CN115224669A - 用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路 - Google Patents

用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路 Download PDF

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CN115224669A CN202210916319.3A CN202210916319A CN115224669A CN 115224669 A CN115224669 A CN 115224669A CN 202210916319 A CN202210916319 A CN 202210916319A CN 115224669 A CN115224669 A CN 115224669A
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency 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
    • H02H7/08Emergency 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
    • H02H7/085Emergency 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

Abstract

本发明提供了一种用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路。所述直流无刷电机包括三相全桥逆变电路,所述电流检测和过流保护电路包括:电流采样单元,被配置为采集与所述三相全桥逆变电路的电流对应的采样电压,并根据所述三相全桥逆变电路的功率设置偏置电压,将所述偏置电压施加到所述采样电压以生成偏置采样电压,并对所述偏置采样电压进行放大,以生成放大采样电压;以及过流保护单元,被配置为将所述放大采样电压与预定阈值进行比较,以确定所述三相全桥逆变电路的电流是否过流。

Description

用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路
技术领域
本发明涉及电路领域,特别是,涉及一种用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路。
背景技术
直流无刷电机因其效率高、启动扭矩大而越来越广泛地被应用。通常,直流无刷电机包括反电势为方波的无刷电机(BLDC)和反电势为弦波的永磁同步电机(PMSM)。
为了监测直流无刷电机的工作状态,需要对其电流进行检测并进行过流保护。通常,通过设置外围电路来检测电流并进行过流保护。然而,这种外围电路通常比较复杂,易于受到其他信号的干扰,并且不能灵活地应用于不同的直流无刷电机,从而导致检测和过流保护效果不佳。
因此,需要能够准确、灵活地对直流无刷电机进行电流检测和过流保护的方式。
发明内容
根据本发明的示例性实施例提供了一种用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路,所述直流无刷电机包括三相全桥逆变电路,所述电流检测和过流保护电路包括:电流采样单元,被配置为采集与所述三相全桥逆变电路的电流对应的采样电压,并根据所述三相全桥逆变电路的功率设置偏置电压,将所述偏置电压施加到所述采样电压以生成偏置采样电压,并对所述偏置采样电压进行放大,以生成放大采样电压;以及过流保护单元,被配置为将所述放大采样电压与预定阈值进行比较,以确定所述三相全桥逆变电路的电流是否过流。
根据本发明的示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路,能够根据直流无刷电机的不同而设置不同的偏置电压,能够使用放大的采样电压用于过流保护,从而能够更准确、灵活地检测直流无刷电机的电流,提高了抗干扰性能,能够更准确地对不同的直流无刷电机进行过流保护。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明,其中:
图1示出了根据一个示例性实施例的直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的电路图。
图2示出了根据一个示例性实施例的图1的直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的电压信号的示意图。
图3示出了根据另一示例性实施例的直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的电路图。
图4示出了根据一个示例性实施例的图3的直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的电压信号的示意图。
图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的框图。
图6示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的示意性电路图。
图7示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路中的平均电流单元的电路图。
图8示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的示意性电路图。
图9示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的示意性电路图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法,而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中,没有示出公知的结构和技术,以便避免对本发明造成不必要的模糊。
图1示出了根据一个示例性实施例的直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的电路图。
如图1所示,直流无刷电机通常包括三相全桥逆变电路100,通常,对直流无刷电机进行电流检测和过流保护是对三相全桥逆变电路100的电流进行检测和过流保护。
例如,可对直流无刷电机的三相全桥逆变电路100的母线的电流进行检测和过流保护。电流检测和过流保护电路通常包括检测电路201和保护电路202。检测电路201连接在三相全桥逆变电路100的母线上的电流检测电阻器Rcs0的两端,以通过检测电流检测电阻器Rcs0两端的电压Vcs来检测母线的电流。换言之,通过检测电压Vcs可以获得三相全桥逆变电路100的电流信息。此外,通过检测电压Vcs还可以获得直流无刷电机(例如,PMSM)的转子的位置信息。
为了限制电流检测电阻器Rcs0的功耗,通常选择电阻值较小的电流检测电阻器Rcs0,例如,毫欧或十毫欧级别的电阻器。因而,电流检测电阻器Rcs0两端的电压Vcs也会比较小,通常为0至几百毫伏(mV)。为了容易地识别电压Vcs的变化,通常需要将电压Vcs进行放大。因此,检测电路201通常包括放大器OP0(运算放大器)以及电阻器R2和R4,使得放大器OP0具有放大倍数Gain=(1+R4/R2)。应该理解,上述等式中的R2和R4分别表示电阻器R2和R4的电阻值。
此外,放大器OP0输出的信号通常需要输入到ADC(模数转换器)进行转换与后续处理,ADC的分辨范围通常从几百毫伏开始,因此需要将从0V开始变化的电压Vcs进行偏置,以使其位于ADC的分辨范围内。因此,通常需要设置偏置电阻器R3和R1以及输入偏置电压VDD,使得从电阻器R1与R3之间的节点处施加到电压Vcs的输出偏置电压为Voffset=VDD×R1/(R1+R3)。由此,从放大器OP0输出的电压为VOP0=Gain×(Vcs+VDD×R1/(R1+R3))。应该理解,上述等式中的R1和R3分别表示电阻器R1和R3的电阻值。
图2示出了根据一个示例性实施例的图1的直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的电压信号的示意图。
图2示出了检测的电流检测电阻器Rcs0两端的电压Vcs、输入到放大器OP0的电压Vcs+Voffset、以及从放大器OP0输出的电压VOP0。图2中的虚线表示0V的电压。由图2可以看出,在施加了输出偏置电压Voffset之后,输入到放大器OP0的电压Vcs+Voffset具有大于0V的电压值,即其被放大后的最小电压值可以位于后续的ADC的最小分辨电压值以上。
此外,由图2可以看出,检测的电压信号(以及由此产生的电压Vcs+Voffset、VOP0)具有受三相全桥逆变电路100的开关SW(例如,半导体功率器件(例如,MOSFET或IGBT))影响的开关噪声(图2的电压信号左侧的波动部分)。
返回参照图1,三相全桥逆变电路100有时会出现异常工况而导致瞬时过流,例如,在桥臂短路或者电机相线短路等情况下。然而,三相全桥逆变电路100的开关SW(例如,功率晶体管)在流过过流的电流的情况下最大的正常工作时间通常仅为10毫秒(us)左右,因此,需要在该时间范围内检测出过流并进行过流保护。为此,通常设置如图1所示的保护电路202。
该保护电路202通过电阻器R5和电容器C1对电流检测电阻器Rcs0两端的电压Vcs进行滤波以减小如图2中所示的开关噪声,并通过放大器CMP将该电压Vcs与通过电阻器R6和R7和电压VDD设置的过流阈值(VDD×R7(R6+R7)/Rcs)进行比较,以输出比较信号PWM_FLT。在电压Vcs大于过流阈值时,比较器CMP翻转以进行过流保护。
然而,比较器CMP的输入端通常具有失调电压,而采样的电压Vcs通常又比较小,因此失调电压会对电压值较小的Vcs带来较大的误差,导致过流保护的精度较低。
此外,在如图1所示的检测电路201和保护电路202被形成在PCB(印刷电路板)上之后,通常以上输入偏置电压、输出偏置电压、放大倍数、滤波带宽以及阈值电流等均无法再被调整,导致以上检测电路201和保护电路202仅适用于特定功率的直流无刷电机,无法扩展到其他功率段而无法灵活应用于不同的直流无刷电机。如果需要应用于其他功率的直流无刷电机,则需要在PCB上重新配置以上电阻器和电容器,导致该检测电路和保护电路的应用不灵活。
图3示出了根据另一示例性实施例的直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的电路图。
图3示出了需要同时对三相全桥逆变电路100的母线的电流和桥臂的电流进行检测、并对三相全桥逆变电路100进行过流保护的情况。
如图3所示,在图1所示的电路的基础上,还在三相全桥逆变电路100的两个桥臂上设置了电流检测电阻器Rcs1和Rcs2、以及针对该两个桥臂上的电流检测电阻器Rcs1和Rcs2的检测电路204、205。这两个检测电路204和205与图1所示的检测电路201相同,这里不再赘述。
与母线上的电流不同的是,桥臂上的电流具有正、负两种电流方向(如图3中的箭头所示),因此电流采样电阻器Rcs1和Rcs2两端的电压相对于基准地GND具有正、负两种电压。因此,(例如,在5V或3.3V单电压工作系统中)需要将输入到放大器OP1和OP2的电压偏置到正电压,例如,这可通过选择具有适当电阻值的偏置电阻器R8、R10、R12和R14来实现。
图4示出了根据一个示例性实施例的图3的直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的电压信号的示意图。
图4示出了一个桥臂的电压信号的示例,应该理解,另一桥臂的电压信号与图4所示相同。
如图4所示,检测的电流检测电阻器Rcs1两端的电压Vcs1具有大于0V的电压值和小于0V的电压值。偏置后的输入到放大器OP1的电压Vcs1+Voffset、以及从放大器OP1输出的电压VOP1均在0V以上。图4中的虚线表示0V的电压。
例如,为确保从放大器OP1输出的电压具有大于0V并且最小电压值位于后续ADC的最小分辨电压值以上的电压值,可以将输出偏置电压Voffset设置为VDD/2。
然而,图3所示的电路依然具有图1所示的电路的上述缺点,此外,图3所示的电路比较复杂,需要在PCB上设置15个电阻器(图3所示的电阻器R1-R15)以及一个电容器,并且需要11个与三相全桥逆变电路100连接的连接端子,需占用PCB上较大的布线空间。
为至少部分地克服上述缺陷,根据本发明的实施例提供了以下用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路。
图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路300的框图。
如图5所示,直流无刷电机可以是包括如以上图1或图3所示的三相全桥逆变电路100的任意类型的直流无刷电机,例如,反电势为方波的无刷电机(BLDC)或反电势为弦波的永磁同步电机(PMSM)。
在一个实施例中,根据本发明的实施例的电流检测和过流保护电路300可以为集成在直流无刷电机的控制芯片(例如,CUP、PMSM的磁场定性控制(FOC)芯片或其他控制芯片)中的集成电路。此外,根据本发明的示例性实施例的电流检测和过流保护电路300还可以被形成为单独的模块。
该电流检测和过流保护电路300包括:电流采样单元310和过流保护单元320。
电流采样单元310被配置为采集与三相全桥逆变电路100的电流对应的采样电压,并根据三相全桥逆变电路100的功率设置偏置电压,将偏置电压施加到采样电压以生成偏置采样电压,并对偏置采样电压进行放大,以生成放大采样电压。
在一个实施例中,上述三相全桥逆变电路100的电流可以为三相全桥逆变电路100的母线上的电流,例如,在仅需检测三相全桥逆变电路的母线上的电流的情况下。此外,应该理解,上述电流也可以是三相全桥逆变电流的桥臂上的电流,如下文所述。
过流保护单元320被配置为将放大采样电压与预定阈值进行比较,以确定三相全桥逆变电路100的电流是否过流。
通过根据三相全桥逆变电路的功率来设置偏置电压,能够使得根据本发明的实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路通过可以灵活地应用于不同的三相全桥逆变电路,从而准确地对不同的直流无刷电机进行电流检测和过流保护。
参照图5和图6,图6示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的示意性电路图。
在一个实施例中,电流采样单元310可以被视为是可设置放大倍数的运算放大器(PGA,例如,图6中所示的PGA0),并且可以包括:采样连接单元311、偏置电压单元312和放大单元313。
采样连接单元311可以被配置为连接到三相全桥逆变电路100的电流采样电阻(例如,母线上的电流采样电取器Rcs0)的两端,以采集采样电压(例如,Vcs)。
采样连接单元311可以是该电流检测和过流保护电路300所集成于的控制芯片的用于连接到三相全桥逆变电路100的电流检测电阻器两端的引脚,例如,图6中所示的引脚PGA0_P和PGA0_N。
偏置电压单元312可以被配置为根据三相全桥逆变电路100的功率以及电流采样电阻的电阻值设置偏置电压,并将偏置电压施加到采样电压以生成偏置采样电压。
在一个实施例中,偏置电压单元312可以包括:输入偏置电压单元312-1和输出偏置电压单元312-2。
输入偏置电压单元312-1可以被配置为根据三相全桥逆变电路的功率以及电流采样电阻器的电阻值,生成输入偏置电压(例如,VDD)。
例如,可以通过控制如图6所示的输入偏置电压单元312-1中的开关的接通或断开来控制对应的电源(例如,电流源或电压源)的接通或断开,来生成与全桥逆变电路的功率和电流采样电阻器的电阻值对应的输入偏执电压。
输出偏置电压单元312-2可以被配置为根据输入偏置电压以及采样电压,生成偏置采样电压(Voffset)。
例如,图6中示意性示出的输出偏置电压单元312-2中的可变电阻器可以对应于实际的集成电路中的多个开关,可以控制该多个开关的接通或断开来设置对应的电阻值,从而生成对应的偏置采样电压。
通过如上设置输入偏置电压以及偏置采样电压,可以使得根据本发明的实施例的电流检测和过流保护电路可以灵活地应用于不同功率的三相全桥逆变电路、以及同一三相全桥逆变电路中的母线和桥臂电流(例如,图1和图3所示的情况)的检测与过流保护。
放大单元313可以被配置为根据三相全桥逆变电路100的功率以及电流采样电阻器的电阻值对偏置采样电压进行放大,以生成放大采样电压(例如,VOP0)。
例如,图6中示意性示出的放大单元313中的可变电阻器可以对应于实际的集成电路中的多个开关,可以控制该多个开关的接通或断开来设置对应的电阻值,从而生成对应的放大倍数,进而通过放大单元313中的放大器OP0生成对应的放大采样电压。
通过如上所述调节放大单元313的放大倍数,可以使得根据本发明的实施例的电流检测和过流保护电路进一步灵活地应用于具有不同功率、不同电阻值的电流采样电阻器的三相全桥逆变电路,进一步提高了电流采样以及后续的过流保护的准确性。
在一个实施例中,过流保护单元320可以包括:比较单元321和时间滤波单元322。
比较单元321可以被配置为根据三相全桥逆变电路100的功率设置预定阈值,并将放大采样电压与预定阈值进行比较以生成比较信号。
例如,图6中所示的比较单元321中的输入到比较器CMP的阈值电压可以是根据被检测的三相全桥逆变电路100的功率来设置的。
通过根据不同的三相全桥逆变电路的功率来设置不同的阈值电压,可以使得根据本发明的实施例的电流检测和过流保护电路进一步灵活地应用于具有不同功率的三相全桥逆变电路。
此外,如图6所示的比较单元321接收的是来自电流采样单元310的放大采样电压,因此,无需在该电流检测和过流保护电路所集成于的控制芯片中设置针对比较单元321的引脚,节省了芯片的引脚资源。
时间滤波单元322可以被配置为根据三相全桥逆变电路100中的功率晶体管(例如,图1、图3和图5中所示的SW)的开关性能和过流性能设置滤波时间,并在滤波时间内对比较信号进行滤波,以通过滤波后的比较信号确定三相全桥逆变电路100的电流是否过流。
在一个实施例中,开关性能可以为功率晶体管的开关时间(例如,通常为1us-2us),过流性能可以为功率管在流过过流电流的情况下的最大正常工作时间(例如,以上示例中为10us)。
例如,可以将滤波时间设置为大于2us且小于10us,以消除电压信号中的开关噪声(例如,图2和图4中电压信号左侧的波动部分)的影响。应该理解,时间滤波单元322可以根据不同的三相全桥逆变电路中所使用的功率晶体管的开关性能和过流新能的不同,而设置不同的滤波时间。
由此,可以灵活、准确地避免过流保护单元输出的信号(例如,PWM_FLTInterrupt)因开关噪声的影响而导致的误差,使得可以更准确地进行过流保护。
此外,由于输入到比较单元321中的比较器CMP的输入信号为放大的电压信号(例如,VOP0),而该放大的电压信号通常为检测的电流检测电阻器两端的电压的几十甚至几百倍,因此比较器的输入端的失调电压对输入信号的相对影响会大幅度减小,从而进一步提高了过流保护的准确度。
此外,在一个实施例中,为了输出检测的三相全桥逆变电路的电流,根据本发明的实施例的电流检测和过流保护电路300还可以包括:平均电流单元330。平均电流单元330可以被配置为对放大采样电压进行低通滤波,以生成与三相全桥逆变电路100的平均电流对应的平均放大采样电压。
图7示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路300中的平均电流单元330的电路图。
如图7中所示,平均电流单元330的一端可以连接到图6中所示的电流检测和过流保护电路300中的电流采样单元310与过流保护单元320之间的节点PGA处,另一端可以设置为该电流检测和过流保护电路300所集成于的控制芯片中的引脚PGA0_O。
平均电流单元330可以包括电阻器Rfilter,该电阻器与引脚PGA0_O处的电容器CR可以形成RC低通滤波器,从而对节点PGA处的放大采样电压进行低通滤波,生成与三相全桥逆变电路的平均电流对应的平均放大采样电压PGA_AVG_ADC。在这种情况下,可以通过调节引脚PGA0_O处的电容器CR的电容值来设置低通滤波器的带宽,从而适应不同的三相全桥逆变电路的电流、适应不同的直流无刷电机。
图8示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的示意性电路图。
为了能够方便、灵活地采样三相全桥逆变电路100的母线上的电流以及桥臂上的电流,在一个实施例中,根据本发明的实施例的电流检测和过流保护电路300可以包括三个电流采样单元310(图8中的PGA0、PGA1和PGA2)。每个电流采样单元310可以被配置为连接到三相全桥逆变电路100的母线上的母线电流采样电阻器(例如,图5中的电流采样电阻器Rcs0)的两端,或者连接到三相全桥逆变电路的三个桥臂之一上的桥臂电流采样电阻器(例如,图5中的电流采样电阻器Rcs1或Rcs2)的两端。
例如,在一个实施例中,三个电流采样单元中的一个电流采样单元310可以连接到母线电流采样电阻器的两端(例如,图8中的PGA0通过引脚PGA0_P和引脚PGA0_N连接到图5中的电流采样电阻器Rcs0的两端),三个电流采样单元中的另外两个电流采样单元310可以分别连接到三相全桥逆变电路100的两个桥臂上的桥臂电流采样电阻器的两端(图8中的PGA1通过引脚PGA1_P和PGA1_N连接到图5中的电流采样电阻器Rcs1的两端,图8中的PGA2通过引脚PGA2_P和PGA2_N连接到图5中的电流采样电阻器Rcs2的两端)。
在这种情况下,为了通过上述过流保护单元320对三相全桥逆变电路100进行过流保护,在一个实施例中,根据本发明的实施例的电流保护电路300还可以包括:第一选择单元340。
第一选择单元340可以被配置为将三个电流采样单元中连接到母线电流采样电阻器两端的电流采样单元(例如,图8中的PGA0)所生成的放大采样电压输入到过流保护单元320,以用于过流保护。
在这种情况下,在一个实施例中,上述平均电流单元330可以包括:第二选择单元331、滤波单元332和输出单元333。
第二选择单元331可以包括分别与三个电流采样单元对应的三个子选择单元331-1、331-2和331-3。
每个子选择单元可以被配置为将对应的电流采样单元生成的放大采样电压(例如,图8中所示的PGA0_ADC、PGA1_ADC和PGA2_ADC)输出到输出单元333(例如,如图8中所示的引脚PGA0_O、PGA1_O和PGA2_O)以进行输出,或者使对应的电流采样单元生成的放大采样电压通过滤波单元(例如,由电阻器Rfilter和对应引脚处的电容器形成的低通滤波器)进行低通滤波以生成通过输出单元进行输出的平均放大采样电压PGA_AVG_ADC。
例如,如图8所示,在需要将对应的电流采样单元生成的放大采样电压直接输出到输出单元进行输出时,可以断开开关SW1,从而不对该放大采样电压进行低通滤波。在需要将对应的电流采样单元生成的放大采样电压进行低通滤波以生成平均放大采样电压时,可以接通开关SW1,从而形成由电阻器Rfilter和引脚处的电容器构成的低通滤波器,来对放大采样电压进行低通滤波。
在一个实施例中,三个子选择单元中与连接到母线电流采样电阻器的电流采样单元对应的子选择单元(例如,图8中的子选择单元331-1),使对应的电流采样单元(例如,图8中的PGA0)生成的放大采样电压(例如,图8中的PGA0_ADC)通过滤波单元进行低通滤波以生成通过输出单元(例如,图8中的引脚PGA0_O)进行输出的平均放大采样电压。
此外,在一些情况下,为了节省电流检测和过流保护电路所集成于的控制芯片的引脚数量,可以不设置用于平均电流单元的输出的引脚,而仅设置用于电流采样单元310的引脚,如图9中所示。
图9示出了根据本发明的另一示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路的示意性电路图。
如图9中所示,用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路可仅具有与三个电流采样单元310对应的引脚PGA0_P、PGA0_N、PGA1_P、PGA1_N、PGA2_P和PGA2_N。而实际的电流检测和过流保护电路仍可以具有集成在该控制芯片内部的平均电流单元(图9未示出)以用于在控制芯片内部对检测的电压进行相应的监视和处理。
根据本发明的示例性实施例的用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路,能够根据直流无刷电机的不同而设置不同的偏置电压,能够使用放大的采样电压用于过流保护,从而能够更准确、灵活地检测直流无刷电机的电流,提高了抗干扰性能,能够更准确地对不同的直流无刷电机进行过流保护。
本发明可以以其他的具体形式实现,而不脱离其精神和本质特征。例如,特定实施例中所描述的算法可以被修改,而系统体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此,当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的,本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义,并且,落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

Claims (13)

1.一种用于直流无刷电机的电流检测和过流保护电路,所述直流无刷电机包括三相全桥逆变电路,所述电流检测和过流保护电路包括:
电流采样单元,被配置为采集与所述三相全桥逆变电路的电流对应的采样电压,并根据所述三相全桥逆变电路的功率设置偏置电压,将所述偏置电压施加到所述采样电压以生成偏置采样电压,并对所述偏置采样电压进行放大,以生成放大采样电压;以及
过流保护单元,被配置为将所述放大采样电压与预定阈值进行比较,以确定所述三相全桥逆变电路的电流是否过流。
2.根据权利要求1所述的电流检测和电流检测和过流保护电路,其中,所述电流采样单元包括:
采样连接单元,被配置为连接到所述三相全桥逆变电路的电流采样电阻器的两端,以采集所述采样电压;
偏置电压单元,被配置为根据所述三相全桥逆变电路的功率以及所述电流采样电阻器的电阻值设置所述偏置电压,并将所述偏置电压施加到所述采样电压以生成偏置采样电压;以及
放大单元,被配置为根据所述三相全桥逆变电路的功率以及所述电流采样电阻器的电阻值对所述偏置采样电压进行放大,以生成所述放大采样电压。
3.根据权利要求2所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述偏置电压单元包括:
输入偏置电压单元,被配置为根据所述三相全桥逆变电路的功率以及所述电流采样电阻器的电阻值,生成输入偏置电压;以及
输出偏置电压单元,被配置为根据所述输入偏置电压以及所述采样电压,生成所述偏置采样电压。
4.根据权利要求1所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述过流保护单元包括:
比较单元,被配置为根据所述三相全桥逆变电路的功率设置所述预定阈值,并将所述放大采样电压与所述预定阈值进行比较以生成比较信号;以及
时间滤波单元,被配置为根据所述三相全桥逆变电路中的功率晶体管的开关性能和过流性能设置滤波时间,并在所述滤波时间内对所述比较信号进行滤波,以通过滤波后的比较信号确定所述三相全桥逆变电路的电流是否过流。
5.根据权利要求4所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述开关性能为所述功率晶体管的开关时间,所述过流性能为所述功率管在流过过流电流的情况下的最大正常工作时间。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述电流为所述三相全桥逆变电路的母线上的电流。
7.根据权利要求2所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述电流检测和过流保护电路还包括:
平均电流单元,被配置为对所述放大采样电压进行低通滤波,以生成与所述三相全桥逆变电路的平均电流对应的平均放大采样电压。
8.根据权利要求7所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述电流检测和过流保护电路包括三个电流采样单元,其中,每个电流采样单元被配置为连接到所述三相全桥逆变电路的母线上的母线电流采样电阻器的两端,或者连接到所述三相全桥逆变电路的三个桥臂之一上的桥臂电流采样电阻器的两端。
9.根据权利要求8所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述三个电流采样单元中的一个电流采样单元连接到所述母线电流采样电阻器的两端,所述三个电流采样单元中的另外两个电流采样单元分别连接到所述三相全桥逆变电路的两个桥臂上的桥臂电流采样电阻器的两端。
10.根据权利要求9所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述电流保护电路还包括:
第一选择单元,被配置为将所述三个电流采样单元中连接到所述母线电流采样电阻器两端的电流采样单元所生成的放大采样电压输入到所述过流保护单元。
11.根据权利要求10所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述平均电流单元包括:第二选择单元、滤波单元和输出单元,
其中,第二选择单元包括分别与所述三个电流采样单元对应的三个子选择单元,
其中,每个子选择单元被配置为将对应的电流采样单元生成的放大采样电压输出到所述输出单元以进行输出,或者使对应的电流采样单元生成的放大采样电压通过所述滤波单元进行低通滤波以生成通过所述输出单元进行输出的所述平均放大采样电压。
12.根据权利要求11所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述三个子选择单元中与连接到所述母线电流采样电阻器的电流采样单元对应的子选择单元,使对应的电流采样单元生成的放大采样电压通过所述滤波单元进行低通滤波以生成通过所述输出单元进行输出的所述平均放大采样电压。
13.根据权利要求1-5、7-12中任一项所述的电流检测和过流保护电路,其中,所述电流检测和过流保护电路为集成在所述直流无刷电机的控制芯片中的集成电路。
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GB2380623B (en) * 2001-10-05 2003-11-12 Minebea Co Ltd Motor control circuit overcurrent protection
CN110416973A (zh) * 2019-07-25 2019-11-05 珠海格力电器股份有限公司 电机过压保护电路、欠压保护电路、电压保护电路及电机
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