CN204597830U - 电机控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机控制装置。该装置包括：磁场检测元件，用于感测转子的磁场位置并输出磁场检测信号；堵转保护模块，具有堵转保护模式和非堵转保护模式；驱动模块，用于在磁场检测信号为表征感测到磁场位置变化的方波信号时，根据磁场检测信号驱动电机工作，并激发堵转保护模块进入非堵转保护模式；在磁场检测信号为表征未感测到磁场位置变化的恒定信号时，激发堵转保护模块进入堵转保护模式，并在堵转保护模块的控制下，驱使电机停止工作；电源模块，用于连接供电电源，并将该供电电源提供的电压转换为磁场检测元件和堵转保护模块所需的工作电压，以为磁场检测元件和堵转保护模块供电。由此，可实现电机的堵转保护，提高电机使用寿命。

Description

电机控制装置

技术领域

本实用新型涉及电机控制领域，具体地，涉及一种电机控制装置。

背景技术

近年来温室效应急剧加重，新能源汽车的开发势在必行，以满足人们的使用需求并且不污染空气。在开发新能源汽车(包括混合动力汽车和纯电动汽车)时会设置一散热系统，该散热系统包括冷却水泵。在汽车以电动模式工作的情况下，驱动电机控制器会运行，这时，散热系统中的冷却水泵工作，以为驱动电机控制器进行冷却散热。

然而，在冷却水泵的工作过程中，水泵电机可能会发生堵转。一旦水泵电机发生堵转，会导致温度升高，有可能损坏水泵和其他电路器件。因此，在冷却水泵工作时，对水泵电机进行防堵转保护是十分必要且重要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有电机堵转保护功能的电机控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电机控制装置，该装置包括：磁场检测元件，用于感测电机的转子的磁场位置，并输出磁场检测信号；堵转保护模块，该堵转保护模块具有堵转保护模式和非堵转保护模式；驱动模块，与所述磁场检测元件连接，并与所述堵转保护模块连接，用于在所述磁场检测信号为表征感测到磁场位置变化的方波信号的情况下，根据所述磁场检测信号驱动所述电机工作，并激发所述堵转保护模块进入所述非堵转保护模式；以及在所述磁场检测信号为表征未感测到磁场位置变化的恒定信号的情况下，激发所述堵转保护模块进入所述堵转保护模式，并在所述堵转保护模块的控制下，驱使所述电机停止工作；以及电源模块，与所述磁场检测元件连接，并与所述堵转保护模块连接，用于连接供电电源，并将该供电电源提供的电压转换为所述磁场检测元件和所述堵转保护模块所需的工作电压，以为所述磁场检测元件和所述堵转保护模块供电。

优选地，所述磁场检测元件为霍尔传感器。

优选地，所述电源模块包括正端、负端和供电端，其中，所述正端与所述供电电源的正极连接，所述负端与所述供电电源的负极连接，以及所述供电端用于输出所述工作电压；所述磁场检测元件包括第一电源输入端和输出端，其中，所述第一电源输入端与所述电源模块的供电端连接，所述输出端用于输出所述磁场检测信号；所述驱动模块包括第一驱动控制端、第一堵转保护控制端、磁场检测信号输入端、第一电机控制端和第二电机控制端，其中，所述磁场检测信号输入端与所述磁场检测元件的输出端连接并用于接收所述磁场检测信号，以及所述第一电机控制端和所述第二电机控制端与所述电机连接并用于控制所述电机的工作；所述堵转保护模块包括第二电源输入端、第二驱动控制端和第二堵转保护控制端，其中，所述第二电源输入端与所述电源模块的供电端连接，所述第二驱动控制端与所述第一驱动控制端连接，以及所述第二堵转保护控制端与所述第一堵转保护控制端连接；其中，所述驱动模块在所述磁场检测信号为所述方波信号的情况下，经由所述第一堵转保护控制端向所述堵转保护模块输出用于激发所述堵转保护模块进入所述非堵转保护模式的第一堵转保护控制信号，以及在所述磁场检测信号为所述恒定信号的情况下，经由所述第一堵转保护控制端向所述堵转保护模块输出用于激发所述堵转保护模块进入所述堵转保护模式的第二堵转保护控制信号；以及所述堵转保护模块在处于所述堵转保护模式的情况下，经由所述第二驱动控制端向所述驱动模块输出驱动控制信号，以使所述驱动模块驱使所述电机停止工作。

优选地，所述驱动模块还包括：电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第二场效应管D2和第三场效应管D3，其中：所述电阻R21连接在所述磁场检测信号输入端与所述第七三极管Q7的基极之间，所述第七三极管Q7的发射极接地，所述电阻R18连接在所述第七三极管Q7的集电极与所述第二场效应管D2的栅极之间，所述电阻R19连接在所述第七三极管Q7的集电极与地之间，所述电容C8连接在所述第七三极管Q7的集电极与所述第六三极管Q6的基极之间，所述电容C9连接在所述电容C8与所述第六三极管Q6的发射极之间，所述电阻R20与所述电容C9并联，所述第六三极管Q6的发射极接地，所述第六三极管Q6的集电极与所述第二场效应管D2的栅极连接，所述第二场效应管D2的源极接地，所述第二场效应管D2的漏极与所述第一电机控制端连接；所述电阻R23连接在所述磁场检测信号输入端与所述第三场效应管D3的栅极之间，所述电阻R24连接在所述磁场检测信号输入端与地之间，所述电容C10连接在所述磁场检测信号输入端与所述第八三极管Q8的基极之间，所述电容C11连接在所述电容C10与所述第八三极管Q8的发射极之间，所述电阻R25与所述电容C11并联，所述第八三极管Q8的发射极接地，所述第八三极管Q8的集电极与所述第三场效应管D3的栅极连接，所述第三场效应管D3的源极接地，所述第三场效应管D3的漏极与所述第二电机控制端连接；所述电阻R17连接在所述第一堵转保护控制端与所述第六三极管Q6的集电极之间，所述电阻R22连接在所述第一堵转保护控制端与所述第八三极管Q8的集电极之间；所述电阻R15连接在所述第一驱动控制端与所述磁场检测信号输入端之间，以及所述电阻R16连接在所述第一驱动控制端与所述第七三极管Q7的集电极之间。

优选地，所述第六三极管Q6、所述第七三极管Q7和所述第八三极管Q8为NPN型三极管；以及，所述第二场效应管D2和所述第三场效应管D3为N沟道增强型金属氧化物半导体型场效应管。

优选地，所述堵转保护模块还包括：电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C6、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5和热敏电阻PTC1，其中：所述电容C6连接在所述第二堵转保护控制端与所述第五三极管Q5的基极之间，所述电阻R14连接在所述第五三极管Q5的基极与发射极之间，所述第五三极管Q5的发射极接地，所述电阻R12连接在所述第二三极管Q2的基极与所述第五三极管Q5的集电极之间，所述电阻R5连接在所述第二三极管Q2的发射极与基极之间，所述第二三极管Q2的发射极与所述第二电源输入端连接，所述第二三极管Q2的集电极与所述电阻R7的一端连接，所述R7的另一端分别与所述第三三极管Q3的基极和所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端接地，所述热敏电阻PTC1和所述电阻R10串联在所述第二电源输入端与所述第三三极管Q3的基极之间，所述电阻R6连接在所述第二电源输入端与所述第三三极管Q3的发射极之间，所述电阻R13连接在所述第三三极管Q3的集电极与地之间，所述第三三极管Q3的发射极与所述第四三极管Q4的发射极连接，所述电阻R9连接在所述第二电源输入端与所述第四三极管Q4的基极之间，所述电阻R11连接在所述第四三极管Q4的基极与所述第三三极管Q3的集电极之间，所述第四三极管Q4的集电极与所述第二驱动控制端连接。

优选地，所述第二三极管Q2、所述第三三极管Q3和所述第四三极管Q4为PNP型三极管，以及所述第五三极管Q5为NPN型三极管。

优选地，所述电源模块还包括：电容C1、电阻R1、电阻R3、电阻R4、第一场效应管D1、第一三极管Q1、稳压管ZD2、瞬变电压抑制二极管ZD1和保险电阻F1，其中：所述瞬变电压抑制二极管ZD1和所述保险电阻F1串联在所述正端与所述负端之间，所述电阻R1连接在所述正端与所述负端之间，所述第一场效应管D1的漏极与所述负端连接，所述第一场效应管D1的源极与所述稳压管ZD2的正极连接，所述稳压管ZD2的负极与所述第一三极管Q1的基极连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述正端连接，所述电阻R3连接在所述第一三极管Q1的集电极与基极之间，所述电阻R4连接在所述第一场效应管D1的栅极与所述第一三极管Q1的发射极之间，所述电容C1连接在所述第一三极管Q1的发射极与地之间，所述第一三极管Q1的发射极与所述供电端连接。

优选地，所述第一三极管Q1为NPN型三极管；所述瞬变电压抑制二极管ZD1为双向瞬变电压抑制二极管；以及，所述第一场效应管D1为N沟道增强型金属氧化物半导体型场效应管。

优选地，所述磁场检测元件被设置在距离所述电机的定子线圈1.0mm-1.4mm的位置处。

在上述技术方案中，可以通过磁场检测元件检测转子的磁场位置。在电机正常工作的情况下，磁场检测元件能够检测到磁场位置变化，并且驱动模块可以根据所检测到的磁场位置变化来驱动电机工作，此时，堵转保护模块处于非堵转保护模式中。一旦电机发生堵转，磁场检测元件无法检测到磁场位置变化，驱动模块则可激发堵转保护模块进入堵转保护模式。此时，在堵转保护模块的控制下，驱动模块可以驱使电机停止工作，由此实现对电机的堵转保护。通过本实用新型提供的电机控制装置，可以有效监测出电机是否发生堵转，并在监测到电机发生堵转的情况下，停止电机工作，避免因温度过高对电机及其他电路器件造成损坏，提高设备使用寿命。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的实施方式的电机控制装置的示意图；

图2是根据本实用新型的实施方式的电源模块的电路图；

图3是根据本实用新型的实施方式的驱动模块和堵转保护模块的电路图；

图4a是在电机正常工作下，由磁场检测元件检测出的磁场检测信号的信号示意图；

图4b是在电机正常工作下，磁场检测信号经驱动模块中的第七三极管Q7反向后的信号示意图；

图4c和图4d分别是在电机正常工作下，驱动模块中的第二场效应管D2和第三场效应管D3的前端的信号示意图；以及

图4e是在电机正常工作下，在驱动模块的第一堵转保护控制端处的信号示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1示出了根据本实用新型的实施方式提供的电机控制装置的示意图。如图1所示，该装置可以包括磁场检测元件1，用于感测电机5的转子的磁场位置，并输出磁场检测信号；堵转保护模块2，该堵转保护模块2具有堵转保护模式和非堵转保护模式；驱动模块3，与所述磁场检测元件1连接，并与所述堵转保护模块2连接，用于在所述磁场检测信号为表征感测到磁场位置变化的方波信号(例如，如图4a所示的方波信号，信号频率例如为132Hz)的情况下，根据所述磁场检测信号驱动所述电机5工作，并激发所述堵转保护模块进入所述非堵转保护模式；以及在所述磁场检测信号为表征未感测到磁场位置变化的恒定信号(例如，信号为一条直线)的情况下，激发所述堵转保护模块进入所述堵转保护模式，并在所述堵转保护模块的控制下，驱使所述电机5停止工作；以及电源模块4，与所述磁场检测元件1连接，并与所述堵转保护模块2连接，用于连接供电电源6，并将该供电电源6提供的电压转换为所述磁场检测元件1和所述堵转保护模块2所需的工作电压，以为所述磁场检测元件1和所述堵转保护模块2供电。

具体地，如图1所示，所述电源模块4可以包括正端401、负端402和供电端403，其中，正端401与所述供电电源6的正极601连接，负端402与所述供电电源6的负极602连接，以及供电端403用于输出所述工作电压。其中，所述电源模块4可以将供电电源6提供的电压转换为所述磁场检测元件1和所述堵转保护模块2所需的工作电压，并经由供电端403输出所述工作电压，以为所述磁场检测元件1和所述堵转保护模块2供电。

所述磁场检测元件1可以包括第一电源输入端101和输出端102，其中，第一电源输入端101与所述电源模块4的供电端403连接，输出端102用于输出所述磁场检测信号。其中，所述磁场检测元件1可以经由第一电源输入端101接入电源模块4，并由此上电工作。在磁场检测元件1的工作过程中，其感测电机5的转子的磁场位置，并经由输出端102输出磁场检测信号。在本实用新型的一个示例实施方式中，所述磁场检测元件1可以例如为霍尔传感器，该霍尔传感器除了包括所述第一电源输入端101和所述输出端102之外，还可以包括接地端(如下面图3中示出的接地端103)。

所述驱动模块3可以包括第一驱动控制端305、第一堵转保护控制端304、磁场检测信号输入端301、第一电机控制端302和第二电机控制端303，其中，所述磁场检测信号输入端301与所述磁场检测元件1的输出端102连接并用于接收所述磁场检测信号，以及所述第一电机控制端302和所述第二电机控制端303与所述电机5连接并用于控制所述电机5的工作。

在本实用新型中，所述电机5可以例如是两相直流无刷电机，其中，该电机5可以包括第一定子线圈和第二定子线圈。因此，驱动模块3可以包括所述第一电机控制端302和所述第二电机控制端303，其中所述第一电机控制端302可以与第一定子线圈连接，所述第二电机控制端303可以与第二定子线圈连接。驱动模块3可以通过第一电机控制端302和第二电机控制端303来控制电机5的第一定子线圈和第二定子线圈交替导通，交变的电场会产生交变的磁场，由此可以对电机5的转子产生推力，驱使电机5的转子转动。

此外，如图1所示，所述堵转保护模块2可以包括第二电源输入端201、第二驱动控制端202和第二堵转保护控制端203，其中，第二电源输入端201与所述电源模块4的供电端403连接，第二驱动控制端202与所述第一驱动控制端305连接，以及所述第二堵转保护控制端203与所述第一堵转保护控制端304连接。

所述驱动模块3可以经由磁场检测信号输入端301接收由磁场检测元件1输出的磁场检测信号。在所述磁场检测信号为表征感测到磁场位置变化的方波信号的情况下，所述驱动模块3可以经由所述第一堵转保护控制端304向所述堵转保护模块2输出用于激发所述堵转保护模块2进入所述非堵转保护模式的第一堵转保护控制信号。而在所述磁场检测信号为表征未感测到磁场位置变化的恒定信号的情况下，所述驱动模块3可以经由所述第一堵转保护控制端304向所述堵转保护模块2输出用于激发所述堵转保护模块2进入所述堵转保护模式的第二堵转保护控制信号。

堵转保护模块2可以经由第二堵转保护控制端203接收所述第一堵转保护控制信号或所述第二堵转保护控制信号。在堵转保护模块2接收到所述第一堵转保护控制信号的情况下，该堵转保护模块2进入非堵转保护模式。在处于非堵转保护模式下，堵转保护模块2不进行堵转保护，此时所述驱动模块3可以根据所述磁场检测信号驱动所述电机5工作。而在堵转保护模块2接收到所述第二堵转保护控制信号的情况下，该堵转保护模块2进入堵转保护模式。在处于所述堵转保护模式的情况下，堵转保护模块2可以经由所述第二驱动控制端202向所述驱动模块3输出驱动控制信号(例如，为低电平形式的驱动控制信号)。驱动模块3可以经由所述第一驱动控制端305接收该驱动控制信号，并在接收到该驱动控制信号的情况下，驱使所述电机5停止工作。

例如，驱动模块3可以在接收到为低电平形式的驱动控制信号之后，通过第一电机控制端302和所述第二电机控制端303关断电机5的第一定子线圈和第二定子线圈，以此驱使电机5停止工作。

图2-图3分别示出了根据本实用新型的实施方式的电源模块4、驱动模块3和堵转保护模块2的电路图。下面将结合图2-图3来详细电源模块4、驱动模块3和堵转保护模块2的具体结构及工作原理。

首先，图2示出了根据本实用新型的实施方式的电源模块4的电路图。如图2所示，所述电源模块4还可以包括：电容C1、电阻R1、电阻R3、电阻R4、第一场效应管D1、第一三极管Q1、稳压管ZD2(例如，9.1V的稳压管)、瞬变电压抑制二极管(TVS)ZD1(例如，40V TVS)和保险电阻F1，其中，所述TVS ZD1和所述保险电阻F1串联在所述电源模块4的正端401与负端402之间，所述电阻R1连接在所述正端401与所述负端402之间，所述第一场效应管D1的漏极与所述负端402连接，所述第一场效应管D1的源极与所述稳压管ZD2的正极连接，所述稳压管ZD2的负极与所述第一三极管Q1的基极连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述正端401连接，所述电阻R3连接在所述第一三极管Q1的集电极与基极之间，所述电阻R4连接在所述第一场效应管D1的栅极与所述第一三极管Q1的发射极之间，所述电容C1连接在所述第一三极管Q1的发射极与地之间，所述第一三极管Q1的发射极与所述供电端403连接。

在本实用新型中，所述第一三极管Q1可以例如为NPN型三极管，所述TVS ZD1可以例如为双向TVS，所述第一场效应管D1可以例如为N沟道增强型金属氧化物半导体型场效应管(MOSFET)，并且所述第一场效应管D1可以为在漏极与源极之间连接有二极管的场效应管。不过应当理解的是，这些示例只用于说明本实用新型，而不用于限制本实用新型。

在图2示出的电源模块4中，TVS ZD1和保险电阻F1主要用于对电源模块4进行雷击浪涌保护或大电流保护，第一场效应管D1主要用于防止电源模块4的正端401和反端402的反接。

如图2所示，供电电源6的正极601可以例如提供+12V的正端电压(记为VCC)，负极602可以例如提供零电压(记为GND)。经过电源模块4中的各电子器件，可以在供电端403得到磁场检测元件1和堵转保护模块2所需的工作电压(记为VCC1)，例如，8.5V的工作电压。

此外，如图2所示，所述电源模块4还可以包括电容C2和电容C3，其中，所述电容C2连接在所述正端401与所述负端402之间(即，与电阻R1并联)，所述电容C3与所述TVS ZD1并联。电容C2和电容C3主要起滤波作用，并且更具体地，电容C3主要用于高频滤波。

图3示出了根据本实用新型的实施方式的驱动模块3和堵转保护模块2的电路图。如图3所示，所述驱动模块3还可以包括：电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第二场效应管D2和第三场效应管D3，其中，所述电阻R21连接在所述磁场检测信号输入端301与所述第七三极管Q7的基极之间，所述第七三极管Q7的发射极接地，所述电阻R18连接在所述第七三极管Q7的集电极与所述第二场效应管D2的栅极之间，所述电阻R19连接在所述第七三极管Q7的集电极与地之间，所述电容C8连接在所述第七三极管Q7的集电极与所述第六三极管Q6的基极之间，所述电容C9连接在所述电容C8与所述第六三极管Q6的发射极之间，所述电阻R20与所述电容C9并联，所述第六三极管Q6的发射极接地，所述第六三极管Q6的集电极与所述第二场效应管D2的栅极连接，所述第二场效应管D2的源极接地，所述第二场效应管D2的漏极与所述第一电机控制端302连接；所述电阻R23连接在所述磁场检测信号输入端301与所述第三场效应管D3的栅极之间，所述电阻R24连接在所述磁场检测信号输入端301与地之间，所述电容C10连接在所述磁场检测信号输入端301与所述第八三极管Q8的基极之间，所述电容C11连接在所述电容C10与所述第八三极管Q8的发射极之间，所述电阻R25与所述电容C11并联，所述第八三极管Q8的发射极接地，所述第八三极管Q8的集电极与所述第三场效应管D3的栅极连接，所述第三场效应管D3的源极接地，所述第三场效应管D3的漏极与所述第二电机控制端303连接；所述电阻R17连接在所述第一堵转保护控制端304与所述第六三极管Q6的集电极之间，所述电阻R22连接在所述第一堵转保护控制端304与所述第八三极管Q8的集电极之间；所述电阻R15连接在所述第一驱动控制端305与所述磁场检测信号输入端301之间，以及所述电阻R16连接在所述第一驱动控制端305与所述第七三极管Q7的集电极之间。

在本实用新型中，所述第六三极管Q6、所述第七三极管Q7和所述第八三极管Q8可以例如为NPN型三极管，所述第二场效应管D2和所述第三场效应管D3可以例如为N沟道增强型MOSFET，并且所述第二场效应管D2和所述第三场效应管D3可以为在漏极与源极之间连接有二极管的场效应管。不过应当理解的是，这些示例只用于说明本实用新型，而不用于限制本实用新型。

此外，如图3所示，所述堵转保护模块2还可以包括：电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8(该电阻R8的阻值较高，例如为1MΩ)、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C6、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5和热敏电阻PTC1，其中，所述电容C6连接在所述第二堵转保护控制端203与所述第五三极管Q5的基极之间，所述电阻R14连接在所述第五三极管Q5的基极与发射极之间，所述第五三极管Q5的发射极接地，所述电阻R12连接在所述第二三极管Q2的基极与所述第五三极管Q5的集电极之间，所述电阻R5连接在所述第二三极管Q2的发射极与基极之间，所述第二三极管Q2的发射极与所述第二电源输入端201连接，所述第二三极管Q2的集电极与所述电阻R7的一端连接，所述R7的另一端分别与所述第三三极管Q3的基极和所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端接地，所述热敏电阻PTC1和所述电阻R10串联在所述第二电源输入端201与所述第三三极管Q3的基极之间，所述电阻R6连接在所述第二电源输入端201与所述第三三极管Q3的发射极之间，所述电阻R13连接在所述第三三极管Q3的集电极与地之间，所述第三三极管Q3的发射极与所述第四三极管Q4的发射极连接，所述电阻R9连接在所述第二电源输入端201与所述第四三极管Q4的基极之间，所述电阻R11连接在所述第四三极管Q4的基极与所述第三三极管Q3的集电极之间，所述第四三极管Q4的集电极与所述第二驱动控制端202连接。

在本实用新型中，所述第二三极管Q2、所述第三三极管Q3和所述第四三极管Q4可以例如为PNP型三极管，以及所述第五三极管Q5可以例如为NPN型三极管。不过应当理解的是，这些示例只用于说明本实用新型，而不用于限制本实用新型。

此外，如图3所示，所述堵转保护模块2还可以包括：电容C7、电容C4和电容C5，其中，所述电容C7连接在所述第五三极管Q5的集电极与发射极之间，所述电容C4连接在所述第三三极管Q3的发射极与基极之间，以及所述电容C5连接在所述第四三极管Q4的发射极与集电极之间。电容C4、电容C5和电容C7主要起滤波作用。

下面结合图3来描述驱动模块3和堵转保护模块2的具体工作原理。

首先，驱动模块3经由磁场检测信号输入端301接收磁场检测信号。如上所述，在电机5正常工作情况下，该磁场检测信号为图4a所示的方波信号，而在电机5发生堵转的情况下，该磁场检测信号为恒定信号，即一条直线。驱动模块3中的第七三极管Q7起开关管的作用，用于对磁场检测信号进行反向。例如，假设磁场检测信号为图4a所示的方波信号，那么在经过第七三极管Q7反向之后，可在第七三极管Q7的集电极处生成如图4b所示的方波信号。经第七三极管Q7反向后的信号可以作为第一驱动信号，未经第七三极管Q7反向的原始磁场检测信号可以作为第二驱动信号。互为反向的第一驱动信号和第二驱动信号可以使得第六三极管Q6和第八三极管Q8交替导通或截止，从而在第一电机控制端302和第二电机控制端303交替输出定子线圈导通信号，以控制电机5的第一定子线圈和第二定子线圈交替得电，以此驱动电机5正常工作。

在第六三极管Q6或第八三极管Q8从导通状态变化到截止状态的过程中，会使第二场效应管D2或第三场效应管D3的前端(即，第二场效应管D2或第三场效应管D3的栅极处)产生上升沿变化，分别如图4c和图4d所示。由于存在上升沿变化，使得在第一堵转保护控制端304处产生具有电压变化的第一堵转保护控制信号(该第一堵转保护控制信号的幅值例如为3.4V)，如图4e所示。该第一堵转保护控制信号被传输到堵转保护模块2。堵转保护模块2可以经由第二堵转保护控制端203接收该第一堵转保护控制信号，之后，电容C6能够识别到这一电压变化，并由此，第五三极管Q5被导通。第五三极管Q5导通，使得第二三极管Q2也导通。由于电机5正常运转，温度不会激增，因此，热敏电阻PTC1为低阻值状态(例如，1.5KΩ)。此时，第三三极管Q3的基极处于高电平状态，因此该第三三极管Q3截止。第三三极管Q3截止，使得第四三极管Q4导通，在第四三极管Q4的集电极会输出高电平信号。此时，堵转保护模块2处于非堵转保护模式。该高电平信号可以经由第二驱动控制端202被传输至驱动模块3。驱动模块3可以经由第一驱动控制端201接收到这一高电平信号。该高电平信号不会影响驱动模块3的正常工作，即，驱动模块3能够按照上述过程驱动电机5正常工作。

一旦电机5发生堵转，磁场检测元件1无法检测到磁场位置变化，驱动模块3所接收到的磁场检测信号为一恒定信号。在这种情况下，在第二场效应管D2和第三场效应管D3的前端不会发生上升沿变化，此时，在第一堵转保护控制端304处生成不具有电压变化的第二堵转保护控制信号。该第二堵转保护控制信号被传输到堵转保护模块2。在堵转保护模块2接收到第二堵转保护控制信号之后，由于电容C6识别不到电压变化情况，进而使得第五三极管Q5截止，同时，第二三极管Q2截止。这时，第二三极管Q2的集电极相当于断开状态。在电机5发生堵转的情况下，电流增大，热敏电阻PTC1的阻值大幅度上升，基本上上升到兆级的阻值水平。此时，热敏电阻PTC1与电阻R8相分压，并在第三三极管Q3的基极产生一低电平信号，使得第三三极管Q3导通。第三三极管Q3导通后，电阻R9、电阻R11和电阻R13发生分压变化，使得第四三极管Q4截止。在第四三极管Q4截止的情况下，第四三极管Q4的集电极输出一低电平信号。此时，堵转保护模块2处于堵转保护模式。该低电平信号作为驱动控制信号经由第二驱动控制端202被传输至驱动模块3。驱动模块3可以经由第一驱动控制端305接收到这一为低电平形式的驱动控制信号。在该驱动控制信号的作用下，第一电机控制端302和第二电机控制端303可以控制电机5的第一定子线圈和第二定子线圈关断，从而使得电机5停止工作，以实现对电机的堵转保护。

由此，通过本实用新型提供的电机控制装置，可以有效监测出电机是否发生堵转，并在监测到电机发生堵转的情况下，停止电机工作，避免因温度过高对电机及其他电路器件造成损坏，提高设备使用寿命。

本实用新型提供的电机控制装置不仅适用于对新能源汽车的散热系统中的水泵电机进行堵转保护控制，还适用于对其他类型的电机进行堵转保护控制，对此，本实用新型并不进行限定。

此外，为了防止电机5出现死点而无法启动，优选地，在本实用新型中，可以将所述磁场检测元件1设置在距离所述电机5的定子线圈1.0mm-1.4mm的位置处。最优地，设置在距离所述电机5的定子线圈1.2mm的位置处。这样，可以使得电机5的转子在任一停止位置处都可以正常启动。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电机控制装置，其特征在于，该装置包括：

磁场检测元件，用于感测电机的转子的磁场位置，并输出磁场检测信号；

堵转保护模块，该堵转保护模块具有堵转保护模式和非堵转保护模式；

驱动模块，与所述磁场检测元件连接，并与所述堵转保护模块连接，用于在所述磁场检测信号为表征感测到磁场位置变化的方波信号的情况下，根据所述磁场检测信号驱动所述电机工作，并激发所述堵转保护模块进入所述非堵转保护模式；以及在所述磁场检测信号为表征未感测到磁场位置变化的恒定信号的情况下，激发所述堵转保护模块进入所述堵转保护模式，并在所述堵转保护模块的控制下，驱使所述电机停止工作；以及

电源模块，与所述磁场检测元件连接，并与所述堵转保护模块连接，用于连接供电电源，并将该供电电源提供的电压转换为所述磁场检测元件和所述堵转保护模块所需的工作电压，以为所述磁场检测元件和所述堵转保护模块供电。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁场检测元件为霍尔传感器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述电源模块包括正端、负端和供电端，其中，所述正端与所述供电电源的正极连接，所述负端与所述供电电源的负极连接，以及所述供电端用于输出所述工作电压；

所述磁场检测元件包括第一电源输入端和输出端，其中，所述第一电源输入端与所述电源模块的供电端连接，所述输出端用于输出所述磁场检测信号；

所述驱动模块包括第一驱动控制端、第一堵转保护控制端、磁场检测信号输入端、第一电机控制端和第二电机控制端，其中，所述磁场检测信号输入端与所述磁场检测元件的输出端连接并用于接收所述磁场检测信号，以及所述第一电机控制端和所述第二电机控制端与所述电机连接并用于控制所述电机的工作；

所述堵转保护模块包括第二电源输入端、第二驱动控制端和第二堵转保护控制端，其中，所述第二电源输入端与所述电源模块的供电端连接，所述第二驱动控制端与所述第一驱动控制端连接，以及所述第二堵转保护控制端与所述第一堵转保护控制端连接；

其中，所述驱动模块在所述磁场检测信号为所述方波信号的情况下，经由所述第一堵转保护控制端向所述堵转保护模块输出用于激发所述堵转保护模块进入所述非堵转保护模式的第一堵转保护控制信号，以及在所述磁场检测信号为所述恒定信号的情况下，经由所述第一堵转保护控制端向所述堵转保护模块输出用于激发所述堵转保护模块进入所述堵转保护模式的第二堵转保护控制信号；以及

所述堵转保护模块在处于所述堵转保护模式的情况下，经由所述第二驱动控制端向所述驱动模块输出驱动控制信号，以使所述驱动模块驱使所述电机停止工作。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动模块还包括：电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第二场效应管D2和第三场效应管D3，其中：

所述电阻R21连接在所述磁场检测信号输入端与所述第七三极管Q7的基极之间，所述第七三极管Q7的发射极接地，所述电阻R18连接在所述第七三极管Q7的集电极与所述第二场效应管D2的栅极之间，所述电阻R19连接在所述第七三极管Q7的集电极与地之间，所述电容C8连接在所述第七三极管Q7的集电极与所述第六三极管Q6的基极之间，所述电容C9连接在所述电容C8与所述第六三极管Q6的发射极之间，所述电阻R20与所述电容C9并联，所述第六三极管Q6的发射极接地，所述第六三极管Q6的集电极与所述第二场效应管D2的栅极连接，所述第二场效应管D2的源极接地，所述第二场效应管D2的漏极与所述第一电机控制端连接；

所述电阻R23连接在所述磁场检测信号输入端与所述第三场效应管D3的栅极之间，所述电阻R24连接在所述磁场检测信号输入端与地之间，所述电容C10连接在所述磁场检测信号输入端与所述第八三极管Q8的基极之间，所述电容C11连接在所述电容C10与所述第八三极管Q8的发射极之间，所述电阻R25与所述电容C11并联，所述第八三极管Q8的发射极接地，所述第八三极管Q8的集电极与所述第三场效应管D3的栅极连接，所述第三场效应管D3的源极接地，所述第三场效应管D3的漏极与所述第二电机控制端连接；

所述电阻R17连接在所述第一堵转保护控制端与所述第六三极管Q6的集电极之间，所述电阻R22连接在所述第一堵转保护控制端与所述第八三极管Q8的集电极之间；

所述电阻R15连接在所述第一驱动控制端与所述磁场检测信号输入端之间，以及所述电阻R16连接在所述第一驱动控制端与所述第七三极管Q7的集电极之间。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第六三极管Q6、所述第七三极管Q7和所述第八三极管Q8为NPN型三极管；以及，所述第二场效应管D2和所述第三场效应管D3为N沟道增强型金属氧化物半导体型场效应管。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述堵转保护模块还包括：电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C6、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5和热敏电阻PTC1，其中：

所述电容C6连接在所述第二堵转保护控制端与所述第五三极管Q5的基极之间，所述电阻R14连接在所述第五三极管Q5的基极与发射极之间，所述第五三极管Q5的发射极接地，所述电阻R12连接在所述第二三极管Q2的基极与所述第五三极管Q5的集电极之间，所述电阻R5连接在所述第二三极管Q2的发射极与基极之间，所述第二三极管Q2的发射极与所述第二电源输入端连接，所述第二三极管Q2的集电极与所述电阻R7的一端连接，所述R7的另一端分别与所述第三三极管Q3的基极和所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端接地，所述热敏电阻PTC1和所述电阻R10串联在所述第二电源输入端与所述第三三极管Q3的基极之间，所述电阻R6连接在所述第二电源输入端与所述第三三极管Q3的发射极之间，所述电阻R13连接在所述第三三极管Q3的集电极与地之间，所述第三三极管Q3的发射极与所述第四三极管Q4的发射极连接，所述电阻R9连接在所述第二电源输入端与所述第四三极管Q4的基极之间，所述电阻R11连接在所述第四三极管Q4的基极与所述第三三极管Q3的集电极之间，所述第四三极管Q4的集电极与所述第二驱动控制端连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二三极管Q2、所述第三三极管Q3和所述第四三极管Q4为PNP型三极管，以及所述第五三极管Q5为NPN型三极管。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电源模块还包括：电容C1、电阻R1、电阻R3、电阻R4、第一场效应管D1、第一三极管Q1、稳压管ZD2、瞬变电压抑制二极管ZD1和保险电阻F1，其中：

所述瞬变电压抑制二极管ZD1和所述保险电阻F1串联在所述正端与所述负端之间，所述电阻R1连接在所述正端与所述负端之间，所述第一场效应管D1的漏极与所述负端连接，所述第一场效应管D1的源极与所述稳压管ZD2的正极连接，所述稳压管ZD2的负极与所述第一三极管Q1的基极连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述正端连接，所述电阻R3连接在所述第一三极管Q1的集电极与基极之间，所述电阻R4连接在所述第一场效应管D1的栅极与所述第一三极管Q1的发射极之间，所述电容C1连接在所述第一三极管Q1的发射极与地之间，所述第一三极管Q1的发射极与所述供电端连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一三极管Q1为NPN型三极管；所述瞬变电压抑制二极管ZD1为双向瞬变电压抑制二极管；以及，所述第一场效应管D1为N沟道增强型金属氧化物半导体型场效应管。

10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述磁场检测元件被设置在距离所述电机的定子线圈1.0mm-1.4mm的位置处。