CN205647335U - 马达反向电动势自动泄放电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种马达反向电动势自动泄放电路，包括开关电路、比较器，所述开关电路连接在马达电源与地之间，所述比较器的同相输入端通过分压电路与马达电源连接，所述比较器的反相输入端与参考电源连接，所述比较器的输出端其中一路通过上拉电阻与参考电压连接，另外一路通过第一限流电阻与所述开关电路的控制端连接。本实用新型的马达反向电动势自动泄放电路，能够在整个刹车过程中，开关电路会反复的打开、关断，对较高电压值的反向电动势进行持续泄放，有利于保护电源器件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源保护电路，具体地说，是涉及一种马达反向电动势自动泄放电路。
背景技术
越来越多的消费类无人机出现在市场上。多数采用三项无刷直流马达。单颗马达工作电流高达10A。马达刹车时，产生较大的反向电动势，反向电动势叠加到主电源上，超出该电源网络上器件的耐压范围，就会将器件烧坏。常规的做法是在电源网络上加TVS管卸放反向电动势。但TVS管只能卸放微秒级的瞬变高压，而反向电动势的持续时间长达几十甚至几百毫秒，所以TVS管的效果不理想。
发明内容
本实用新型为了解决现有马达刹车时，产生较大的反向电动势叠加到主电源上，超出该电源网络上器件的耐压范围，容易将电源器件烧坏的问题，提出了一种马达反向电动势自动泄放电路，可以对较高电压值的反向电动势进行持续泄放，有利于保护电源器件。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种马达反向电动势自动泄放电路，包括开关电路、比较器，所述开关电路连接在马达电源与地之间，所述比较器的同相输入端通过分压电路与马达电源连接，所述比较器的反相输入端与参考电源连接，所述比较器的输出端其中一路通过上拉电阻与参考电压连接，另外一路通过第一限流电阻与所述开关电路的控制端连接。
进一步的，所述开关电路的两端还并联有TVS管。
进一步的，所述分压电路包括相串联的第二电阻和第三电阻，所述比较器的同相输入端连接在所述第二电阻和第三电阻之间。
进一步的，所述比较器的同相输入端的其中一路通过连接第一滤波电容后与地连接。
进一步的，所述比较器的反相输入端的其中一路通过连接第二滤波电容后与地连接。
进一步的，所述开关电路包括一个NMOS管，所述NMOS管的源极与地端连接，漏极与马达电源连接，栅极通过所述第一限流电阻与所述比较器的输出端连接。
进一步的，所述开关电路包括一个继电器，所述继电器的输出端连接在马达电源与地之间，所述继电器的控制端通过所述第一限流电阻与所述比较器的输出端连接。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的马达反向电动势自动泄放电路，通过比较马达电源的分压与参考电压的大小，正常情况下，马达电源的分压小于参考电压值，比较器输出信号控制开关电路关闭，马达电源不进行泄放电压，当马达电源的分压大于参考电压时，说明马达正在产生反向电动势叠加至马达电源上，此时比较器输出信号控制开关电路导通，马达电源通过开关电路泄放反向电动势至地端，同时马达电源的分压下降，当马达电源的分压下降至小于参考电压时，比较器输出信号控制开关电路关闭，马达电源停止泄放电压，由于马达的刹车动作还在继续进行，所以，开关电路关闭后，马达电源会再次上升，所以在整个刹车过程中，开关电路会反复的打开、关断，对较高电压值的反向电动势进行持续泄放，有利于保护电源器件。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1是本实用新型所提出的马达反向电动势自动泄放电路一种实施例原理方框图；
图2是本实用新型所提出的马达反向电动势自动泄放电路一种实施例电路原理图。
具体实施方式
针对目前马达刹车时产生较大的反向电动势叠加到主电源上，容易损坏电源器件，而常规对泄放反向电动势的方法是在电源网络上加TVS管卸放反向电动势的方式，但TVS管只能卸放微秒级的瞬变高压，而由于马达刹车持续时间较长，因此所产生的反向电动势的持续时间长达几十甚至几百毫秒，所以TVS管的效果不理想。基于以上，本实用新型提出了一种马达反向电动势自动泄放电路，自动检测马达电源的电压变化，并根据所检测马达电源的电压状况自动打开或关断反向电动势泄放路径，防止电源网络器件被反向电动势的高压烧坏。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一，本实施例提出了一种马达反向电动势自动泄放电路，如图1所示，包括开关电路、比较器，开关电路连接在马达电源与地之间，用于将马达电源与地之间导通或者断开，由于马达电源电压远大于参考电压，因此，比较器的同相输入端通过分压电路与马达电源连接，比较器的反相输入端与参考电源连接，通过将马达电源电压进行分压，能够控制在马达电源的正常范围时，输入至比较器的同相输入端的分压小于参考电压，比较器的输出端其中一路通过上拉电阻与参考电压连接，另外一路通过第一限流电阻与开关电路的控制端连接。本实施例的马达反向电动势自动泄放电路的工作原理是，比较器通过比较马达电源的分压与参考电压的大小，正常情况下，马达电源的分压小于参考电压值，比较器输出信号控制开关电路关闭，马达电源不进行泄放电压，当马达电源的分压大于参考电压时，说明马达正在产生反向电动势叠加至马达电源上，此时比较器输出信号控制开关电路导通，马达电源通过开关电路泄放反向电动势至地端，同时马达电源的分压下降，当马达电源的分压下降至小于参考电压时，比较器输出信号控制开关电路关闭，马达电源停止泄放电压，由于马达的刹车动作还在继续进行，所以，开关电路关闭后，马达电源会再次上升，所以在整个刹车过程中，开关电路会反复的打开、关断，对较高电压值的反向电动势进行持续泄放，有利于保护电源器件。
在本实施例中，如图2所示，开关电路包括一个NMOS管Q7， NMOS管Q7的源极与地端连接，漏极与马达电源PVDD连接，栅极通过第一限流电阻R1与比较器U6的输出端连接。本开关电路工作时，正常情况下，马达电源的分压小于参考电压值，也即正相输入端输入电压值小于负相输入端输入的电压值，因此比较器输出低电平，因此NMOS管Q7截止，马达电源与地之间的通路断开，不进行泄放电压，当马达电源PVDD的分压大于参考电压VCC时，说明马达正在产生反向电动势叠加至马达电源上，此时比较器U6正相输入端输入电压值大于负相输入端输入的电压值，因此比较器输出端被上拉电阻R1上拉至高电平，因此NMOS管Q7导通，马达电源PVDD通过NMOS管Q7泄放反向电动势至地端，同时马达电源PVDD的分压下降，当马达电源PVDD的分压下降至小于参考电压VCC时，比较器U6输出低电平，NMOS管Q7截止，马达电源PVDD停止泄放电压，由于马达的刹车动作还在继续进行，所以，NMOS管Q7截止后，马达电源PVDD会再次上升，所以在整个刹车过程中，NMOS管Q7会反复的打开、关断，对较高电压值的反向电动势进行持续泄放,直至马达不再产生较大的反向电动势叠加在电源网络上。
图2中比较器U6的输出端其中一路通过上拉电阻R1与参考电压VCC连接，另外一路通过第一限流电阻R32与NMOS管Q7的栅极连接，第一限流电阻R32用于保证输入至NMOS管Q7的栅极的信号稳定，因此可以更加稳定的控制NMOS管Q7的导通状态。
由于开关电路的导通需要反应时间，为了能够将马达刚开始刹车时产生的瞬间反向电动势高压进行泄放掉，开关电路（也即图2中NMOS管Q7）的两端还并联有TVS管D1。在马达电源PVDD升高瞬间，TVS管D1瞬间导通，将马达电源PVDD与地连接，形成一个泄放通路，在TVS管D1形成的泄放通路进行放电过程中，NMOS管Q7导通，因此即便此时TVS管D1截止，由NMOS管Q7导通形成的泄放通路继续有效，可以对反向电动势继续放电。
如图2所示，本实施例中的分压电路包括相串联的第二电阻R2和第三电阻R3，比较器U6的同相输入端连接在第二电阻R2和第三电阻R3之间，通过调整第二电阻R2和第三电阻R3的比值，进而可以调节输入至比较器U6的同相输入端的分压。
由于比较器U6要求输入电流较小，因此进料避免比较器U6的输入端与电压源直接连接，防止损坏比较器，本实施例中比较器U6的反相输入端与参考电压VCC之间还连接有第二限流电阻R33。
为了滤除马达电源PVDD分压输入至比较器的同相输入端所携带的杂波，比较器U6的同相输入端的其中一路通过连接第一滤波电容C1后与地连接。
为了滤除参考电压VCC输入至比较器的反相输入端所携带的杂波，比较器U6的反相输入端的其中一路通过连接第二滤波电容C2后与地连接。
本实施例的开关电路还可以采用一个继电器实现，所述继电器的输出端连接在马达电源与地之间，所述继电器的控制端通过所述第一限流电阻与所述比较器的输出端连接。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1. 一种马达反向电动势自动泄放电路，其特征在于：包括开关电路、比较器，所述开关电路连接在马达电源与地之间，所述比较器的同相输入端通过分压电路与马达电源连接，所述比较器的反相输入端与参考电源连接，所述比较器的输出端其中一路通过上拉电阻与参考电压连接，另外一路通过第一限流电阻与所述开关电路的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的马达反向电动势自动泄放电路，其特征在于：所述开关电路的两端还并联有TVS管。
3.根据权利要求2所述的马达反向电动势自动泄放电路，其特征在于：所述分压电路包括相串联的第二电阻和第三电阻，所述比较器的同相输入端连接在所述第二电阻和第三电阻之间。
4.根据权利要求3所述的马达反向电动势自动泄放电路，其特征在于：所述比较器的同相输入端的其中一路通过连接第一滤波电容后与地连接。
5.根据权利要求2所述的马达反向电动势自动泄放电路，其特征在于：所述比较器的反相输入端的其中一路通过连接第二滤波电容后与地连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的马达反向电动势自动泄放电路，其特征在于：所述开关电路包括一个NMOS管，所述NMOS管的源极与地端连接，漏极与马达电源连接，栅极通过所述第一限流电阻与所述比较器的输出端连接。
7.根据权利要求1-5任一项所述的马达反向电动势自动泄放电路，其特征在于：所述开关电路包括一个继电器，所述继电器的输出端连接在马达电源与地之间，所述继电器的控制端通过所述第一限流电阻与所述比较器的输出端连接。
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| CN107317522A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-11-03 | 上海航天控制技术研究所 | 抑制双绕组直流无刷电机反向电动势和感应电动势的电路 |
| CN110912100A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-24 | 航天时代飞鸿技术有限公司 | 一种电动舵机反电动势抑制电路 |
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