CN115184636A - 一种直流电机转速实时估算电路及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种直流电机转速实时估算电路及方法，属于直流有刷电机技术领域，通过对电机运行电流值的计算，来计算电机转速，解决了因温度过高或碳刷老化而导致转速估算误差的问题，实现了对电机转速实时地精准控制。在计算转速的之前，通过对电机电枢电阻的判断，可以有效地识别出电机老化等问题。并且，通过对电机运行电流的判断，可以有效地识别出电机过流等工况。整体提高了直流电机控制的稳定性和安全性，在一定程度上遏制了直流有刷电机因先天性寿命短而造成的质量问题。

Description

一种直流电机转速实时估算电路及方法

技术领域

本发明涉及直流有刷电机技术领域，具体而言，涉及一种直流电机转速实时估算电路及方法。

背景技术

直流有刷电机因其控制简单、成本低等优点，被广泛地应用在各行各业的控制中。在我们的ABS产品中，也会用到直流有刷电机，其作用主要是将轮缸的制动液回收至主缸中，保证下一次有效的制动压力。故而，在控制直流有刷电机运行的过程中，需要对转速进行闭环控制。一般获取转速的方法有两种：

一种是在直流有刷电机上安装霍尔感应器件，通过此信号计算出电机转速。此方法通常称为有感的控制，因增加霍尔感应器件(或者其他感应的方法)，使得硬件成本较高。

另一种则是通过监控直流电机的某种特性或变量，通过算法计算出电机转速。此方法通常称为无感的控制。因其成本低，在ABS产品中成为主流的控制方法。但在应用此方法时，对转速估算的实时性和准确性，提出了更高的挑战。

直流电机的驱动原理如图1所示(以正转方向驱动为例，若实现正反转，则使用H桥驱动)：

当MCU发出控制命令CTL_HS，使得Q1导通，则电机M两端得电，开始运行至相应的转速。当MCU发出控制命令CTL_HS，使得Q1关闭，则电机M两端失电，转速因惯性自由运行降速至0，并且此过程中，在电机M两端会产生反电动势，其公式为E＝Ke*n。

基于以上电机及驱动技术原理，专利：CN207198185U提供了一种方案：

利用电机反电动势公式E＝Ke*n(其中E为电机反电动势；Ke为电机反电动势常数，常量；n为电机转速)。故，在Q1关断后，测得电机两端的反电动势电压，则通过公式计算得出转速。

该方案的不足：即计算出的转速为非运行时的转速，其控制的实时性较差，具体表现在：只能通过Q1关断之后计算出的转速，等效为下一个运行周期时的转速。并且，实际转速的波动也会非常大。

专利：CN108964560A提供了另一种方案：

直流有刷电机在碳刷换向时，会造成流过电机的电流发生突变。基于此原理，采集电流信号并通过信号处理，输入给MCU。因其电流突变的频率和电机转速成对应关系(碳刷对数)，则通过输入给MCU的信号频率，则可以计算出电机的实时转速。

该方案不足：此方案虽然解决了转速估算的实时性，但是未考虑直流电机的碳刷寿命是最大的弱点。也就是碳刷会随着运行的时间逐渐老化(碳刷换向造成的电流突变信号本身就很微弱)，势必会造成电流突变信号的不确定性，从而给估算转速造成比较大的误差。

综上所述，如何转速估算过程中的保证实时性、提高准确性是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明公开了一种直流电机转速实时估算电路及方法，以改善上述的问题。

基于上述的目的，第一方面，本发明公开了一种直流电机转速实时估算电路，包括：电机控制单元，用于控制直流电机的供电；

电机电压检测单元，用于获取直流电机的两端电压参数；

电机电流检测单元，用于获取直流电机的运行电流参数和续流回路电流参数；

MCU单元，用于根据所述续流电流参数计算电机电枢回路总电阻，并根据所述两端电压参数、运行电流参数以及电机电枢回路总电阻计算直流电机转速。

可选地，所述电机控制单元包括自举驱动电路和N-MOSFET，所述自举驱动电路的输入端与所述MCU单元的一个I/O口连接，所述自举驱动电路的输出端与所述N-MOSFET的G端连接，所述N-MOSFET的D端与外部电压VCC连接，所述N-MOSFET的S端与电机电流检测单元连接

可选地，所述电机电压检测单元包括分压电阻R1、分压电阻R2以及保护电容C1,所述分压电阻R1的一端与直流电机的电压输入端连接，所述分压电阻R1的另一端与所述MCU单元的信号入口ADC1、所述分压电阻R2、保护电容C1连接，所述分压电阻R2的另一端以及所述保护电容C1的另一端分别各自接地。

可选地，所述电机电流检测单元包括采样电阻R3、单项导通的续流回路电路以及电流感应放大器，所述采样电阻R3与直流电机串联，一端与直流电机的电压输入端连接，另一端所述N-MOSFET的S端连接；所述电流感应放大器的输入端与所述采样电阻R3的两端分别连接，所述电流感应放大器的输出端与所述MCU单元的另一信号入口ADC2连接。

可选地，所述续流回路电路包括二极管D1，所述二极管D1的正极与直流电机的电压输出端连接，所述二极管D1的负极与所述N-MOSFET的S端连接。

可选地，所述电流感应放大器为INA186电流放大器，其正极与所述采样电阻R3连接所述N-MOSFET的S端的一端连接，其负极与与所述采样电阻R3的另一端连接，其输出端与所述MCU单元的信号入口ADC2连接。

可选地，所述电机电流检测单元还包括保护电阻R4、保护电阻R5、保护电阻R6、保护电容C2、保护电容C3以及保护电容C4，所述保护电阻R4设置于INA186电流放大器的正极与采样电阻R3之间，所述保护电阻R4设置于INA186电流放大器的负极与采样电阻R3之间，所述保护电容C4设置于INA186电流放大器的正极和负极之间，所述保护电容C2的一端与INA186电流放大器的电压输入端连接，所述保护电容C2的另一端接地，所述保护电阻R6的一端与INA186电流放大器的输出端连接，所述保护电阻R6的另一端与所述MCU单元的信号入口ADC2连接，所述保护电容C3一端与所述MCU单元的信号入口ADC2连接，所述保护电容C3的另一端接地。

第二方面，本发明还公开了一种直流电机转速实时估算方法，所述方法包括：

通过电机控制单元控制直流电机电路导通；

计算直流电机两端的电压值U；

计算直流电机的运行电流值I_on；

根据以下电机转速公式计算直流电机转速：

n＝(U-I_on*R)/Ke

其中，n为直流电机转速，R为电机电枢回路总电阻，Ke为直流电机反电动势常数；

所述电机电枢回路总电阻R的计算方法包括：

通过电机控制单元控制直流电机电路导通后，通过电机控制单元控制直流电机电路断开；

计算直流电机的续流回路电流值I_off；

计算从直流电机电路断开到续流回路电流值I_off＝0的时间△T；

根据以下电阻计算公式计算所述电机电枢回路总电阻R：

R＝5*L/△T

其中，L直流电机的电感值，由电机特性参数获得。

可选地，所述直流电机转速实时估算方法还包括：

确定所述直流电机的当前模式；

如果处于自检模式，则直接进行电机电枢回路总电阻R的计算，并判断R与直流电机在常温下静止时的电枢回路的总电阻R0的差值，是否大于预设的报警阈值△R，如果是，则发出用于提示电机温度过高或者碳刷老化的提示信号，如果否，则记录当前计算得到的电机电枢回路总电阻R，用于后续直流电机转速的计算；

如果处于工作模式，则直接进行直流电机转速的计算；

在进行直流电机转速计算时，如果使用的电机电枢回路总电阻R与R0的差值大于△R，则该次直流电机转速的计算结果不可用。

可选地，当电机处于自检模式时，在通过电机控制单元控制直流电机电路断之前，所述方法还包括：

计算直流电机的运行电流值I_on时，比较其与直流电机正常运行时的理论电流值I0的差值，是否大于预设的报警阈值△I，如果是，则发出用于提示电机堵转或过流的提示信号，如果否，则继续进行电机电枢回路总电阻R的计算。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：

本发明提供的电机转速估算电路及方法，通过对电机运行电流值的计算，来计算电机转速，解决了因温度过高或碳刷老化而导致转速估算误差的问题，实现了对电机转速实时地精准控制。在计算转速的之前，通过对电机电枢电阻的判断，可以有效地识别出电机老化等问题。并且，通过对电机运行电流的判断，可以有效地识别出电机过流等工况。整体提高了直流电机控制的稳定性和安全性，在一定程度上遏制了直流有刷电机因先天性寿命短而造成的质量问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了直流电机的驱动原理示意图；

图2示出了本发明实施例公开的直流电机转速实时估算电路的电路结构图；

图3示出了本发明实施例公开的直流电机转速实时估算方法的方法流程图；

图4示出了本发明实施例公开的直流电机在运行过程中的电流波形图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中公开的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例：

参阅图2，本发明实施例公开了一种直流电机转速实时估算电路，包括：

电机控制单元，用于控制直流电机的供电；

电机电压检测单元，用于获取直流电机的两端电压参数；

电机电流检测单元，用于获取直流电机的运行电流参数和续流回路电流参数；

MCU单元，用于根据所述续流电流参数计算电机电枢回路总电阻，并根据所述两端电压参数、运行电流参数以及电机电枢回路总电阻计算直流电机转速。

作为本发明实施例的优选实施方式，所述电机控制单元包括自举驱动电路和N-MOSFET，所述自举驱动电路的输入端与所述MCU单元的一个I/O口连接，所述自举驱动电路的输出端与所述N-MOSFET的G端连接，所述N-MOSFET的D端与外部电压VCC连接，所述N-MOSFET的S端与电机电流检测单元连接。

需要注意的是，其中自举驱动电路和N-MOSFET即Q1组成的电路，仅作为本发明实施例中，提供电机两端电压的一种示例解决方案，其他已经公开，且同样具有控制直流电机的供电的电路结构，也可以作为本发明实施例中的电机控制单元。

作为本发明实施例的优选实施方式，所述电机电压检测单元包括分压电阻R1、分压电阻R2以及保护电容C1,所述分压电阻R1的一端与直流电机的电压输入端连接，所述分压电阻R1的另一端与所述MCU单元的信号入口ADC1、所述分压电阻R2、保护电容C1连接，所述分压电阻R2的另一端以及所述保护电容C1的另一端分别各自接地。

作为本发明实施例的优选实施方式，所述电机电流检测单元包括采样电阻R3、单项导通的续流回路电路以及电流感应放大器，所述采样电阻R3与直流电机串联，一端与直流电机的电压输入端连接，另一端所述N-MOSFET的S端连接；所述电流感应放大器的输入端与所述采样电阻R3的两端分别连接，所述电流感应放大器的输出端与所述MCU单元的另一信号入口ADC2连接。

作为本发明实施例的优选实施方式，所述续流回路电路包括二极管D1，所述二极管D1的正极与直流电机的电压输出端连接，所述二极管D1的负极与所述N-MOSFET的S端连接。

需要注意的是，二极管D1仅作为提供机续流回路的一种示例解决方案，其他已经公开，且同样可以作为提供机续流回路的电路结构，也可以作为本发明实施例中的续流回路电路，

作为本发明实施例的优选实施方式，所述电流感应放大器为INA186电流放大器，其正极与所述采样电阻R3连接所述N-MOSFET的S端的一端连接，其负极与与所述采样电阻R3的另一端连接，其输出端与所述MCU单元的信号入口ADC2连接。

作为本发明实施例的优选实施方式，所述电机电流检测单元还包括保护电阻R4、保护电阻R5、保护电阻R6、保护电容C2、保护电容C3以及保护电容C4，所述保护电阻R4设置于INA186电流放大器的正极与采样电阻R3之间，所述保护电阻R4设置于INA186电流放大器的负极与采样电阻R3之间，所述保护电容C4设置于INA186电流放大器的正极和负极之间，所述保护电容C2的一端与INA186电流放大器的电压输入端连接，所述保护电容C2的另一端接地，所述保护电阻R6的一端与INA186电流放大器的输出端连接，所述保护电阻R6的另一端与所述MCU单元的信号入口ADC2连接，所述保护电容C3一端与所述MCU单元的信号入口ADC2连接，所述保护电容C3的另一端接地。

参阅图3，本发明实施例公开了一种直流电机转速实时估算方法，应用于上述的直流电机转速实时估算电路，所述方法包括：

通过电机控制单元控制直流电机电路导通；

计算直流电机两端的电压值U；

计算直流电机的运行电流值I_on；

根据以下电机转速公式计算直流电机转速：

n＝(U-I_on*R)/Ke

其中，n为直流电机转速，R为电机电枢回路总电阻，Ke为直流电机反电动势常数；

所述电机电枢回路总电阻R的计算方法包括：

通过电机控制单元控制直流电机电路导通后，通过电机控制单元控制直流电机电路断开；

计算直流电机的续流回路电流值I_off；

计算从直流电机电路断开到续流回路电流值I_off＝0的时间△T；

根据以下电阻计算公式计算所述电机电枢回路总电阻R：

R＝5*L/△T

其中，L直流电机的电感值，由电机特性参数获得

作为本发明实施例的优选实施方式，所述直流电机转速实时估算方法还包括：

确定所述直流电机的当前模式；

如果处于自检模式，则直接进行电机电枢回路总电阻R的计算，并判断R与直流电机在常温下静止时的电枢回路的总电阻R0的差值，是否大于预设的报警阈值△R，如果是，则发出用于提示电机温度过高或者碳刷老化的提示信号，如果否，则记录当前计算得到的电机电枢回路总电阻R，用于后续直流电机转速的计算；

如果处于工作模式，则直接进行直流电机转速的计算；

在进行直流电机转速计算时，如果使用的电机电枢回路总电阻R与R0的差值大于△R，则该次直流电机转速的计算结果不可用。

作为本发明实施例的优选实施方式，当电机处于自检模式时，在通过电机控制单元控制直流电机电路断之前，所述方法还包括：

计算直流电机的运行电流值I_on时，比较其与直流电机正常运行时的理论电流值I0的差值，是否大于预设的报警阈值△I，如果是，则发出用于提示电机堵转或过流的提示信号，如果否，则继续进行电机电枢回路总电阻R的计算。

下面结合图2及图3的内容，对本发明提供的直流电机转速实时估算电路及方法进行详细的说明。

在实际的使用场景下，以ABS产品为例，在设置有直流电机的ABS产品中，通常以PWM周期控制直流电机运行，通过电机控制单元实现，如图4所示，PWM的周期为50ms，其中直流电机的导通时间为35ms，此时电路中的N-MOSFET即Q1导通，关闭时间为15ms，此时电路中的Q1断开。以此周期循环控制，直到电机运行结束。

首先根据设置有直流电机的ABS产品的工作状态，来确定直流电机转速实时估算电路的当前模式。该操作由直流电机转速实时估算电路的MCU单元执行。

当ABS产品上电后，通常先进行自检，此时ABS产品进入standby状态，对应的，估算电路的当前模式为自检模式，此时开始执行自检模式对应的方法步骤。自检完成后，ABS产品进入Ready状态，等待触发，此时直流电机的当前模式切换为工作模式，当满足ABS触发条件后，则开始执行工作模式对应的方法步骤。

需要注意是的，对于其他安装设置有直流电机的设备或者产品来说，其用于指示估算电路的当前模式的方式或者信号，也存在差异，需要根据实际的使用场景来对当前模式的切换进行配置。

在估算电路处于工作模式的过程中，即可执行上述的直流电机转速实时估算方法。一般来说，在估算电路处于工作模式时，仅进行电机转速的计算，在其处于空闲状态时，才进行电机电枢回路总电阻R的计算以及相应故障的判断。

具体地，计算电机转速的原理分析如下：

电机的电压平衡方程为：U＝E-I*R，其中E＝Ke*n；

其中，U为输入电机两端的端电压；E为电机反电动势；Ke为电机反电动势常数；n为电机转速；I为运行时电机电枢回路的电流；R为电机电枢回路的总电阻(包括碳刷换向的接触电阻)；会随着碳刷的老化和电机电枢温度升高而增大。由此可知，只要准确测量得到U和I，并计算出R的变化，则可以实时地估算出比较准确的电机转速n＝(U-I*R)/Ke。

结合如图2所示的电路和如图3所示的方法，具体如下：

首先计算直流电机两端的电压值U。

当Q1导通时，电机两端电压等于供电电压VCC(一般为9V-16V)，即通过分压电阻R1和R2，得到R2的分压V_MOT，MCU计算可得：U＝V_MOT*(R1+R2)/R2。

接着计算直流电机的运行电流值I_on。

当Q1导通，电机两端得电之后，开始有运行电流I_on流过采样电阻R3和电机内部电枢回路。如图2所示，R3为采样电阻(取值为3mΩ)，INA186为TI的一款电流感应放大器(放大倍数β＝50)。故V_I_MOT＝I_on*R3*β，则可以计算出运行时电机的电流I_on＝V_I_MOT/(R3*β)。

计算得到电压值U和运行电流值I_on后，带入电机电枢回路总电阻R和直流电机反电动势常数Ke，即可通过公式n＝(U-I_on*R)/Ke计算直流电机转速n。电机电枢回路总电阻R的计算不在此时进行，而是直接使用上一次计算且属于正常范围内的值。

需要注意的是，在计算通过上述公式计算直流电机转速n时，如果使用的R值是处于异常范围的，则将此时计算出的电机转速无效化，不将其用于后续的其他场景的使用了。

以上为估算电路处于工作模式时，本方法的执行流程，当判断估算电路处于自检模式时，则主要进行电机电枢回路总电阻R的计算以及相应故障的判断。

首先控制Q1导通，然后计算直流电机的运行电流值I_on，运行电流值I_on与工作模式时的方式相同。

需要注意的是，在该模式下在计算I_on后，比较其与直流电机正常运行时的理论电流值I0的差值，是否大于预设的报警阈值△I，如果大于，则停止计算直流电机转速，并发出用于提示电机堵转或过流的提示信号。其中，报警阈值△I的设置，可以根据实际的使用情况进行确定，不同的设备或者使用场景，其采用的报警阈值△I可能存在不同。当I_on>I0+△I时，代表电机可能出现堵转或过流，此时电机需要进行故常处理，且对应的ABS禁止触发，不再执行后续其他方法步骤。如果I_on处于正常范围内，则继续进行自检模式下的后续步骤。

等驱动电机的PWM进入一个周期中关闭时间时，电路中的Q1由导通变为关闭后，此时电机产生反电动势，其电枢电流需经过二极管D1、R3形成续流回路。则可以测的续流电流I_off＝V_I_MOT/(R3*β)。

同时，同步记录从Q1关闭的时刻开始到I_off等于0的时刻，记为△T。在实际场景中，I_off可能不存在完全等于0的时候，此时可以在其达到与0差值非常小，几乎忽略的程度时，认为I_off等于0。

由LR的放电原理可知，5τ的时间可以完成充电或放电(τ＝L/R)，则运行之后的电阻R＝5*L/△T。(其中，L为电机的电感值，可由电机特性参数获得。因为电机电枢回路总电阻R＞100*R3，则可以忽略R3的影响。)

计算出电机电枢回路总电阻R后，则需要判断R与直流电机在常温下静止时的电枢回路的总电阻R0的差值，是否大于预设的报警阈值△R。

当R>R0+△R或者R小于R0-△R时，说明电机电枢回路总电阻R出现异常，此时可能出现电机温度过高或者碳刷老化的情况，因此需要发出用于提示电机温度过高或者碳刷老化的提示信号。其中，报警阈值△R的设置，可以根据实际的使用情况进行确定，不同的设备或者使用场景，其采用的报警阈值△R可能存在不同。

当R0-△R＜R<R0+△R时，说明电机电枢回路总电阻R在正常范围内，此时记录该R值，在后续其他周期计算电机转速时，使用该R值带入计算公式进行计算。

在自检模式下，输出的PWM可能只有少数的几个周期，用于判断故障和计算电机电枢回路总电阻R，当故障检测完成，且计算出正常范围内的R值后，就停止输出，并准备进入工作模式。

在工作模式中，PWM持续输出，保持直流电机的持续正常工作，同时进行电机转速n的计算。

综上所述，本申请公开了一种直流电机转速实时估算电路及方法，通过对电机运行电流值的计算，来计算电机转速，解决了因温度过高或碳刷老化而导致转速估算误差的问题，实现了对电机转速实时地精准控制。在计算转速的之前，通过对电机电枢电阻的判断，可以有效地识别出电机老化等问题。并且，通过对电机运行电流的判断，可以有效地识别出电机过流等工况。整体提高了直流电机控制的稳定性和安全性，在一定程度上遏制了直流有刷电机因先天性寿命短而造成的质量问题。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直流电机转速实时估算电路，其特征在于，包括：

电机控制单元，用于控制直流电机的供电；

电机电压检测单元，用于获取直流电机的两端电压参数；

电机电流检测单元，用于获取直流电机的运行电流参数和续流回路电流参数；

MCU单元，用于根据所述续流电流参数计算电机电枢回路总电阻，并根据所述两端电压参数、运行电流参数以及电机电枢回路总电阻计算直流电机转速。

2.根据权利要求1所述的直流电机转速实时估算电路，其特征在于，所述电机控制单元包括自举驱动电路和N-MOSFET，所述自举驱动电路的输入端与所述MCU单元的一个I/O口连接，所述自举驱动电路的输出端与所述N-MOSFET的G端连接，所述N-MOSFET的D端与外部电压VCC连接，所述N-MOSFET的S端与电机电流检测单元连接。

3.根据权利要求2所述的直流电机转速实时估算电路，其特征在于，所述电机电压检测单元包括分压电阻R1、分压电阻R2以及保护电容C1,所述分压电阻R1的一端与直流电机的电压输入端连接，所述分压电阻R1的另一端与所述MCU单元的信号入口ADC1、所述分压电阻R2、保护电容C1连接，所述分压电阻R2的另一端以及所述保护电容C1的另一端分别各自接地。

4.根据权利要求3所述的直流电机转速实时估算电路，其特征在于，所述电机电流检测单元包括采样电阻R3、单项导通的续流回路电路以及电流感应放大器，所述采样电阻R3与直流电机串联，一端与直流电机的电压输入端连接，另一端所述N-MOSFET的S端连接；所述电流感应放大器的输入端与所述采样电阻R3的两端分别连接，所述电流感应放大器的输出端与所述MCU单元的另一信号入口ADC2连接。

5.根据权利要求4所述的直流电机转速实时估算电路，其特征在于，所述续流回路电路包括二极管D1，所述二极管D1的正极与直流电机的电压输出端连接，所述二极管D1的负极与所述N-MOSFET的S端连接。

6.根据权利要求4所述的直流电机转速实时估算电路，其特征在于，所述电流感应放大器为INA186电流放大器，其正极与所述采样电阻R3连接所述N-MOSFET的S端的一端连接，其负极与与所述采样电阻R3的另一端连接，其输出端与所述MCU单元的信号入口ADC2连接。

7.根据权利要求6所述的直流电机转速实时估算电路，其特征在于，所述电机电流检测单元还包括保护电阻R4、保护电阻R5、保护电阻R6、保护电容C2、保护电容C3以及保护电容C4，所述保护电阻R4设置于INA186电流放大器的正极与采样电阻R3之间，所述保护电阻R4设置于INA186电流放大器的负极与采样电阻R3之间，所述保护电容C4设置于INA186电流放大器的正极和负极之间，所述保护电容C2的一端与INA186电流放大器的电压输入端连接，所述保护电容C2的另一端接地，所述保护电阻R6的一端与INA186电流放大器的输出端连接，所述保护电阻R6的另一端与所述MCU单元的信号入口ADC2连接，所述保护电容C3一端与所述MCU单元的信号入口ADC2连接，所述保护电容C3的另一端接地。

8.一种直流电机转速实时估算方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任意一项所述的直流电机转速实时估算电路，所述方法包括：

通过电机控制单元控制直流电机电路导通；

计算直流电机两端的电压值U；

计算直流电机的运行电流值I_on；

根据以下电机转速公式计算直流电机转速：

n＝(U-I_on*R)/Ke

其中，n为直流电机转速，R为电机电枢回路总电阻，Ke为直流电机反电动势常数；

所述电机电枢回路总电阻R的计算方法包括：

通过电机控制单元控制直流电机电路导通后，通过电机控制单元控制直流电机电路断开；

计算直流电机的续流回路电流值I_off；

计算从直流电机电路断开到续流回路电流值I_off＝0的时间△T；

根据以下电阻计算公式计算所述电机电枢回路总电阻R：

R＝5*L/△T

其中，L直流电机的电感值，由电机特性参数获得。

9.根据权利要求8所述的直流电机转速实时估算方法，其特征在于，所述直流电机转速实时估算方法还包括：

确定所述直流电机的当前模式；

如果处于自检模式，则直接进行电机电枢回路总电阻R的计算，并判断R与直流电机在常温下静止时的电枢回路的总电阻R0的差值，是否大于预设的报警阈值△R，如果是，则发出用于提示电机温度过高或者碳刷老化的提示信号，如果否，则记录当前计算得到的电机电枢回路总电阻R，用于后续直流电机转速的计算；

如果处于工作模式，则直接进行直流电机转速的计算；

在进行直流电机转速计算时，如果使用的电机电枢回路总电阻R与R0的差值大于△R，则该次直流电机转速的计算结果不可用。

10.根据权利要求8所述的直流电机转速实时估算方法，其特征在于，当电机处于自检模式时，在通过电机控制单元控制直流电机电路断之前，所述方法还包括：

计算直流电机的运行电流值I_on时，比较其与直流电机正常运行时的理论电流值I0的差值，是否大于预设的报警阈值△I，如果是，则发出用于提示电机堵转或过流的提示信号，如果否，则继续进行电机电枢回路总电阻R的计算。

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