2的基极与所述开关管Q1的集电极电连接，所述开关管Q2的发射极或基极输入所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL；当所述开关管Q2的基极输入所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL时，所述开关管Q2的发射极接地。
优选地，当所述开关管Q2的发射极输入所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL时，当开关管Q1进入导通状态，所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL为低电平信号，使得开关管Q1的导通状态被锁定，当过压故障消除后，所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL切换为高电平信号，所述开关管Q1和开关管Q2截止，电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为高电平信号用于驱动电机运行；
当所述开关管Q2的基极输入所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL时，当开关管Q1进入导通状态，所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL为高电平信号，使得开关管Q1的导通状态被锁定，当过压故障消除后，所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL切换为低电平信号，所述开关管Q1和开关管Q2截止，电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为高电平信号用于驱动电机运行。
本发明还提出了一种用于电机电压保护的防抖动电路，交流供应电源的正极和负极之间连接过压保护电路，通过所述过压保护电路输出电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1，所述过压保护电路包括开关管Q1，其中，所述防抖动电路包括开关管Q2，所述开关管Q2的集电极与所述开关管Q1的基极电连接，所述开关管Q2的基极与所述开关管Q1的集电极电连接，所述开关管Q2的发射极输入锁定信号UNLOCK_SIGNAL。
本发明还提出了一种用于电机电压保护的防抖动电路，交流供应电源的正极和负极之间连接过压保护电路，通过所述过压保护电路输出电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1，所述过压保护电路包括开关管Q1，其中，所述防抖动电路包括开关管Q2，所述开关管Q2的集电极与所述开关管Q1的基极电连接，所述开关管Q2的基极与所述开关管Q1的集电极电连接，所述开关管Q2的基极输入锁定信号UNLOCK_SIGNAL，所述开关管Q2的发射极接地。
优选地，所述开关管Q2的发射极与其基极之间设有分压电阻R11，所述开关管Q2的基极与所述开关管Q1的集电极之间设有分压电阻R10。
优选地，所述开关管Q1的集电极接入开关管Q3的基极，所述开关管Q3的集电极作为电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1的输出端且与所述开关管Q1的发射极电连接，且所述开关管Q3的发射极接地。
优选地，所述开关管Q1采用PNP型开关管，所述开关管Q2采用NPN型开关管，所述开关管Q3采用NPN型开关管。
优选地，所述开关管Q3的发射极与其基极之间设有分压电阻R13，所述开关管Q3的基极与所述开关管Q1的集电极之间设有分压电阻R12，同时所述开关管Q3的集电极与所述开关管Q1的发射极之间设有分压电阻R9。
优选地，所述开关管Q1的发射极通过限流电阻R8与交流供应电源的正极电连接，同时所述开关管Q2的集电极与交流供应电源的正极之间设有上拉电阻R7。
优选地，所述交流供应电源通过整流电路向电机控制系统提供直流电源VCC；其中，所述整流电路包括电连接在所述交流供应电源的正极和负极之间的分压限流电阻R1、分压限流电阻R2、整流二极管D1，所述分压限流电阻R1的输出端接地，且所述交流供应电源的正极与接地端之间设置储能电容C1，所述储能电容C1向电机控制系统提供直流电源VCC。
优选地，一种电机，采用如上所述的过压过热保护系统；具体优选地，所述电机为单向电机。
优选地，一种洗碗机，包括采用单相交流同步电机驱动的单相交流循环水泵，所述单相交流同步电机采用如上所述的电机。
需要特别说明的是，本发明涉及的稳压二极管ZD1以及开关管Q1均为常规的稳压二极管以及开关管器件，只要具有负温度特性(即温度补偿特性)即其对应的稳压电压VZzd1和饱和导通电压VBE.Q1随着温度升高而降低即可，本发明对其没有特别限定之处，所采用的器件结构简单且稳定可靠；
本发明创造性提出设置其直流电压Vc2与交流供应电源输入电压Vac呈比例关系的电容C2，不需要占用系统电源资源，然后配合电容C2对应设置稳压二极管ZD1以及开关管Q1，利用稳压二极管、开关管存在的公知固有温度特性，即稳压二极管ZD1的稳压电压VZzd1和开关管Q1的饱和导通电压VBE.Q1随着温度升高而降低，当发现直流电压Vc2大于稳压电压VZzd1以及饱和导通电压VBE.Q1时，开关管Q1进入导通状态，使得电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为低电平信号，电机驱动工作停止，由于稳压电压VZzd1和饱和导通电压VBE.Q1随着温度升高而降低，因此本发明中的系统过压值会随着温度升高而降低，在不占用MCU资源，也不干涉控制系统原有控制逻辑的基础上，通过简单器件结构同时实现了对电机的过压和过热联动控制保护，降低系统成本的同时增加系统的可靠性。
由于现有的过压保护装置一般都很灵敏，例如采用比较器进行过压保护的电路结构在当过压发生时，系统会触发过压保护，当过压消失后，系统恢复工作；然而在实际工作中发现，当系统电压发生过压时通常会表现为：系统电压在过压值附近进行小范围波动时，系统的过压保护电路会出现保护、恢复、保护的反复状态，此时就会造成电机出现反复停转的抖动状态，导致电机工作在异常状态；为了解决该技术问题，本发明针对性提出了一种用于电机电压保护的防抖动电路，为过压保护电路的开关管Q1配置了通过锁定信号UNLOCK_SIGNAL驱动的开关管Q2，当开关管Q1进入导通过压保护状态时，开关管Q2通过锁定信号UNLOCK_SIGNAL对开关管Q1进行导通过压保护状态锁定，防止系统输入电压在过压和非过压状态之间来回波动使得开关管Q1频繁导通和截止而导致电机出现抖动，待一定时间(具体可以根据经验判断)后，将锁定信号UNLOCK_SIGNAL进行高低电平切换，当确认过压故障消除、系统电压恢复到正常范围时，防抖动电路解锁，电机恢复正常工作，有效避免了电机工作在不稳定状态，防止电机发生抖动，使得系统更加可靠。
附图说明
图1是本发明实施例1中的过压过热保护系统结构图；
图2是本发明实施例1中各规格稳压二极管ZD1的温度特性曲线图；
图3是本发明实施例1中开关管Q1的BE结温度特性曲线图；
图4是本发明实施例2中的过压过热保护系统结构图。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种电机的过压过热保护系统，包括具有输入电压Vac的交流供应电源，交流供应电源通过整流电路向电机控制系统提供直流电源VCC，交流供应电源的正极和负极之间连接过压过热保护电路，通过过压过热保护电路输出电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1，其中，过压过热保护电路包括具有直流电压Vc2的电容C2、具有稳压电压VZzd1的稳压二极管ZD1和具有饱和导通电压VBE.Q1的开关管Q1；直流电压Vc2与输入电压Vac呈比例关系；稳压电压VZzd1和饱和导通电压VBE.Q1随着温度升高而降低，当Vc2＞VZzd1+VBE.Q1时，开关管Q1进入导通状态，使得电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为低电平信号，电机驱动工作停止，实现对电机的过压和过热联动控制保护。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
实施例1：请参见图1所示，一种电机的过压过热保护系统，包括具有输入电压Vac的交流供应电源，交流供应电源通过整流电路向电机控制系统提供直流电源VCC；优选地，在本实施方式中，整流电路包括电连接在交流供应电源的正极和负极之间的分压限流电阻R1、分压限流电阻R2、整流二极管D1，分压限流电阻R1的输出端接地，且交流供应电源的正极与接地端之间设置储能电容C1，储能电容C1向电机控制系统提供直流电源VCC；
在本实施方式中，交流供应电源的正极和负极之间连接过压过热保护电路，通过过压过热保护电路输出电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1，其中，过压过热保护电路包括具有直流电压Vc2的电容C2、具有稳压电压VZzd1的稳压二极管ZD1和具有饱和导通电压VBE.Q1的开关管Q1；直流电压Vc2与输入电压Vac呈比例关系；稳压电压VZzd1和饱和导通电压VBE.Q1随着温度升高而降低，当Vc2＞VZzd1+VBE.Q1时，开关管Q1进入导通状态，使得电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为低电平信号，电机驱动工作停止，实现对电机的过压和过热联动控制保护；
优选地，在本实施方式中，电容C2与交流供应电源之间设有充电稳压电路，当输入电压Vac处于正半周期时，电容C2通过充电稳压电路进入充电状态，当输入电压Vac处于负半周期时，电容C2通过充电稳压电路进入直流稳压状态；充电稳压电路包括电连接在交流供应电源的正极和负极之间的分压限流电阻R3、分压限流电阻R4和整流二极管D2，电容C2与分压限流电阻R3、稳压电阻R5分别并联连接；电容C2的负极与分压限流电阻R4的输入端之间连接有二极管D3；其中，当输入电压Vac处于正半周期时，电容C2通过充电稳压电路进入充电状态，当输入电压Vac处于负半周期时，电容C2通过充电稳压电路进入直流稳压状态；
在本实施方式中，直流电压Vc2与输入电压Vac的计算公式为：
Figure BDA0002484769560000081
其中，Zc2为电容C2的阻抗。
优选地，在本实施方式中，电容C2的正极接入开关管Q1的发射极，电容C2的负极通过稳压二极管ZD1接入开关管Q1的基极，同时开关管Q1的集电极接入开关管Q3的基极，开关管Q3的集电极作为电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1的输出端；当开关管Q1进入导通状态时，开关管Q3导通，电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为低电平信号；稳压二极管ZD1与开关管Q1的基极之间设有限流电阻R6。
为了进一步对本实施例的工作过程进行说明，本申请人进行了如下具体实施过程：
请参见图2所示出的包括型号为4V3、3V9、3V6、3V3、3V0、2V4以及2V7的稳压二极管ZD1温度特性曲线图，其中，横坐标为系统工作电流Iz,单位为mA，纵坐标为稳压管温度系数Sz，单位为mV/K；
在本实施方式中，选用型号为4V3的稳压二极管ZD1,根据其温度特性曲线，当系统工作电流Iz＝20mA时，可知其稳压管温度系数为-1.2mV/K，代表：温度每上升1℃，稳压值下降1.2mV；已知稳压二极管ZD1在温度＝25℃时，稳压二极管ZD1的稳压电压VZzd1＝4.3V，因此，根据温度特性曲线可以计算得知，当温度＝125℃时，稳压二极管ZD1的稳压值VZzd1为：
Figure BDA0002484769560000091
请参见图3所示出的开关管Q1(采用PNP型三极管)分别在(1)Tamb＝-55℃，(2)Tamb＝25℃以及(3)Tamb＝150℃条件下的BE结温度特性曲线图，其中，VCE.Q1(即为CE结电压)＝-5V，横坐标为系统工作电流Ic,单位为mA，纵坐标为开关管Q1的饱和导通电压VBE.Q1(即为BE结电压)，单位为mV；
根据温度特性曲线可知，当系统工作电流Ic＝10mA时，当Tamb＝-55℃时，VBE.Q1≈-0.86V；当Tamb＝25℃时,VBE.Q1≈-0.72V；当Tamb＝125℃时，VBE.Q1≈-0.52V(图3未示出)；当Tamb＝150℃时，VBE.Q1≈-0.48V。
在选定稳压二极管ZD1和开关管Q1后，基于计算公式：
Figure BDA0002484769560000092
可以看出直流电压Vc2与输入电压Vac呈比例关系，然后选定C2＝10μF，R3＝10KΩ,R4＝20KΩ,R5＝10MΩ,带入选定参数得到：
Figure BDA0002484769560000093
当温度＝25℃时，当Vc2＞VZzd1+VBE.Q1时，即
Figure BDA0002484769560000101
时，触发系统过压保护，所以可得当温度＝25℃时，输入电压Vac(相当于系统过压值)＝141.987V；
当温度＝125℃时，当Vc2＞VZzd1+VBE.Q1时，即
Figure BDA0002484769560000102
时，触发系统过压保护，所以可得125℃时，系统的过压值为Vac为132.936V；
按照如上计算过程，可以得到如下表1所示的本实施例过压过热保护系统的具体数据：
表1本实施例的温度-输入电压Vac(相当于系统过压值)的对照数据表
Figure BDA0002484769560000103
通过上表可进一步证实，本实施例中的系统过压值会随着温度升高而降低，在不占用MCU资源，也不干涉控制系统原有控制逻辑的基础上，通过简单器件结构同时实现了对电机的过压和过热联动控制保护，降低系统成本的同时增加系统的可靠性。
优选地，在本实施方式中，过压过热保护电路还包括防抖动电路，防抖动电路输入锁定信号UNLOCK_SIGNAL，通过控制锁定信号UNLOCK_SIGNAL的高低电平切换选择性锁定开关管Q1的导通状态，防止输入电压Vac在过压和非过压状态之间来回波动使得开关管Q1频繁导通和截止而导致电机出现抖动；
请进一步参见图1所示，本实施例还具体提出了一种防抖动电路，包括开关管Q2，开关管Q2的集电极与开关管Q1的基极电连接，开关管Q2的基极与开关管Q1的集电极电连接，开关管Q2的发射极输入锁定信号UNLOCK_SIGNAL；在实际工作时，当开关管Q1进入导通状态，锁定信号UNLOCK_SIGNAL为低电平信号，使得开关管Q1的导通状态被锁定，当过压故障消除后，锁定信号UNLOCK_SIGNAL切换为高电平信号，开关管Q1和开关管Q2截止，电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为高电平信号用于驱动电机运行；
优选地，在本实施方式中，开关管Q2的发射极与其基极之间设有分压电阻R11，开关管Q2的基极与开关管Q1的集电极之间设有分压电阻R10；开关管Q1的集电极接入开关管Q3的基极，开关管Q3的集电极作为电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1的输出端且与开关管Q1的发射极电连接，且开关管Q3的发射极接地。
具体优选地，在本实施方式中，开关管Q1采用PNP型开关管，开关管Q2采用NPN型开关管，开关管Q3采用NPN型开关管；开关管Q3的发射极与其基极之间设有分压电阻R13，开关管Q3的基极与开关管Q1的集电极之间设有分压电阻R12，同时开关管Q3的集电极与开关管Q1的发射极之间设有分压电阻R9；开关管Q1的发射极通过限流电阻R8与交流供应电源的正极电连接，同时开关管Q2的集电极与交流供应电源的正极之间设有上拉电阻R7。
本实施例还提出了一种电机，采用本实施例如上所述的过压过热保护系统，具体优选地，电机为单相交流同步电机；
本实施例还进一步提出了一种洗碗机，包括采用单相交流同步电机驱动的单相交流循环水泵，单相交流同步电机采用如上所述的电机。由于在家用电器中(例如洗碗机中)，受成本以及结构空间等因素的影响，其使用的单相交流同步电机一般不会允许用于检测电机及控制系统的温度，然而单相交流同步电机的供电电压越高，电机及其控制系统的发热就越严重，如果电机系统中无过热保护装置或过热保护装置失效，将可能导致起火等安全隐患，采用本实施例提出的过压过热保护系统时，由于所采用的稳压二极管ZD1和开关管Q1具有很好的温度补偿特性，系统的过压保护值随着系统温度升高而降低，即当系统温度较低时，过压保护值较高，当系统温度升高时，过压保护值随之降低，可以很好地对电机及其控制系统同时实现过压和过热联动控制保护，有力打破了对于电机进行过压、过热进行独立保护的思维偏见，推进了本领域在解决过压、过热问题时的技术水平。
实施例2：本实施例2的其余技术方案同实施例1，区别仅在于，在本实施例2中，请参见图4所示，本实施例2提出了另一种用于电机电压保护的防抖动电路，交流供应电源的正极和负极之间连接过压保护电路，通过过压保护电路输出电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1，过压保护电路包括开关管Q1，其中，防抖动电路包括开关管Q2，开关管Q2的集电极与开关管Q1的基极电连接，开关管Q2的基极与开关管Q1的集电极电连接，开关管Q2的基极输入锁定信号UNLOCK_SIGNAL，开关管Q2的发射极接地；在实际工作时，当开关管Q2的基极输入锁定信号UNLOCK_SIGNAL时，当开关管Q1进入导通状态，锁定信号UNLOCK_SIGNAL为高电平信号，使得开关管Q1的导通状态被锁定，当过压故障消除后，锁定信号UNLOCK_SIGNAL切换为低电平信号，开关管Q1和开关管Q2截止，电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为高电平信号用于驱动电机运行。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电机的过压过热保护系统，包括具有输入电压Vac的交流供应电源，所述交流供应电源通过整流电路向电机控制系统提供直流电源VCC，其特征在于，所述交流供应电源的正极和负极之间连接过压过热保护电路，通过所述过压过热保护电路输出电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1，其中，所述过压过热保护电路包括具有直流电压Vc2的电容C2、具有稳压电压VZzd1的稳压二极管ZD1和具有饱和导通电压VBE.Q1的开关管Q1，所述电容C2的正极接入开关管Q1的发射极，所述电容C2的负极通过稳压二极管ZD1接入所述开关管Q1的基极；所述直流电压Vc2与所述输入电压Vac呈比例关系；所述稳压电压VZzd1和所述饱和导通电压VBE.Q1随着温度升高而降低，当Vc2＞VZzd1+VBE.Q1时，开关管Q1进入导通状态，使得电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为低电平信号，电机驱动工作停止，实现对电机的过压和过热联动控制保护。
2.根据权利要求1所述的电机的过压过热保护系统，其特征在于，所述电容C2与所述交流供应电源之间设有充电稳压电路，当所述输入电压Vac处于正半周期时，所述电容C2通过充电稳压电路进入充电状态，当所述输入电压Vac处于负半周期时，所述电容C2通过充电稳压电路进入直流稳压状态。
3.根据权利要求2所述的电机的过压过热保护系统，其特征在于，所述充电稳压电路包括电连接在交流供应电源的正极和负极之间的分压限流电阻R3、分压限流电阻R4和整流二极管D2，所述电容C2与所述分压限流电阻R3、稳压电阻R5分别并联连接；所述电容C2的负极与所述分压限流电阻R4的输入端之间连接有二极管D3；其中，当所述输入电压Vac处于正半周期时，所述电容C2通过充电稳压电路进入充电状态，当所述输入电压Vac处于负半周期时，所述电容C2通过充电稳压电路进入直流稳压状态。
4.根据权利要求3所述的电机的过压过热保护系统，其特征在于，所述直流电压Vc2与输入电压Vac的计算公式为：
Figure FDA0003376023770000011
其中，Zc2为电容C2的阻抗。
5.根据权利要求1所述的电机的过压过热保护系统，其特征在于，所述开关管Q1的集电极接入开关管Q3的基极，所述开关管Q3的集电极作为电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1的输出端；当所述开关管Q1进入导通状态时，所述开关管Q3导通，电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为低电平信号。
6.根据权利要求1或5所述的电机的过压过热保护系统，其特征在于，所述过压过热保护电路还包括防抖动电路，所述防抖动电路输入锁定信号UNLOCK_SIGNAL，通过控制锁定信号UNLOCK_SIGNAL的高低电平切换选择性锁定开关管Q1的导通状态，防止输入电压Vac在过压和非过压状态之间来回波动使得开关管Q1频繁导通和截止而导致电机出现抖动。
7.根据权利要求6所述的电机的过压过热保护系统，其特征在于，所述防抖动电路包括开关管Q2，所述开关管Q2的集电极与所述开关管Q1的基极电连接，所述开关管Q2的基极与所述开关管Q1的集电极电连接，所述开关管Q2的发射极或基极输入所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL；当所述开关管Q2的基极输入所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL时，所述开关管Q2的发射极接地。
8.根据权利要求7所述的电机的过压过热保护系统，其特征在于，当所述开关管Q2的发射极输入所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL时，当开关管Q1进入导通状态，所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL为低电平信号，使得开关管Q1的导通状态被锁定，当过压故障消除后，所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL切换为高电平信号，所述开关管Q1和开关管Q2截止，电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为高电平信号用于驱动电机运行；
当所述开关管Q2的基极输入所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL时，当开关管Q1进入导通状态，所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL为高电平信号，使得开关管Q1的导通状态被锁定，当过压故障消除后，所述锁定信号UNLOCK_SIGNAL切换为低电平信号，所述开关管Q1和开关管Q2截止，电机驱动信号DIRVER_SIGNAL1切换为高电平信号用于驱动电机运行。
9.一种电机，其特征在于，采用如权利要求1-8之一所述的过压过热保护系统。
10.一种洗碗机，包括采用单相交流同步电机驱动的单相交流循环水泵，其特征在于，所述单相交流同步电机采用如权利要求9所述的电机。
CN202010388515.9A 2020-05-09 2020-05-09 一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机、洗碗机 Active CN111431146B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010388515.9A CN111431146B (zh) 2020-05-09 2020-05-09 一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机、洗碗机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010388515.9A CN111431146B (zh) 2020-05-09 2020-05-09 一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机、洗碗机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111431146A CN111431146A (zh) 2020-07-17
CN111431146B true CN111431146B (zh) 2022-04-22

Family

ID=71552572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010388515.9A Active CN111431146B (zh) 2020-05-09 2020-05-09 一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机、洗碗机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111431146B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201440748U (zh) * 2009-07-14 2010-04-21 康佳集团股份有限公司 过压过温保护电路
CN102109550A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 台达电子工业股份有限公司 过电压与过温度检测电路
CN204068678U (zh) * 2014-06-19 2014-12-31 深圳市聚电电源技术有限公司 一种开关电源输出过压保护和过温保护电路
CN207200350U (zh) * 2017-09-22 2018-04-06 深圳铂睿智恒科技有限公司 一种过温过压保护电路及智能终端
CN109149521A (zh) * 2018-08-09 2019-01-04 珠海格力电器股份有限公司 一种过压保护装置、电机及其过压保护方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4770446B2 (ja) * 2005-12-20 2011-09-14 サンケン電気株式会社 電源装置の過熱保護回路、および直流電源装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201440748U (zh) * 2009-07-14 2010-04-21 康佳集团股份有限公司 过压过温保护电路
CN102109550A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 台达电子工业股份有限公司 过电压与过温度检测电路
CN204068678U (zh) * 2014-06-19 2014-12-31 深圳市聚电电源技术有限公司 一种开关电源输出过压保护和过温保护电路
CN207200350U (zh) * 2017-09-22 2018-04-06 深圳铂睿智恒科技有限公司 一种过温过压保护电路及智能终端
CN109149521A (zh) * 2018-08-09 2019-01-04 珠海格力电器股份有限公司 一种过压保护装置、电机及其过压保护方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111431146A (zh) 2020-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3610964B2 (ja) スイッチング電源装置
WO2015018199A1 (zh) 光伏逆变器辅助电源的启动电路
CN211699667U (zh) 显示装置
CN107907777B (zh) 一种短路检测电路及方法、控制电路
CN111224374B (zh) 一种保护电路
CN111431146B (zh) 一种电机的过压过热保护系统及其应用的电机、洗碗机
CN211790728U (zh) 一种用于电机电压保护的防抖动电路
CN110086162B (zh) 具有自检互锁抗干扰功能的直流电源防反接电路
CN113991611B (zh) 一种开关电源及其保护电路
CN210469256U (zh) 一种带自锁功能的igbt驱动电路
CN214626345U (zh) 一种电机过热保护电路
CN210074760U (zh) 一种开关电源输出过压保护电路
CN212649088U (zh) 一种igbt过流保护电路及空调器
CN209497440U (zh) 一种电子设备的按键电路和电子设备
CN108964436B (zh) 一种开关电源启动电路
CN104124698B (zh) 一种解决光伏并网逆变器早晚频繁启动的延迟启动装置
CN107492355B (zh) 一种驱动电路及电源
CN107027207B (zh) Igbt保护电路和电磁炉
CN111883085A (zh) 一种改善液晶设备稳定工作的装置
CN112332365B (zh) 电源高压保护电路及驱动电源
CN217824233U (zh) 电压保护电路及用电设备
CN218041197U (zh) 一种开关电源限流电路及电子设备
CN213302883U (zh) 一种用于线性稳压基准的异常保护电路及驱动电源
CN112737360B (zh) 一种整流电路及电源
CN213782863U (zh) 一种直流有刷电机保护电路及直流有刷电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant