CN205724849U - 一种ecm电机控制器的保护模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种ECM电机控制器的保护模块，包括一级硬件过流保护单元，所述一级硬件过流保护单元包括电源模块、微处理器、IGBT驱动模块以及IGBT逆变电路，其中电源模块为各部分电路供电，微处理器输出若干路PWM信号到IGBT驱动模块，IGBT驱动模块输出若干路PWM信号到IGBT逆变电路，其特征在于：IGBT逆变电路串接一压降电阻R218，压降电阻R218用于检测流过IGBT逆变电路的电流并转换成电压值输送到IGBT驱动模块的输入引脚IDC，由IGBT驱动模块根据压降电阻R218的电压值判断是否过流，若过流，IGBT驱动模块将关断输出的若干路PWM信号从而关断IGBT逆变电路，其安全可靠。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种ECM电机控制器的保护模块，属于电机技术领域。
背景技术：
现有的ECM电机，电机控制器产生的驱动波形给电机供电。在某些状况下，电机会出现故障，例如异常的电流状况，故障防护线路识别故障，可以通过关停电机来回应故障。
ECM电机控制器控制功率模块给电机实体供电，是一个核心元件，也是一个容易出现故障的元件，由于流过功率模块(IGBT逆变电路)的电流可能比较大，因此功率模块发热严重，一旦电流过大或者热量不能快速散去，导致功率模块损坏，整台电机可能报废，所以功率模块的保护是ECM电机控制器稳定运行的关键所在。
功率模块的保护传统的方法可能涉利用传感电压信号，将电压信号同预定的最高电压信号相比较，根据比较结果，确定过流状况是否存在。若是测定存在这种状况，则功率模件可以利用硬件来初始化响应，引起电机关停。
然而，单一的保护并不能很好地给功率模块的有一个很好的保障，必需要有一个可以快速响应，多级保护的机制，使到功率模块的有一个很好的保障，即既可以稳定可靠的工作，又可以对故障情况立即处理相应，实施自我保护。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种ECM电机控制器的保护模块，既可以使IGBT逆变电路稳定可靠的工作，又可以对故障情况立即处理相应，实施自我保护，更加安全可靠。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种ECM电机控制器的保护模块，包括一级硬件过流保护单元，所述一级硬件过流保护单元包括电源模块、微处理器、IGBT驱动模块以及IGBT逆变电路， 其中电源模块为各部分电路供电，微处理器输出若干路PWM信号到IGBT驱动模块，IGBT驱动模块输出若干路PWM信号到IGBT逆变电路，IGBT逆变电路串接一压降电阻R218，压降电阻R218用于检测流过IGBT逆变电路的电流并转换成电压值输送到IGBT驱动模块的输入引脚IDC，由IGBT驱动模块根据压降电阻R218的电压值判断是否过流，若过流，IGBT驱动模块将关断输出的若干路PWM信号从而关断IGBT逆变电路。
上述ECM电机控制器的保护模块还包括二级硬件过流保护单元，当IGBT驱动模块决定关断输出的若干路PWM信号时，IGBT驱动模块产生一个中断信号FO1并送到微处理器，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号，由此形成所述二级硬件过流保护单元。
上述ECM电机控制器的保护模块还包括软件过流保护单元，它包括放大滤波电路以及A/D转换，压降电阻R218用于检测流过IGBT逆变电路的电流并转换成电压值经放大滤波电路以及A/D转换后输送到微处理器的ad检测引脚，由微处理器根据压降电阻R218的电压值U0与过流设定电压值Uset1进行比较，若电压值U0＞电压值Uset1则判断为过流，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号。
上述ECM电机控制器的保护模块还包括过压欠压软件保护单元，它包括直流母线电压检测电路，直流母线电压检测电路检测的电压信号经过A/D转换后送到微处理器，微处理器得到直流母线电压U10的大小，当所述直流母线电压U10大于设定的最大直流母线电压Umax或者小于设定的最小直流母线电压Umin时，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号，由此形成所述过压欠压软件保护单元。
上述ECM电机控制器的保护模块还包括过温软件保护单元，所述过温软件保护单元包括热敏电阻、分压电阻以及A/D转换，热敏电阻以及分压电阻串接在一起且两端分别连接在直流电源和地之间，热敏电阻用于检测IGBT逆变电路 的温度并转换成电压值经A/D转换后输送到微处理器，由微处理器根据热敏电阻的电压值U20与设定的过温电压值U100进行比较，若电压值U20＞设定的过温电压值U100，则判断为过温，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号。
上述ECM电机控制器的保护模块还包括过温硬件保护单元，所述过温硬件保护单元包括热敏电阻、分压电阻以及比较器，热敏电阻以及分压电阻串接在一起且两端分别连接在直流电源和地之间，热敏电阻用于检测IGBT逆变电路的温度并转换成电压值输送到比较器，由比较器根据热敏电阻的电压值判断是否过温，若过温，比较器产生一个中断信号FO2并送到微处理器，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号。
上述IGBT驱动模块和IGBT逆变电路可以集成在一起形成智能功率模块IPM。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
1)IGBT逆变电路串接一压降电阻R218，压降电阻R218用于检测流过IGBT逆变电路的电流并转换成电压值输送到IGBT驱动模块的输入引脚IDC，由IGBT驱动模块根据压降电阻R218的电压值判断是否过流，若过流，IGBT驱动模块将关断输出的若干路PWM信号从而关断IGBT逆变电路，其结构简单，技术方案容易实现，当IGBT逆变电路过流时，IGBT驱动模块能迅速反应并关断输出的若干路PWM信号从而关断IGBT逆变电路，硬件保护可以快速响应，使到功率模块有一个很好的保障，安全、可靠；
2)当IGBT驱动模块决定关断输出的若干路PWM信号时，IGBT驱动模块产生一个中断信号FO1并送到微处理器，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号，由此形成所述二级硬件过流保护单元，形成多级的过流保护，进一步提高ECM电机控制器的保护模块的安全性以及可靠性；
3)压降电阻R218用于检测流过IGBT逆变电路的电流并转换成电压值经放大滤波电路以及A/D转换后输送到微处理器的ad检测引脚，由微处理器根据压 降电阻R218的电压值U0与过流设定电压值Uset1进行比较，若电压值U0＞电压值Uset1则判断为过流，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号，形成多级的过流保护，进一步提高ECM电机控制器的保护模块的安全性以及可靠性。
4)ECM电机控制器的保护模块还包括过温软件保护单元，所述过温软件保护单元包括热敏电阻、分压电阻以及A/D转换，热敏电阻用于检测IGBT逆变电路的温度并转换成电压值经A/D转换后输送到微处理器，由微处理器根据热敏电阻的电压值U20与设定的过温电压值U100进行比较，若电压值U20＞设定的过温电压值U100，则判断为过温，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号，对使IGBT逆变电路稳定可靠的工作，又可以对故障情况立即处理相应，实施自我保护，更加安全可靠。
附图说明：
图1是实施例中ECM电机的立体示意图；
图2是实施例中ECM电机控制器的立体示意图；
图3是实施例中ECM电机实体的立体示意图；
图4是实施例中ECM电机控制器的保护模块的电路图；
图5是实施例中软件过流保护单元的电路图；
图6是实施例中过压欠压软件保护单元的电路图；
图7是实施例中过温软件保护单元的电路图；
图8是实施例中过温硬件保护单元的电路图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一：本实施例是一种ECM电机控制器的保护模块，一般的ECM电机(即电子换向驱动电机)包括ECM电机实体1和ECM电机控制器2，如图1、图2、图3所示，ECM电机实体1包括壳体11、定子组件12和转子组件13，ECM电机控制器2包括控制盒22和安装在控制盒22里面的控制线路板21。控制盒 22通常安装在壳体11的尾部。如图4所示，所述ECM电机控制器的保护模块包括一级硬件过流保护单元，所述一级硬件过流保护单元包括电源模块、微处理器、IGBT驱动模块以及IGBT逆变电路，其中电源模块为各部分电路供电，微处理器输出6路PWM信号(P1、P2、P3、P4、P5和P6)到IGBT驱动模块，IGBT驱动模块输出6路PWM信号(P01、P02、P03、P04、P05、P06)到IGBT逆变电路，具体的，IGBT逆变电路由电子开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6组成，电子开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6的控制端分别由IGBT驱动模块输出的6路PWM信号(P01、P02、P03、P04、P05、P06)驱动。IGBT逆变电路串接一压降电阻R218，压降电阻R218用于检测流过IGBT逆变电路的电流并转换成电压值输送到IGBT驱动模块的输入引脚IDC，由IGBT驱动模块根据压降电阻R218的电压值判断是否过流，若过流，IGBT驱动模块将关断输出的若干路PWM信号从而关断IGBT逆变电路。
所述ECM电机控制器的保护模块还包括二级硬件过流保护单元，当IGBT驱动模块决定关断输出的若干路PWM信号时，IGBT驱动模块产生一个中断信号FO1并送到微处理器，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号，由此形成所述二级硬件过流保护单元。
图4和图5所示，所述ECM电机控制器的保护模块还包括软件过流保护单元，它包括放大滤波电路以及A/D转换，压降电阻R218用于检测流过IGBT逆变电路的电流并转换成电压值经放大滤波电路以及A/D转换后输送到微处理器的ad检测引脚，由微处理器根据压降电阻R218的电压值U0与过流设定电压值Uset1进行比较，若电压值U0＞电压值Uset1则判断为过流，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号。
如图4和图6所示，所述ECM电机控制器的保护模块还包括过压欠压软件保护单元，它包括直流母线电压检测电路(通过电阻R1检测直流母线电压)，直流母线电压检测电路检测的电压信号经过A/D转换后送到微处理器，微处理 器得到直流母线电压U10的大小，当所述直流母线电压U10大于设定的最大直流母线电压Umax或者小于设定的最小直流母线电压Umin时，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号，由此形成所述过压欠压软件保护单元。
如图7所示，所述ECM电机控制器的保护模块还包括过温软件保护单元，所述过温软件保护单元包括热敏电阻NTC、分压电阻R205以及A/D转换，热敏电阻NTC以及分压电阻R205串接在一起且两端分别连接在直流电源和地之间，热敏电阻NTC安装在IGBT逆变电路附近用于检测IGBT逆变电路的温度并转换成电压值经A/D转换后输送到微处理器，由微处理器根据热敏电阻NTC的电压值U20与设定的过温电压值U100进行比较，若电压值U20＞设定的过温电压值U100，则判断为过温，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号。具体的，所述热敏电阻NTC是放置于电子开关管旁边以可更好地感应电子开关管的温度。
所述IGBT驱动模块和IGBT逆变电路可以集成在一起形成智能功率模块IPM。
实施例二：如图4和图8所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：所述过温硬件保护单元包括热敏电阻NTC、分压电阻R205以及比较器，热敏电阻NTC以及分压电阻R205串接在一起且两端分别连接在直流电源和地之间，热敏电阻NTC用于检测IGBT逆变电路的温度并转换成电压值输送到比较器，由比较器根据热敏电阻NTC的电压值判断是否过温，若过温，比较器产生一个中断信号FO2并送到微处理器，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号。
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种ECM电机控制器的保护模块，包括一级硬件过流保护单元，所述一级硬件过流保护单元包括电源模块、微处理器、IGBT驱动模块以及IGBT逆变电路，其中电源模块为各部分电路供电，微处理器输出若干路PWM信号到IGBT驱动模块，IGBT驱动模块输出若干路PWM信号到IGBT逆变电路，其特征在于：IGBT逆变电路串接一压降电阻R218，压降电阻R218用于检测流过IGBT逆变电路的电流并转换成电压值输送到IGBT驱动模块的输入引脚IDC，由IGBT驱动模块根据压降电阻R218的电压值判断是否过流，若过流，IGBT驱动模块将关断输出的若干路PWM信号从而关断IGBT逆变电路。
2.根据权利要求1所述的一种ECM电机控制器的保护模块，其特征在于：还包括二级硬件过流保护单元，当IGBT驱动模块决定关断输出的若干路PWM信号时，IGBT驱动模块产生一个中断信号FO1并送到微处理器，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号，由此形成所述二级硬件过流保护单元。
3.根据权利要求2所述的一种ECM电机控制器的保护模块，其特征在于：还包括软件过流保护单元，它包括放大滤波电路以及A/D转换，压降电阻R218用于检测流过IGBT逆变电路的电流并转换成电压值经放大滤波电路以及A/D转换后输送到微处理器的ad检测引脚，由微处理器根据压降电阻R218的电压值U0与过流设定电压值Uset1进行比较，若电压值U0＞电压值Uset1则判断为过流，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种ECM电机控制器的保护模块，其特征在于：还包括过压欠压软件保护单元，它包括直流母线电压检测电路，直流母线电压检测电路检测的电压信号经过A/D转换后送到微处理器，微处理器得到直流母线电压U10的大小，当所述直流母线电压U10大于设定的最大直流母线电压Umax或者小于设定的最小直流母线电压Umin时，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号，由此形成所述过压欠压软件保护单元。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种ECM电机控制器的保护模块，其特征在于：它还包括过温软件保护单元，所述过温软件保护单元包括热敏电阻、 分压电阻以及A/D转换，热敏电阻以及分压电阻串接在一起且两端分别连接在直流电源和地之间，热敏电阻用于检测IGBT逆变电路的温度并转换成电压值经A/D转换后输送到微处理器，由微处理器根据热敏电阻的电压值U20与设定的过温电压值U100进行比较，若电压值U20＞设定的过温电压值U100，则判断为过温，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种ECM电机控制器的保护模块，其特征在于：还包括过温硬件保护单元，所述过温硬件保护单元包括热敏电阻、分压电阻以及比较器，热敏电阻以及分压电阻串接在一起且两端分别连接在直流电源和地之间，热敏电阻用于检测IGBT逆变电路的温度并转换成电压值输送到比较器，由比较器根据热敏电阻的电压值判断是否过温，若过温，比较器产生一个中断信号FO2并送到微处理器，微处理器将封锁其输出的若干路PWM信号。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种ECM电机控制器的保护模块，其特征在于：所述IGBT驱动模块和IGBT逆变电路可以集成在一起形成智能功率模块IPM。
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