CN1567669A - 直流马达的过电压保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明披露一种直流马达过电压保护装置，其与一直流马达并联，该过电压保护装置包含一分压电路及一控制单元。分压电路的一端电连接至该直流马达的输入电压，而另一端接地。控制单元与该分压电路的一部分并联，撷取该部分的电压电平，且驱动该直流马达。

Description

直流马达的过电压保护装置
技术领域
本发明主要关于一种过电压保护电路，尤其是关于一种直流马达(DC motor)的过电压保护电路。
背景技术
直流马达是工业用途中最常见的一种马达，为了提升直流马达的转速来获得期望的工作效率，通常会通过提升单位时间内的电流来达到目的。然而，由于直流马达是一种电感性负载，因此在提升电流的同时，很可能会造成直流马达输入电压过大，而将马达线圈损坏(直流马达输入电压与单位时间内的电流变化成正比)。
发明内容
为解决上述现有直流马达因电流过大而造成的线圈损坏问题，本发明提出一种过电压保护装置，其与直流马达电连接，用以避免直流马达的操作电压过大。
本发明的一目的在于，提供一种直流马达的过电压保护装置，其撷取直流马达输入电压的一部份，来判断此一输入电压的一部份是否超出一设定值；若是则输出一过电压中断讯号让直流马达停止运转。
为实现上述目的，本发明提供一种直流马达过电压保护装置，其与一直流马达并联，该过电压保护装置包含一分压电路及一控制单元。分压电路的一端电连接至该直流马达的输入电压，另一端则接地。控制单元与该分压电路的一部分并联，撷取该部分的电压电平，且控制该直流马达的启动。
本发明还提供一种一种直流马达过电压保护装置，该直流马达具有多个电源开关，该过电压保护装置包含一第一电阻器，其一端电连接至该直流马达的输入电压端；一第二电阻器，其一端电连接至该第一电阻器的另一端，其另一端接地；及一具有多个输出端子的微控制单元驱动器，电连接于该第一电阻器及该第二电阻器之间，该等输出端子分别驱动该等电源开关；其中，当该第二电阻器的端电压大于一基准电压时，该等输出端子停止驱动该等电源开关。
本发明也提供一种直流马达过电压保护装置，其包含一第一分压电路，其一端电连接至该直流马达的输入电压，且其另一端接地；一第二分压电路，其一端电连接至一参考电压，且其另一端接地；一控制单元，控制该直流马达的启动；及一运算放大器，其同相输入端电连接至该第一分压电路，其反相输入端电连接至该第二分压电路，且其输出端电连接至该控制单元。当该直流马达的输入电压大于该直流马达的额定电压时，该运算放大器输出一过电压中断讯号至该控制单元，且该控制单元停止控制该直流马达的启动。
本发明还提供一种直流马达过电压保护装置，该直流马达具有多个电源开关，该过电压保护装置包含：一第一电阻器，其一端与该直流马达的输入电压端电连接；一第二电阻器，其一端与该第一电阻器的另一端电连接，其另一端接地；一第三电阻器，其一端与一参考电压端电连接；一第四电阻器，其一端与该第三电阻器的另一端电连接，其另一端接地；一驱动IC，具有多个输出端子，分别驱动该等电源开关；及一比较器，其同相输入端电连接于该第一电阻器与该第二电阻器之间，其反相输入端电连接于该第三电阻器与该第四电阻器之间，其输出端与该驱动IC电连接；其中，当该同相输入端电压大于该反相输入端电压时，该比较器输出一过电压中断信号予该驱动IC，且该等输出端子停止驱动该等电源开关。
本发明的优点在于：第一、避免直流马达因过电压而损坏。第二、确保直流马达的输入电压于额定值才会作动。
附图说明
图1是一示意图，显示依本发明一实施例的直流马达过电压保护装置的电路配置；
图2是一示意图，显示依本发明一应用例的直流马达过电压保护装置的电路配置；
图3是一示意图，显示依本发明另一实施例的直流马达过电压保护装置的电路配置；及
图4是一示意图，显示依本发明另一应用例的直流马达过电压保护装置的电路配置。
具体实施方式
请参照图1，本发明第一实施例的直流马达过电压保护装置11是依并联方式与直流马达12电连接，因而具有相同的输入电压Vin。本实施例中，过电压保护装置11的电路主要包括一由两电阻器111、112所构成的分压电路及一控制单元113，控制单元113是用来控制直流马达的驱动状态。在电路配置上，两电阻器111及112是串联在一起，且电阻器112的一端接地，电阻器111及112的电阻值分别为R1及R2。另外，控制单元113则与电阻器112并联。就工作原理而言，过电压保护装置11先通过电阻器111及112来获得两个电压电平(level)，即两电阻器111及112的端电压V1及V2，然后再利用控制单元113撷取电阻器112的端电压V2，将其与控制单元113内预先设定的基准电压作比较。当所撷取的端电压V2低于此一基准电压时，则表示输入电压Vin并未超出直流马达12的额定电压，此时，控制单元113会继续其对于直流马达12的驱动，使直流马达12继续保持作动。反之，当所撷取的端电压V2高于此一基准电压时，则表示输入电压Vin已超出直流马达12的额定电压，此时，控制单元将停止其对于直流马达12的驱动，使得直流马达12停止运转，进而避免直流马达12操作于过电压的状态下而损坏。
举例而言，当一直流马达12的额定电压为12V时，可依需求将上述控制单元113内的基准电压定为5V，且选择电阻值R1及R2分别为7Ω、5Ω的电阻器111及112。就此而言，只要控制单元113所撷取的端电压V2大于5V，则表示直流马达12的输入电压Vin已超出12V，此时，控制单元113将自动停止对于直流马达12的驱动，例如以其内建程序自动停止对直流马达12的开关的驱动。
请参见图2，依本发明第一实施例的直流马达的过电压保护装置11与一具有四个电源开关(power switch)221、222、223及224的直流马达22并联，且采用一微控制单元(micro control unit；MCU)驱动器113a作为上述的控制单元113。本应用例中，微控制单元驱动器113的四个输出端子D1、D2、D3及D4分别控制直流马达12的四个电源开关221、222、223及224的驱动，此四个电源开关可以是晶体管。
请参见图3，本发明第二实施例的直流马达过电压保护装置21依并联方式与直流马达32电连接，而具有相同的输入电压Vin。本实施例中，过电压保护装置21的电路包括四电阻器211、212、213、214及一比较器215，比较器215属于一种运算放大器。在电路配置上，两电阻器211及212串联在一起而构成一分压电路，电阻值分别为R1及R2，另两电阻器213及214串联在一起而构成另一分压电路，电阻值分别为R3及R4。就工作原理而言，比较器215操作于线性区，其撷取电阻器212的分电压V2为一同相输入端电压Vp，且撷取电阻器214的分电压V4为一反相输入端电压Vn。由于比较器器215的反相输入端电压Vn主要是决定于一参考电压Vref及电阻器213、214的电阻值，因此可适当地选择电阻器213、214以及参考电压Vref，来决定出反相输入端电压Vn，且将其当作一设定值。本实施例中，比较器215会将同相输入端电压Vp与反相输入端电压Vn进行比较，若Vp大于Vn，则表示输入电压Vin已大于直流马达32的额定电压。此时，比较器215将输出一过电压中断讯号至一控制单元216，用以停止控制单元216对于直流马达32的驱动。
举例而言，当直流马达32的额定电压为12V时，可将参考电压Vref设为12V，且选择电阻值R2、R3为5Ω及R1、R4为7Ω的电阻器211、212、213及214。如此一来，反相输入端电压Vn即为5V。就此而言，只要比较器215所撷取的同相输入端电压Vp大于5V，则表示直流马达32的输入电压Vin已超出12V，此时，比较器215将输出一过电压中断讯号至控制单元216来停止控制单元216对于直流马达32的驱动，以避免直流马达32操作于过电压的状态下，进而防止直流马达32的损坏。
请参见图4，依本发明第二实施例的直流马达的过电压保护装置21与一具有二个电源开关421、422的直流马达42并联，且采用一驱动IC 216a作为上述的控制单元216。本应用例中，驱动IC 216a的二个输出端子E1、E2分别控制直流马达42的二个电源开关421及422的驱动。在过电压的情况下，比较器215将输出一过电压中断讯号至驱动IC 216a，进而使电源开关421及422关闭，以停止直流马达42的运转。
特别予以说明的是，上述实施例所述的直流马达过压保护装置不仅可应用于一般轴流式风扇及离心式风扇中，也可适用于直流式驱动装置上，以防止驱动装置受到损害。
综上，本发明已通过上述的实施例及变化例来详加描述。然而，熟知该项技术的人士当了解的是，本发明的所有的实施例在此仅为例示性而非为限制性，即，在不脱离本发明实质精神及范围之内，上述所述的直流马达结构的其它变化例及修正例均为本发明所涵盖。因此，本发明是由所附的权利要求书加以界定。

Claims (13)

1.一种过电压保护装置，其特征在于：其与一直流马达并联，该过电压保护装置包含：
一分压电路，其一端电连接至该直流马达的输入电压，其另一端接地；及
一控制单元，其与该分压电路的一部分并联，撷取该部分的电压电平，且驱动该直流马达。
2.如权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于：当该部分的电压电平大于一基准电压时，该控制单元停止驱动该直流马达。
3.如权利要求2所述的过电压保护装置，其特征在于：该基准电压等于该直流马达的额定电压、该分压电路的总阻抗值倒数、该分压电路的该部分阻抗值的乘积。
4.如权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于：该分压电路包含一第一电阻器及一第二电阻器，且该分压电路的该部分是该第二电阻器。
5.如权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于：该控制单元是一微控制单元驱动器。
6.一种直流马达过电压保护装置，其特征在于：该直流马达具有多个电源开关，该过电压保护装置包含：
一第一电阻器，其一端电连接至该直流马达的输入电压端；
一第二电阻器，其一端电连接至该第一电阻器的另一端，其另一端接地；及
一具有多个输出端子的微控制单元驱动器，电连接于该第一电阻器及该第二电阻器之间，该等输出端子分别驱动该等电源开关；
其中，当该第二电阻器的端电压大于一基准电压时，该等输出端子停止驱动该等电源开关。
7.如权利要求6所述的直流马达过电压保护装置，其特征在于：该基准电压等于该直流马达的输入电压、该第一电阻器及该第二电阻器的电阻值总和的倒数、该第二电阻器的电阻值的乘积。
8.一种直流马达过电压保护装置，其特征在于：所述直流马达过电压保护装置包含：
一第一分压电路，其一端电连接至该直流马达的输入电压端，其另一端接地；
一第二分压电路，其一端电连接至一参考电压端，其另一端接地；
一控制单元，控制该直流马达的启动；及
一运算放大器，其同相输入端电连接至该第一分压电路，其反相输入端电连接至该第二分压电路，其输出端电连接至该控制单元；
其中，当该运算放大器的同相输入端电压大于反相输入端电压时，该运算放大器输出一过电压中断讯号至该控制单元，且该控制单元停止驱动该直流马达。
9.如权利要求8所述的直流马达过电压保护装置，其特征在于：该第一分压电路包含一第一电阻器及一第二电阻器，该第二分压电路包含一第三电阻器及一第四电阻器，该运算放大器的该同相输入端电连接于该第一电阻器及该第二电阻器之间，该运算放大器的该反相输出端电连接于该第三电阻器及该第四电阻器之间。
10.如权利要求8所述的直流马达过电压保护装置，其特征在于：该运算放大器是一比较器。
11.如权利要求8所述的直流马达过电压保护装置，其特征在于：该控制单元是一驱动IC。
12.一种直流马达过电压保护装置，其特征在于：该直流马达具有多个电源开关，该过电压保护装置包含：
一第一电阻器，其一端与该直流马达的输入电压端电连接；
一第二电阻器，其一端与该第一电阻器的另一端电连接，其另一端接地；
一第三电阻器，其一端与一参考电压端电连接；
一第四电阻器，其一端与该第三电阻器的另一端电连接，其另一端接地；
一驱动IC，具有多个输出端子，分别驱动该等电源开关；及
一比较器，其同相输入端电连接于该第一电阻器与该第二电阻器之间，其反相输入端电连接于该第三电阻器与该第四电阻器之间，其输出端与该驱动IC电连接；
其中，当该同相输入端电压大于该反相输入端电压时，该比较器输出一过电压中断信号予该驱动IC，且该等输出端子停止驱动该等电源开关。
13.如权利要求12所述的直流马达过电压保护装置，其特征在于：该参考电压等于该直流马达的额定电压。
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