CN204794027U - 一种直流有刷电机的续流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流有刷电机的续流保护电路，通过独立开启一个续流回路将电流释放回直流有刷电机，基本杜绝了二极管烧毁的可能。本实用新型包含有MCU控制模块，MCU控制模块连接续流保护模块；续流保护模块包括电阻R1、R2、R4，三极管Q2，P-MOS管Q1。本实用新型在直流有刷电机完全停止后，再关闭独立续流回路，因独立续流回路的开启内阻很小，所以续流时的发热也非常小，可以较好的解决二极管续流导致的发热及烧管问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机保护电路，尤其是涉及一种使用电池驱动的电动工具等的直流有刷电机保护电路。
背景技术
目前电动工具大部分使用直流有刷电机作为动力执行机构；在直流有刷电机断电停止时，直流有刷电机内线圈即电感电流不能突变，则会在直流有刷电机断电瞬间产生反向电动势，此反相电动势在不做处理的情况下会对电动工具的电路板以及直流有刷电机具有较大的破坏作用。
目前最常用的处理方式是与直流有刷电机并联一个二极管，用于直流有刷电机断电后的电流续流，从而限制反向电动势的，此方法电路简单，但其存在弊端为二极管导通时存在0.3～0.6V的压降△u，当有电流i流过二极管时，即存在实时功耗p＝△u*i。在直流有刷电机断电时会产生瞬时的温升，当电流i较大时，二极管亦会烧毁。
常用的续流保护为，当MCU控制模块需要关断直流有刷电机时，PA2脚输出低电平，Q3关闭，直流有刷电机由二极管D1进行电流i的续流。此时D1上产生图示方向的压降，当瞬时电流i足够大时，二极管D1即会因此而过热或者烧毁。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，解决直流有刷电机断电停止时，续流二极管发热或者烧毁的问题，提供一种直流有刷电机的续流保护电路，在直流有刷电机停止时，通过独立开启一个续流回路将电流释放回直流有刷电机，直流有刷电机完全停止后，再关闭此独立续流回路，因独立续流回路的开启内阻很小，所以续流时的发热也非常小，基本杜绝了二极管烧毁的可能。
为达到上述目的，本实用新型采用以下方案：
一种直流有刷电机的续流保护电路，包含有：MCU控制模块，MCU控制模块包含有IC芯片U1、电容C1，MCU控制模块连接续流保护模块；续流保护模块包括电阻R1、R2、R4，三极管Q2，P-MOS管Q1；
MCU控制模块信号控制管脚的PA4管脚经过电阻R4后接到三极管Q2的B极(基极)，三极管Q2的E极(发射极)接电源地，三极管Q2的C极(集电极)经过电阻R2、R1后接到直流有刷电机M的正极，三极管Q2的C极(集电极)经过电阻R2后接到P-MOS管Q1的G极(栅极)，P-MOS管Q1的D极(漏极)接直流有刷电机M的正极，P-MOS管Q1的S极(源极)接直流有刷电机M的负极。
在其中一些实施例中，所述P-MOS管Q1与直流有刷电机M之间并联二极管D1，二极管D1的负极接直流有刷电机M的正极，二极管D1的正极接直流有刷电机M的负极。P-MOS管Q1、直流有刷电机M与其并联的二极管D1组成续流回路。
在其中一些实施例中，所述IC芯片U1的VDD1、VDD2、VDDA、VREF+管脚接直流电源Vcc，直流电源Vcc经过电容C1后接电源地，IC芯片U1的VSS1、VSS2管脚接电源地。
在其中一些实施例中，所述MCU控制模块信号控制管脚的PA3管脚经过电阻R3后接到P-MOS管Q3的G极(栅极)，P-MOS管Q3的D极(漏极)接直流有刷电机M的负极，P-MOS管Q1的S极(源极)经过电池群组BATT后接到直流有刷电机M的正极，电池群组BATT的正极接直流有刷电机M的正极，电池群组BATT的负极接P-MOS管Q1的S极(源极)。
在其中一些实施例中，所述P-MOS管Q1的S极(源极)与电池群组BATT的负极接电源地，电池群组BATT由若干电池组Bx组成。
本实用新型通过独立开启一个续流回路将电流释放回直流有刷电机，直流有刷电机完全停止后，再关闭此独立续流回路，因独立续流回路的开启内阻很小，所以续流时的发热也非常小，基本杜绝了二极管烧毁的可能，因此可以较好的解决二极管续流导致的发热及烧管问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电路原理图；
图2为本实用新型实施例的开关状态切换示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本实用新型的优点与精神，藉由以下通过实施例对本实用新型做进一步的阐述。
本实用新型包含有MCU控制模块11，MCU控制模块11包含有IC芯片U1、电容C1，MCU控制模块11连接续流保护模块16；续流保护模块16包括电阻R1、R2、R4，三极管Q2，P-MOS管Q1。MCU控制模块11信号控制管脚的PA4管脚经过电阻R4后接到三极管Q2的B极(基极)，三极管Q2的E极(发射极)接电源地，三极管Q2的C极(集电极)经过电阻R2、R1后接到直流有刷电机M的正极，三极管Q2的C极(集电极)经过电阻R2后接到P-MOS管Q1的G极(栅极)，P-MOS管Q1的D极(漏极)接直流有刷电机M的正极，P-MOS管Q1的S极(源极)接直流有刷电机M的负极。
进一步，在其中一些实施例中，P-MOS管Q1与直流有刷电机M之间并联二极管D1，二极管D1的负极接直流有刷电机M的正极，二极管D1的正极接直流有刷电机M的负极。P-MOS管Q1、直流有刷电机M与其并联的二极管D1组成续流回路。
本实用新型直流有刷电机续流保护装置参见附图1所示，该电路比现有电路多了一个续流保护模块16，续流保护模块16由一个P-MOS管Q1、一个三极管Q2和电阻R1、R2、R4组成，另外需要MCU控制模块11给出一个信号控制的PA4管脚。当MCU控制模块11需要关闭直流有刷电机M时，PA3脚输出低电平，P-MOS管Q3关闭，同时PA4管脚输出高电平，三极管Q2处于导通状态，从而P-MOS管Q1的G极被拉低，P-MOS管Q1导通，直流有刷电机M的续流回路如附图2所示，电流i经过P-MOS管Q1回到直流有刷电机M，因为P-MOS管Q1的内阻为几毫欧至几十毫欧见，所以产生的压降较小，相比二极管D1产生的功耗，可以忽略不计，因此可以较好的解决二极管D1续流导致的发热及烧管问题。
MCU控制模块11信号控制管脚的PA3管脚经过电阻R3后接到P-MOS管Q3的G极(栅极)，P-MOS管Q3的D极(漏极)接直流有刷电机M的负极，P-MOS管Q1的S极(源极)经过电池群组BATT后接到直流有刷电机M的正极，电池群组BATT的正极接直流有刷电机M的正极，电池群组BATT的负极接P-MOS管Q1的S极(源极)。P-MOS管Q1的S极(源极)与电池群组BATT的负极接电源地，电池群组BATT由若干电池组Bx组成。
进一步，在其中一些实施例中，IC芯片U1的VDD1、VDD2、VDDA、VREF+管脚接直流电源Vcc，直流电源Vcc经过电容C1后接电源地，IC芯片U1的VSS1、VSS2管脚接电源地。
直流有刷电机M的一端接在三极管Q2的C极(集电极)，三极管Q2的E极(发射极)接电源地。MCU控制模块11信号控制管脚的PA4管脚输出驱动信号经过电阻R4分压之后加载到三极管Q2的B极(基极)以控制三极管Q2的C极、E极之间导通或关断，从而控制P-MOS管Q1导通或断开。P-MOS管Q1的D极(漏极)接直流有刷电机M的正极，P-MOS管Q1的S极(源极)接直流有刷电机M的负极，则可以控制直流有刷电机M的运转。当驱动信号PA4管脚输出高电平时，三极管Q2导通，P-MOS管Q1导通，直流有刷电机M运转；当驱动信号PA4管脚输出低电平时，三极管Q2截止，P-MOS管Q1断开，直流有刷电机M停转。当三极管Q2由导通变为截止时，直流有刷电机M由二极管D1进行电流i的续流，生出一个较大的自感电压，所以在直流有刷电机M两端反向并联抑制二极管D1，以吸收该电动势。
开关状态切换参见附图2所示，P-MOS管Q3开启后进行一段时间的延时，等待续流电流i逐渐降至0时，再由MCU控制模块11发出关闭信号，PA4脚输出低电平。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种直流有刷电机的续流保护电路，包含有：MCU控制模块(11)，所述MCU控制模块(11)包含有IC芯片U1、电容C1，其特征在于，所述MCU控制模块(11)连接续流保护模块(16)；所述续流保护模块(16)包括电阻R1、R2、R4，三极管Q2，P-MOS管Q1；
所述MCU控制模块(11)信号控制管脚的PA4管脚经过电阻R4后接到三极管Q2的B极，所述三极管Q2的E极接电源地，所述三极管Q2的C极经过电阻R2、R1后接到直流有刷电机M的正极，所述三极管Q2的C极经过电阻R2后接到P-MOS管Q1的G极，所述P-MOS管Q1的D极接直流有刷电机M的正极，所述P-MOS管Q1的S极接直流有刷电机M的负极。
2.根据权利要求1所述的一种直流有刷电机的续流保护电路，其特征在于，所述P-MOS管Q1与直流有刷电机M之间并联二极管D1，所述二极管D1的负极接直流有刷电机M的正极，所述二极管D1的正极接直流有刷电机M的负极。
3.根据权利要求2所述的一种直流有刷电机的续流保护电路，其特征在于，所述IC芯片U1的VDD1、VDD2、VDDA、VREF+管脚接直流电源Vcc，所述直流电源Vcc经过电容C1后接电源地，所述IC芯片U1的VSS1、VSS2管脚接电源地。
4.根据权利要求2所述的一种直流有刷电机的续流保护电路，其特征在于，所述MCU控制模块(11)信号控制管脚的PA3管脚经过电阻R3后接到P-MOS管Q3的G极，所述P-MOS管Q3的D极接直流有刷电机M的负极，所述P-MOS管Q1的S极经过电池群组BATT后接到直流有刷电机M的正极，所述电池群组BATT的正极接直流有刷电机M的正极，所述电池群组BATT的负极接P-MOS管Q1的S极。
5.根据权利要求4所述的一种直流有刷电机的续流保护电路，其特征在于，所述P-MOS管Q1的S极与电池群组BATT的负极接电源地，所述电池群组BATT由若干电池组Bx组成。
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| CN201520505570.6U CN204794027U (zh) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | 一种直流有刷电机的续流保护电路 |
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| CN201520505570.6U CN204794027U (zh) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | 一种直流有刷电机的续流保护电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105539066A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-05-04 | 博耐尔汽车电气系统有限公司 | 汽车空调风量调速电路 |
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2015
- 2015-07-13 CN CN201520505570.6U patent/CN204794027U/zh not_active Expired - Fee Related
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