CN114899800B - 一种双检测模式的电动机保护控制器 - Google Patents

Abstract

本发明属于电动机控制器技术领域，特别涉及一种双检测模式的电动机保护控制器。本发明提供一种新的双检测模式的电动机保护控制器，包括分别采集控制电源输出信号的采样电路，采样电路采集的信号进入芯片数字保护电路以及对应的过压欠压模拟信号保护电路，所述芯片数字保护电路输出PWM信号通过驱动电路驱动电动机以及对采集的信号进行比较、处理；过压欠压模拟信号保护电路对采集的信号进行比较后输出，并分别对两路开关电路的输出信号进行检测，判断相应开关电路是否正常工作，并将结果发送给第二开关电路或者主控电路报警；该控制器采用模拟电路与数字电路相结合的方式对电流和电压信号进行处理，提高了检测效率，且提高了安全性。

Description

一种双检测模式的电动机保护控制器

技术领域

本发明属于电动机控制器技术领域，特别涉及一种双检测模式的电动机保护控制器。

背景技术

电动机保护控制器，是针对低压电动机在各种应用场合产生的故障诊断而开发的智能电动机保护器。具有体积小，重量轻、功能强大，可靠性高，配置灵活，外形美观、安装方便等特点。采用高集成制的高速处理器进行数据采集、处理，在实现传统的低压电动机保护的基础上，融入测控、计量、运行记录和通讯功能，真正实现数字化，智能化，网络化，做到保护和测控与一体，为工业生产过程控制的管理带来了很大的便利。具有直接启动、双向启动、星/三角启动、自耦变压器启动等多种启动控制方式。

电动机保护控制器为了防止电路部件的故障或误动作监视电动机保护控制器的电流电压，在检测出过电流、短路、欠压、过压等的异常电流电压的情况下，执行规定的保护工作的技术。现有的控制器在检测故障时将采集的电流或电压信号仅通过模拟量电路处理，或者仅采用数字量电路进行处理，降低了检测速度。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种新的双检测模式的电动机保护控制器。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种双检测模式的电动机保护控制器，所述双检测模式的电动机保护控制器包括分别采集控制电源输出信号的采样电路，所述采样电路的输出端连接芯片数字保护电路以及连接过压欠压模拟信号保护电路，所述芯片数字保护电路与过压欠压模拟信号保护电路均通过驱动电路和反相电路连接电动机；

所述芯片数字保护电路包括第一比较电路、主控电路和报警电路，所述第一比较电路对采样电路采集的信号比较运算、放大后发送至主控电路，所述主控电路生成PWM信号给驱动电路以及对接收的第一比较电路的信号进行处理，所述报警电路在接收到所述主控电路发送的报警信号后报警；

所述过压欠压模拟信号保护电路包括第一开关电路、第二开关电路、第二比较电路以及诊断电路，所述第一开关电路控制所述控制电源向所述驱动电路提供电压，所述第二开关电路连接在第一开关电路与所述驱动电路之间，所述第二比较电路对所述采样电路采集的信号进行比较，并根据主控电路发送的信号将比较结果发送至第一开关电路或第二开关电路，所述诊断电路接收所述主控电路的信号对第一开关电路和/或第二开关电路进行检测，在采样电路输出电压变化前后，分别采集第一开关电路或第二开关电路的输出信号，根据输出信号判断相应开关电路的工作是否正常，并将诊断结果发送至第二开关电路和/或主控电路。

进一步地改进，所述采样电路包括三相电流采集电路、漏电电流采集电路以及三相电压检测电路，三相电流采样电路、漏电电流采样电路的输出端均连接第一比较电路；三相电压检测电路分别检测三相电压中的每一相，输出端连接第二比较电路。

进一步地改进，所述过压欠压模拟信号保护电路还包括逻辑电路，所述逻辑电路的输入端连接所述诊断电路的输出信号以及主控电路输出的PWM信号，输出端连接驱动电路；所述诊断电路还可以在诊断的结果为异常的情况下截止PWM信号。

进一步地改进，所述电压检测电路包括串联连接在所述控制电源的输出端的第一可调电阻电路和第二可调电阻电路，所述第二可调电阻电路的输出端和第二可调电阻电路的调节端分别生成分压值给第二比较电路，且接收到主控电路发送的调节信号后，调节第一可调电阻电路或第二可调电阻电路并生成两个新的分压值给第二比较电路。

进一步地改进，所述三相电流采集电路包括接口P1、电阻R1-R3以及电容C2、C5、C6，接口P1上插接内置互感器，用于采集三相电流，P1的1引脚输出VREF，2引脚输出IC，3引脚输出IB，4引脚输出IA，且1引脚和2引脚之间并联有并联连接的电阻R3和电容C6，1引脚和3引脚之间并联有并联连接的电阻R2和电容C5，1引脚和4引脚之间并联有并联连接的电阻R1和电容C2。

进一步地改进，所述漏电电流采集电路包括接口P9、电阻R46、R51以及电容C41，接口P9上插接外置互感器，用于采集漏电电流，P9的2引脚通过电阻R51输出Ig_L，1引脚输出VREF，1引脚和2引脚之间并联有并联连接的电阻R46和电容C41。

进一步地改进，所述主控电路包括主控芯片U6，U6的41引脚输出PWM信号，并通过接口P7输出，U6的5引脚通过电容C13接地，6引脚通过电容C16接地，且5引脚和6引脚之间并联有并联连接的电阻R18和晶振X1，且晶振X1的输出端接地，U1的60引脚通过电阻R24接地，7引脚分别连接电阻R27的正极以及通过电容C22接地，电阻R27的负极分别通过电阻R30接地以及连接电源监控器U5的2引脚，U5的1引脚接地，3引脚分别连接+3.3V以及通过电容C21接地，U6的31、47、63、18、12引脚均接地，1、32、48、64、19、13引脚并联并分别连接+3.3V以及电容C25-C27的正极、C29-C31的正极和C33的正极，C25-C27的负极、C29-C31的负极和C33的负极均接地；接口P7的2、4、13和14引脚均接地，1引脚连接+3.3V，3引脚输入PWM信号，5-12引脚分别连接U6的44、43、45、42、55、53、56、54引脚，且接口P7上连接电源线，15引脚和16引脚均输入电源+5Vin。

进一步地改进，所述第一比较电路包括三相电流运算电路和漏电电流运算电路，所述三相电流运算电路包括运算放大器U3，U3的2引脚连接电阻R6的负极，3引脚连接电阻R8的负极，6引脚连接电阻R15的负极，5引脚连接电阻R17的负极，9引脚连接电阻R25的负极，10引脚连接电阻R28的负极，13引脚分别连接电阻R31的负极、电阻R32的负极和电阻R34的负极，12引脚连接电阻R36的负极，R6、R15、R25和R36的正极均输入VREF，R8和R31的正极均输入IA，R17和R32的正极均输入IB，R28和R34的正极均输入IC，U3的2引脚和1引脚之间并联有并联连接的电阻R4和电容C8，6引脚和7引脚之间并联有并联连接的电阻R14和电容C12，9引脚和8引脚之间并联有并联连接的电阻R20和电容C18，13引脚和14引脚之间并联有并联连接的电阻R33和电容C23，1引脚连接电阻R7的正极，电阻R7的负极连接主控芯片U6的24引脚以及通过电容C10接地，U3的7引脚连接电阻R16的正极，电阻R16的负极连接U6的25引脚以及通过电容C15接地，U3的8引脚连接电阻R26的正极，电阻R26的负极连接U6的22引脚以及通过电容C20接地，U3的14引脚连接电阻R35的正极，电阻R35的负极连接U6的23引脚以及通过电容C28接地，U3的11引脚接地，4引脚连接+3.3V引脚通过电容C11接地；

所述漏电电流运算电路包括运算放大器U7和接口P8，U7的2引脚连接电阻R41的负极，3引脚连接电阻R43的负极，9引脚连接电阻R48的负极，10引脚分别连接电阻R50的负极和R52的负极，R41的正极和R48的正极均输入VREF，R43的正极输入Ig_L，R50的正极输入VA，R52的正极输入IA，U7的2引脚和1引脚之间并联有并联连接的电阻R37和电容C32，1引脚连接电阻R42正极，R42的负极连接U6的26引脚以及通过电容C35接地，11引脚接地，4引脚连接+3.3V以及通过电容C36接地，9引脚通过电阻R47接地以及通过电容C40接地，10引脚通过电容C42接地，8引脚连接电阻R49的正极，R49的负极连接U6的27引脚以及通过电阻C42接地；接口P8的1引脚输入VREF，3引脚输入VA，4引脚和8引脚均接地，10引脚和9引脚均连接+3.3V，且2、3、5、6、7引脚分别连接U6的9、8、10、11、14引脚。

进一步地改进，所述比较电路中电阻R8的正极通过电阻R5连接U6的21引脚，且R5的负极通过电容C9接地，电阻R17的正极通过电阻R13连接U6的20引脚，且R13的负极通过电容C14接地，电阻R28的正极通过电阻R21连接U6的17引脚，且R21的负极通过电容C19接地。

进一步地改进，所述报警电路包括电阻R9-R12以及发光二极管D1-D4，发光二极管D1的阳极通过电阻R9连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的62引脚，发光二极管D2的阳极通过电阻R10连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的2引脚，发光二极管D3的阳极通过电阻R11连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的3引脚，发光二极管D4的阳极通过电阻R12连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的4引脚。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种新的双检测模式的电动机保护控制器，包括分别采集控制电源输出信号的采样电路，采样电路采集的信号进入芯片数字保护电路以及对应的过压欠压模拟信号保护电路，所述芯片数字保护电路输出PWM信号通过驱动电路驱动电动机以及对采集的信号进行比较、处理；过压欠压模拟信号保护电路对采集的信号进行比较后输出，并分别对两路开关电路的输出信号进行检测，判断相应开关电路是否正常工作，并将结果发送给第二开关电路或者主控电路报警；该控制器采用模拟电路与数字电路相结合的方式对电流和电压信号进行处理，提高了检测效率，且提高了安全性。

附图说明

图1为本发明中双检测模式的电动机保护控制器的结构框图；

图2为本发明中三相电流采集电路的电路图；

图3为本发明中漏电电流采集电路的电路图；

图4-图5为本发明中主控电路的电路图；

图6为本发明中第一比较电路中三相电流运算电路的电路图；

图7为本发明中第一比较电路中漏电电流运算电路的电路图；

图8为本发明中报警电路的电路图；

图9为本发明中电源电路的电路图；

图10为本发明中开关电路的电路图；

图11为本发明中接口P7的电路图；

图12为本发明中接口P8的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。

在一些实施例中，本发明提供一种双检测模式的电动机保护控制器，如图1所示，包括分别采集控制电源输出信号的采样电路，所述采样电路的输出端连接芯片数字保护电路，以及连接过压欠压模拟信号保护电路，所述芯片数字保护电路与过压欠压模拟信号保护电路均通过驱动电路和反相电路连接电动机；

所述芯片数字保护电路包括第一比较电路、主控电路和报警电路，所述第一比较电路对采样电路采集的信号比较运算、放大后发送至主控电路，所述主控电路生成PWM信号给驱动电路以及对接收的第一比较电路的信号进行处理，所述报警电路在接收到所述主控电路发送的报警信号后报警；

所述过压欠压模拟信号保护电路包括第一开关电路、第二开关电路、第二比较电路以及诊断电路，所述第一开关电路控制所述控制电源向所述驱动电路提供电压，所述第二开关电路连接在第一开关电路与所述驱动电路之间，所述第二比较电路对所述采样电路采集的信号进行比较，并根据主控电路发送的信号将比较结果发送至第一开关电路或第二开关电路，所述诊断电路接收所述主控电路的信号对第一开关电路和/或第二开关电路进行检测，在采样电路输出电压变化前后(采样电路采集的信号包括电压信号，且采样电路输出的电压值是可变的，此处输出电压变化前后指的是电压值变化前后)，分别采集第一开关电路或第二开关电路的输出信号，根据输出信号判断相应开关电路的工作是否正常，并将诊断结果发送至第二开关电路和/或主控电路。

本发明提供一种新的双检测模式的电动机保护控制器，包括分别采集控制电源输出信号的采样电路，采样电路采集的信号进入芯片数字保护电路以及对应的过压欠压模拟信号保护电路，所述芯片数字保护电路输出PWM信号通过驱动电路驱动电动机以及对采集的信号进行比较、处理；过压欠压模拟信号保护电路对采集的信号进行比较后输出，并分别对两路开关电路的输出信号进行检测，判断相应开关电路是否正常工作，并将结果发送给第二开关电路或者主控电路报警；该双检测模式的电动机保护控制器采用模拟电路与数字电路相结合的方式对电流和电压信号进行处理，提高了检测效率，且提高了安全性。

本实施例中所述采样电路包括三相电流采集电路、漏电电流采集电路以及三相电压检测电路，三相电流采样电路、漏电电流采样电路的输出端均连接第一比较电路；三相电压检测电路分别检测三相电压中的每一相，输出端连接第二比较电路。

本实施例中三相电压检测电路可以由三个电压检测电路封装到一起，分别检测三相电压中的每一相，过压欠压模拟信号保护电路分别对每一相电压进行检测，即分别处理三相电压VA、VB、VC，本实施例中以封装到一起的电压检测电路为例，如图1所示，在电压检测电路的输入端可以是VA、VB或VC。

本实施例中所述过压欠压模拟信号保护电路还包括逻辑电路，所述逻辑电路的输入端连接所述诊断电路的输出信号以及主控电路输出的PWM信号，输出端连接驱动电路；所述诊断电路还可以在诊断的结果为异常的情况下截止PWM信号。

在另一实施例中，本实施例中所述电压检测电路包括串联连接在所述控制电源的输出端的第一可调电阻电路和第二可调电阻电路，所述第二可调电阻电路的输出端和第二可调电阻电路的调节端分别生成分压值给第二比较电路，且接收到主控电路发送的调节信号后，调节第一可调电阻电路或第二可调电阻电路并生成两个新的分压值给第二比较电路。

本实施例中电动机是交流电动机，在其内部具备电动机绕组，反相电路是向电动机绕组提供电力，驱动具备该电动机绕组的电动机的电路。驱动电路是向反相电路提供驱动信号的电路。

第一开关电路，可以通过三极管实现，控制从控制电源向驱动电路的提供电压的电路；第一开关电路按照来自第二比较电路的输入信号的电平，控制导通状态和截止状态被切换；

第二开关电路，可以通过三极管实现，连接在第一开关电路与驱动电路之间，控制从控制电源向驱动电路的提供电压的电路；第二开关电路，按照来自诊断电路的输入信号的电平，控制导通状态和截止状态被切换；另外，在第一开关电路的工作状态被检测为异常时，按照来自第二比较电路的输入信号的电平，控制导通状态和截止状态被切换。

电压检测电路，检测控制电源提供的电压对应的检测电压，并且，能够使检测电压发生变化的电路；且电压检测电路分别通过第一可调电阻电路(通过滑动电阻器实现)和第二可调电阻电路(通过滑动电阻器实现，第二可调电阻电路的调节端即为滑动变阻器的滑片端)来调节两分压值Vu和Vo，其中Vu>Vo。

第二比较电路(可通过窗比较器实现)是电压检测电路检测出的检测电压(即两个分压值)与判断阈值进行比较，从而判断检测电压是否处于规定的范围内，在判断为检测电压没有处于规定的范围内的情况下，向第一开关电路或第二开关电路提供截止信号，从而使第一开关电路或者第二开关电路截止的电路。第二比较电路具有提供第一基准电压Vr1和第二基准电压Vr2的两基准电源，其中Vr1>Vr2。在比较时，分压值Vu和Vo分别与Vr1和Vr2进行比较，在Vu<Vr2时，控制电源欠压，在Vo>Vr1时，控制电源过压，在Vr2<Vu<Vr1，控制电源可能欠压，在Vr2<Vo<Vr1，控制电源可能过压。

诊断电路用于分别诊断第一开关电路和第二开关电路的工作是否为正常的电路，工作时，首先，采集第一开关电路输出端的信号，接着，主控电路向电压检测电路中发送调节信号，此时，无论此前控制电源的电压是否过压或欠压，在此试验性的使两分压值发生大幅度的变化，先调节第二可调电阻电路，使靠近控制电源侧接入电路部分的电阻为0，使得Vu无限接近于控制电源输出端的电压，在生成新的分压值后发送至第二比较电路再次进行比较后，再次采集第一开关电路输出端的信号，接着，将第二可调电阻电路调回原位，开始调节第一可调电阻电路，使第一可调电阻电路接入电路部分的电阻为0，在生成新的分压值后发送至第二比较电路再次进行比较后，再次采集第一开关电路输出端的信号，将至少三次采集的信号进行比对判断后输出判断结果，在电路无异常时，向主控电路发送电路无异常信号并向第二开关电路发送导通信号，在电路发生异常时，向主控电路发送电路异常信号并向第二开关电路发送截止信号，同时，截止PWM信号，停止驱动电动机；

此时，主控电路向第二比较电路发送信号，第二比较电路将比较结果发送至第二开关电路，且诊断电路采集第二开关电路输出端的信号，同时，主控电路向电压检测电路发送调节信号(此时，第一可调电阻电路或第二可调电阻电路的调节方式与诊断第一开关电路时的调节方式类似，根据实际情况判断调节哪一路的可调电阻)，在分压值改变后，再次采集第二开关电路输出端的信号，将至少两次采集的信号进行比对判断后输出判断结果，在电路无异常时，向主控电路发送电路无异常信号，在电路发生异常时，向主控电路发送电路异常信号，同时，截止PWM信号，停止驱动电动机。

本实施例中的逻辑电路为逻辑积电路，由诊断电路输出的信号与PWM信号作为输入；若通过诊断工作检测出第一开关电路异常，则能够根据第二开关电路对控制电源的截止、以及来自PWM信号的截止的两个不同方法，断开驱动电路的输出；且若通过诊断工作检测出第二开关电路异常，则能够根据来自PWM信号的截止的方法，断开驱动电路的输出。因此，该电路的设置能够提高安全性。

如图2所示，本实施例中所述三相电流采集电路包括接口P1、电阻R1-R3(阻值均为22k)以及电容C2、C5、C6(电容值均为4.7n)，接口P1上插接内置互感器，用于采集三相电流，P1的1引脚输出VREF，2引脚输出IC，3引脚输出IB，4引脚输出IA，且1引脚和2引脚之间并联有并联连接的电阻R3和电容C6，1引脚和3引脚之间并联有并联连接的电阻R2和电容C5，1引脚和4引脚之间并联有并联连接的电阻R1和电容C2。

如图3所示，本实施例中所述漏电电流采集电路包括接口P9、电阻R46(阻值为51k)、R51(阻值为0)以及电容C41(电容值为4.7n)，接口P9上插接外置互感器，用于采集漏电电流，P9的2引脚通过电阻R51输出Ig_L，1引脚输出VREF，1引脚和2引脚之间并联有并联连接的电阻R46和电容C41。

如图4、图5、图11所示，本实施例中所述主控电路包括主控芯片U6(包括U6A和U6B)(型号为STM32F103RBT6)，U6的41引脚输出PWM信号，并通过接口P7输出，U6的的5引脚通过电容C13(电容值为20p)接地，6引脚通过电容C16(电容值为20p)接地，且5引脚和6引脚之间并联有并联连接的电阻R18(阻值为10M)和晶振X1(频率为8M)，且晶振X1的输出端接地，U1的60引脚通过电阻R24(阻值为10k)接地，7引脚分别连接电阻R27(阻值为1k)的正极以及通过电容C22(电容值为0.1u)接地，电阻R27的负极分别通过电阻R30(阻值为10k)接地以及连接电源监控器U5(型号IMP809SEUR/T)的2引脚，U5的1引脚接地，3引脚分别连接+3.3V以及通过电容C21(电容值为0.1u)接地，U6的31、47、63、18、12引脚均接地，1、32、48、64、19、13引脚并联并分别连接+3.3V以及电容C25-C27的正极、C29-C31的正极和C33的正极，C25-C27的负极、C29-C31的负极和C33的负极均接地；接口P7的2、4、13和14引脚均接地，1引脚连接+3.3V，3引脚输入PWM信号，5-12引脚分别连接U6的44、43、45、42、55、53、56、54引脚，且接口P7上连接电源线，15引脚和16引脚均输入电源+5Vin。

本实施例中在主控芯片的5和6引脚之间并联晶振，提供基本的时钟信号，便于各部分保持同步；U5以及相应的电容电阻组成了微控制器监控电路，用来监控电源电压，并在必要时向主控芯片提供复位信号；电源电压降至预设重置阈值以下，则会发出重置信号，并且在电源电压升至重置阈值以上后至少会持续140ms。IMP809具有激活的低重置输出，这保证了Vcc降至1.1V时处于正确状态。IMP810具有激活的高复位输出。复位比较器的设计可忽略Vcc上的快速瞬变。其中，电容C25、C26、C30、C31、C36的电容值均为0.1u，C25和C29的电容值均为10u。

本实施例中所述第一比较电路包括三相电流运算电路和漏电电流运算电路，如图6所示，所述三相电流运算电路包括包括运算放大器U3(包括U3A-U3D)(型号LMV324I)，U3的2引脚连接电阻R6(阻值6.8k)的负极，3引脚连接电阻R8(阻值10k)的负极，6引脚连接电阻R15(阻值6.8k)的负极，5引脚连接电阻R17(阻值10k)的负极，9引脚连接电阻R25(阻值6.8k)的负极，10引脚连接电阻R28(阻值10k)的负极，13引脚分别连接电阻R31(R31、32、34阻值均为39k)的负极、电阻R32的负极和电阻R34的负极，12引脚连接电阻R36(阻值10k)的负极，R6、R15、R25和R36的正极均输入VREF，R8和R31的正极均输入IA，R17和R32的正极均输入IB，R28和R34的正极均输入IC，U3的2引脚和1引脚之间并联有并联连接的电阻R4(阻值39k)和电容C8(电容值为0.1u)，6引脚和7引脚之间并联有并联连接的电阻R14(阻值39k)和电容C12(电容值为0.1u)，9引脚和8引脚之间并联有并联连接的电阻R20(阻值39k)和电容C18(电容值为0.1u)，13引脚和14引脚之间并联有并联连接的电阻R33(阻值39k)和电容C23(电容值为0.1u)，1引脚连接电阻R7(阻值100)的正极，电阻R7的负极连接主控芯片U6的24引脚以及通过电容C10(电容值为33n)接地，U3的7引脚连接电阻R16(阻值100)的正极，电阻R16的负极连接U6的25引脚以及通过电容C15(电容值为33n)接地，U3的8引脚连接电阻R26的正极，电阻R26(阻值100)的负极连接U6的22引脚以及通过电容C20(电容值为33n)接地，U3的14引脚连接电阻R35(阻值1k)的正极，电阻R35的负极连接U6的23引脚以及通过电容C28(电容值为33n)接地，U3的11引脚接地，4引脚连接+3.3V引脚通过电容C11(电容值为0.1u)接地；

如图7、图12所示，所述漏电电流运算电路包括运算放大器U7(包括U7A和U7C)(型号LMV324I)和接口P8，U7的2引脚连接电阻R41(阻值2k)的负极，3引脚连接电阻R43(阻值10k)的负极，9引脚连接电阻R48(阻值1k)的负极，10引脚分别连接电阻R50(阻值10k)的负极和R52(阻值10k)的负极，R41的正极和R48的正极均输入VREF，R43的正极输入Ig_L，R50的正极输入VA，R52的正极输入IA，U7的2引脚和1引脚之间并联有并联连接的电阻R37(阻值39k)和电容C32(电容值为0.1u)，1引脚连接电阻R42(阻值100)正极，R42的负极连接U6的26引脚以及通过电容C35(电容值为33n)接地，11引脚接地，4引脚连接+3.3V以及通过电容C36(电容值为0.1u)接地，9引脚通过电阻R47(阻值10k)接地以及通过电容C40(电容值为1n)接地，10引脚通过电容C43(电容值为1n)接地，8引脚连接电阻R49(阻值100)的正极，R49的负极连接U6的27引脚以及通过电容C42(电容值为1n)接地；接口P8的1引脚输入VREF，3引脚输入VA，4引脚和8引脚均接地，10引脚和9引脚均连接+3.3V，且2、3、5、6、7引脚分别连接U6的9、8、10、11、14引脚。

本实施例中U3同时输入IA、IB、IC的并联电流，即图10中的运算放大器U3D的电路，是为了抬升Ig_L，VREF是抬升电压用的，该Ig_L为图9中U7A输入的漏电电流，U7C中IA和VA是同相位的，IA和VA与Vref比较，得出频率。

本实施例中所述第一比较电路中电阻R8的正极通过电阻R5连接U6的21引脚，且R5(阻值100k)的负极通过电容C9(电容值33n)接地，电阻R17的正极通过电阻R13连接U6的20引脚，且R13(阻值100k)的负极通过电容C14(电容值33n)接地，电阻R28的正极通过电阻R21(阻值100k)连接U6的17引脚，且R21的负极通过电容C19(电容值33n)接地。

如图8所示，本实施例中所述报警电路包括电阻R9-R12以及发光二极管D1-D4，发光二极管D1的阳极通过电阻R9(阻值1k)连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的62引脚，发光二极管D2的阳极通过电阻R10(阻值1k)连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的2引脚，发光二极管D3的阳极通过电阻R11(阻值1k)连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的3引脚，发光二极管D4的阳极通过电阻R12(阻值1k)连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的4引脚。

本实施例中发光二极管D1-D4用作指示灯，分别指示停车、起动、运行和故障报警，其中，停车―指示当前电机为停车状态，也可以识别设备的工作电源是否正常，起动―指示电机的停车和运行的中间状态，包括起动和转换，运行―指示当前电机正常运行状态，故障报警―指示灯点亮时表示有报警故障发生。

如图1所示，本实施中所述双检测模式的电动机保护控制器的芯片数字保护电路还包括与所述主控电路连接的电源电路和开关电路；

所述电源电路用于对各电路供电，其具体结构如下：

如图9所示，本实施例中电源电路包括稳压器U1(型号为SPX1117M3-3.3)，U1的1引脚接地，3引脚分别连接电感L1的负极、通过电容C1(电容值为10u)接地以及通过电容C3(电容值为0.1u)接地，2引脚输出+3.3V以及通过电容C4(电容值为0.1u)接地、通过电容C7(电容值为10u)接地，电感L1的正极输入电源+5Vin，负极输出+5V，+5V为稳压器的输入电源，连接U1的3引脚。

本实施例中电源+5Vin通过接口P7外接电源，电源电路将+5Vin通过电感滤波后输出+5V的电压，+5V电压经稳压器后输出+3.3V电压为各电路供电。

如图10所示，本实施例中所述开关电路包括按键KEY、电阻R29(阻值10k)以及电容C24，按键KEY的1引脚接地，2引脚分别连接主控芯片U6的61引脚、通过电阻R29连接+3.3V以及通过电容C24(电容值0.1u)接地。所述开关电路用来控制U5的复位。

虽然本说明书包含很多具体的实施细节，但是这些不应当被解释为对任何发明的范围或者对可以要求保护的内容的范围的限制，而是作为可以使特定发明的特定实施方式具体化的特征的说明。在独立的实施方式的语境中的本说明书中描述的特定特征还可以与单个实施方式组合地实施。相反地，在单个实施方式的语境中描述的各种特征还可以独立地在多个实施方式中实施，或者在任何合适的子组合中实施。此外，虽然以上可以将特征描述为组合作用并且甚至最初这样要求，但是来自要求的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合去掉，并且要求的组合可以转向子组合或者子组合的变形。

在特定情况下，多任务处理和并行处理可以是有利的。此外，上述实施方式中的各种系统模块和组件的分离不应当理解为在所有实施方式中要求这样的分离。

已经描述了主题的特定实施方式。其他实施方式在以下权利要求的范围内。例如，在权利要求中记载的活动可以以不同的顺序执行并且仍旧实现期望的结果。作为一个实例，为了实现期望的结果，附图中描述的处理不必须要求示出的特定顺序或者顺序次序。在特定实现中，多任务处理和并行处理可以是有优势的。

Claims (10)

1.一种双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述双检测模式的电动机保护控制器包括采集控制电源输出信号的采样电路，所述采样电路的输出端连接芯片数字保护电路，以及连接过压欠压模拟信号保护电路，所述芯片数字保护电路与过压欠压模拟信号保护电路均通过驱动电路和反相电路连接电动机；

所述芯片数字保护电路包括第一比较电路、主控电路和报警电路，所述第一比较电路对采样电路采集的信号比较运算、放大后发送至主控电路，所述主控电路生成PWM信号给驱动电路以及对接收的第一比较电路的信号进行处理，所述报警电路在接收到所述主控电路发送的报警信号后报警；

所述过压欠压模拟信号保护电路包括第一开关电路、第二开关电路、第二比较电路以及诊断电路，所述第一开关电路控制所述控制电源向所述驱动电路提供电压，所述第二开关电路连接在第一开关电路与所述驱动电路之间，所述第二比较电路对所述采样电路采集的信号进行比较，并根据主控电路发送的信号将比较结果发送至第一开关电路或第二开关电路，所述诊断电路接收所述主控电路的信号对第一开关电路和/或第二开关电路进行检测，在采样电路输出电压变化前后，分别采集第一开关电路或第二开关电路的输出信号，根据输出信号判断相应开关电路的工作是否正常，并将诊断结果发送至第二开关电路和/或主控电路。

2.如权利要求1所述的双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述采样电路包括三相电流采集电路、漏电电流采集电路以及三相电压检测电路，三相电流采样电路、漏电电流采样电路的输出端均连接第一比较电路；三相电压检测电路分别检测三相电压中的每一相，输出端连接第二比较电路。

3.如权利要求2所述的双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述过压欠压模拟信号保护电路还包括逻辑电路，所述逻辑电路的输入端连接所述诊断电路的输出信号以及主控电路输出的PWM信号，输出端连接驱动电路；所述诊断电路还可以在诊断的结果为异常的情况下截止PWM信号。

4.如权利要求2所述的双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述电压检测电路包括串联连接在所述控制电源的输出端的第一可调电阻电路和第二可调电阻电路，所述第二可调电阻电路的输出端和第二可调电阻电路的调节端分别生成分压值给第二比较电路，且接收到主控电路发送的调节信号后，调节第一可调电阻电路或第二可调电阻电路并生成两个新的分压值给第二比较电路。

5.如权利要求2所述的双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述三相电流采集电路包括接口P1、电阻R1-R3以及电容C2、C5、C6，接口P1上插接内置互感器，用于采集三相电流，P1的1引脚输出VREF，2引脚输出IC，3引脚输出IB，4引脚输出IA，且1引脚和2引脚之间并联有并联连接的电阻R3和电容C6，1引脚和3引脚之间并联有并联连接的电阻R2和电容C5，1引脚和4引脚之间并联有并联连接的电阻R1和电容C2。

6.如权利要求5所述的双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述漏电电流采集电路包括接口P9、电阻R46、R51以及电容C41，接口P9上插接外置互感器，用于采集漏电电流，P9的2引脚通过电阻R51输出Ig_L，1引脚输出VREF，1引脚和2引脚之间并联有并联连接的电阻R46和电容C41。

7.如权利要求6所述的双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述主控电路包括主控芯片U6，U6的41引脚输出PWM信号，并通过接口P7输出，U6的5引脚通过电容C13接地，6引脚通过电容C16接地，且5引脚和6引脚之间并联有并联连接的电阻R18和晶振X1，且晶振X1的输出端接地，U1的60引脚通过电阻R24接地，7引脚分别连接电阻R27的正极以及通过电容C22接地，电阻R27的负极分别通过电阻R30接地以及连接电源监控器U5的2引脚，U5的1引脚接地，3引脚分别连接+3.3V以及通过电容C21接地，U6的31、47、63、18、12引脚均接地，1、32、48、64、19、13引脚并联并分别连接+3.3V以及电容C25-C27的正极、C29-C31的正极和C33的正极，C25-C27的负极、C29-C31的负极和C33的负极均接地；接口P7的2、4、13和14引脚均接地，1引脚连接+3.3V，3引脚输入PWM信号，5-12引脚分别连接U6的44、43、45、42、55、53、56、54引脚，且接口P7上连接电源线，15引脚和16引脚均输入电源+5Vin。

8.如权利要求7所述的双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述第一比较电路包括三相电流运算电路和漏电电流运算电路，所述三相电流运算电路包括运算放大器U3，U3的2引脚连接电阻R6的负极，3引脚连接电阻R8的负极，6引脚连接电阻R15的负极，5引脚连接电阻R17的负极，9引脚连接电阻R25的负极，10引脚连接电阻R28的负极，13引脚分别连接电阻R31的负极、电阻R32的负极和电阻R34的负极，12引脚连接电阻R36的负极，R6、R15、R25和R36的正极均输入VREF，R8和R31的正极均输入IA，R17和R32的正极均输入IB，R28和R34的正极均输入IC，U3的2引脚和1引脚之间并联有并联连接的电阻R4和电容C8，6引脚和7引脚之间并联有并联连接的电阻R14和电容C12，9引脚和8引脚之间并联有并联连接的电阻R20和电容C18，13引脚和14引脚之间并联有并联连接的电阻R33和电容C23，1引脚连接电阻R7的正极，电阻R7的负极连接主控芯片U6的24引脚以及通过电容C10接地，U3的7引脚连接电阻R16的正极，电阻R16的负极连接U6的25引脚以及通过电容C15接地，U3的8引脚连接电阻R26的正极，电阻R26的负极连接U6的22引脚以及通过电容C20接地，U3的14引脚连接电阻R35的正极，电阻R35的负极连接U6的23引脚以及通过电容C28接地，U3的11引脚接地，4引脚连接+3.3V引脚通过电容C11接地；

所述漏电电流运算电路包括运算放大器U7和接口P8，U7的2引脚连接电阻R41的负极，3引脚连接电阻R43的负极，9引脚连接电阻R48的负极，10引脚分别连接电阻R50的负极和R52的负极，R41的正极和R48的正极均输入VREF，R43的正极输入Ig_L，R50的正极输入VA，R52的正极输入IA，U7的2引脚和1引脚之间并联有并联连接的电阻R37和电容C32，1引脚连接电阻R42正极，R42的负极连接U6的26引脚以及通过电容C35接地，11引脚接地，4引脚连接+3.3V以及通过电容C36接地，9引脚通过电阻R47接地以及通过电容C40接地，10引脚通过电容C43接地，8引脚连接电阻R49的正极，R49的负极连接U6的27引脚以及通过电容C42接地；接口P8的1引脚输入VREF，3引脚输入VA，4引脚和8引脚均接地，10引脚和9引脚均连接+3.3V，且2、3、5、6、7引脚分别连接U6的9、8、10、11、14引脚。

9.如权利要求8所述的双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述第一比较电路中电阻R8的正极通过电阻R5连接U6的21引脚，且R5的负极通过电容C9接地，电阻R17的正极通过电阻R13连接U6的20引脚，且R13的负极通过电容C14接地，电阻R28的正极通过电阻R21连接U6的17引脚，且R21的负极通过电容C19接地。

10.如权利要求7所述的双检测模式的电动机保护控制器，其特征在于，所述报警电路包括电阻R9-R12以及发光二极管D1-D4，发光二极管D1的阳极通过电阻R9连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的62引脚，发光二极管D2的阳极通过电阻R10连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的2引脚，发光二极管D3的阳极通过电阻R11连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的3引脚，发光二极管D4的阳极通过电阻R12连接+3.3V，阴极连接主控芯片U6的4引脚。