CN206788347U - 一种适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，包括，采样电路和毛刺判断电路以及报警信号逻辑单元。本实用新型中，采样电路电阻阻值由单片机根据双向电机直流电源的工作档位自动选择，可针对不同频率的毛刺进行有针对性的检测。毛刺检测电路由两组MOS管组成，每组MOS管电路结构对称分别负责响应毛刺信号和生成报警信号。最后由报警信号逻辑单元响应正负电极上的报警信号，触发后续控制或报警电路，实现对电源毛刺的检测。本实用新型所提供的毛刺检测装置，其电路结构对称，能够同时检测电源正负极输出的正负双向毛刺干扰信号，电路设计紧凑，且能够根据电机档位带来的不同频率的毛刺信号进行自动检测。

Description

一种适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置

技术领域

本实用新型涉及电源毛刺检测领域，尤其涉及一种适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置。

背景技术

用于双向电机的直流电源，在正向馈电时需要向电机负载输出电压，供电机运转。当电机反转、制动时，直流电源还需要接收电机制动所产生的负载能量。由于存在正反双向电路，配适双向电机的直流电源，尤其该直流电源中的数字电路，会同时面临正反双向电流杂波的冲击，受到双向毛刺信号的干扰。

现有的毛刺检测电路，通常只能够针对正向或者反向方向上的毛刺进行监测。而双向电机所配适的直流电源中，电源正极VCC信号由于电路中高频谐波或电路自身状态的转换，不可避免的会叠加上毛刺信号。同样，由于电机反转、制动等动作，电机同样会想电源正负极输出高频毛刺干扰信号。这种状况下，现有的毛刺检测电路通常只能在电源正负极分别设置相互独立的毛刺检测模块，来实现对毛刺信号的检测与报警。但这种设计无疑增加了电路的复杂度。而且，由于无法对正负极毛刺检测电路均需要设计独立的的偏置匹配电路，各偏置电路的工作状态实际上也同样会受到电机毛刺信号的干扰。因此，这种传统的电路结构，工作状态并不稳定。

同时，由于不同电机档位所输出的的毛刺信号不同，现有的检测装置无法对不同频率、幅度的毛刺信号区别检测，因此经常出现误判或漏报。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，可通过同一组电路同时对电源正负极信号上的正负双向毛刺进行检测。

为实现上述目的，本实用新型提供的适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，包括依次顺序连接的采样电路、毛刺判断电路和报警信号逻辑单元，其特征在于，

所述采样电路由第一组电容C1、第二组电容C2、第三组电容C3、第一组电阻R1、第二组电阻R2以及第三组电阻R3组成，其中，第一组电阻R1、第二组电阻R2、第三组电阻R3依次串接于电源输入端与地之间，其中所述第二组电阻R2和第三组电阻R3之间的公共节点为第一毛刺判断节点，所述第二组电阻R2和第一组电阻R1之间的公共节点为第二毛刺判断节点，所述第一组电容C1并联于所述第一毛刺判断节点与地之间，所述第三组电容C3并联于所述第二毛刺判断节点与地之间，所述第二组电容C2并联于所述第二毛刺判断节点与电源输入端之间；

所述毛刺判断电路由负向毛刺检测管正向毛刺检测管、第一电流镜管、第二电流镜管和报警延时管组成，其中，所述负向毛刺检测管的源极连接所述第一毛刺判断节点，所述负向毛刺检测管的栅极连接所述电源输入端，所述负向毛刺检测管的漏极连接所述正向毛刺检测管的漏级，所述正向毛刺检测管的源极连接所述第二毛刺判断节点，所述正向毛刺检测管的栅极连接所述第一毛刺判断节点，所述正向毛刺检测管的漏极还同时连接所述第一电流镜管的栅极、所述第二电流镜管的栅极和所述第一电流镜管的漏极，所述第一电流镜管和所述第二电流镜管的源极均接地，所述第二电流镜管的漏极连接所述报警延时管的漏极，所述报警延时管的源极连接所述电源输入端，所述报警延时管的栅极连接所述第二毛刺判断节点；

所述报警信号逻辑单元的第一输入端连接所述报警延时管的漏极，所述报警信号逻辑单元的第二输入端连接所述地；所述报警信号逻辑单元的输出端作为所述毛刺检测装置的输出端，用于输出毛刺报警信号。

进一步的，上述毛刺检测装置中，所述第一组电阻R1和第三组电阻R3均为可调电阻。

具体而言，上述毛刺检测装置中，所述第一组电阻R1和第三组电阻R3均由数字电位器组成，所述两个数字电位器的阻值根据所述直流电源的档位同步调整。

同时，上述毛刺检测装置中，所述第一组电容C1和第三组电容C3均包括两个以上并联连接的子电容，所述各路子电容均分别串联有电路开关，所述各电路开关根据所述直流电源的档位调整开合状态。

进一步，上述毛刺检测装置中，所述各电路开关以及所述各数字电位器均由单片机控制。

同时，上述毛刺检测装置中，所述报警信号逻辑单元为与非门、单片机或D触发器。

进一步，上述毛刺检测装置中，所述报警信号逻辑单元的输出端还连接有中断信号接口或报警器。

本实用新型和现有方案相比具有如下有益效果:

1.本实用新型所提供的毛刺判断电路，在电源输入端(VDD)产生负向毛刺，或在直流电机制动在地线(GND)上产生正向毛刺时，均会由于第一组电容C1使得第一毛刺判断节点(VDDIN1)电平拉高，导通所述负向毛刺检测管(PM1)，进而带动电流镜中的第二电流镜管(NM3)，在所述报警信号逻辑单元的第一输入端产生低电平报警信号；

类似的，在电源输入端(VDD)产生正向毛刺，或在直流电机制动在地线(GND)上产生负向毛刺时，均会由于第一组电容C1使得第一毛刺判断节点(VDDIN1)电平拉高，导通所述正向毛刺检测管(PM2)，进而带动电流镜中的第一电流镜管(NM1)，在所述报警信号逻辑单元的第一输入端产生低电平报警信号。因此，本实用新型能够同时对电机正负极输出信号上的毛刺进行检测，简化了检测电路的复杂度，但同时能够对电机正反双向两极信号实现联合检测。

2.进一步的，本实用新型可以由单片机根据双向电机运转状态控制采样电路中电阻和电容的具体取值，进而，对不同档位的电源输出或输入进行针对性的采样。各电路开关、数字电位器与单片机的配合，使得所述毛刺检测装置能够根据双向电机输出参数的变化及时调整采样特性，能够有效避免由于电机输出信号变化而造成的毛刺信号漏检或错检。

3.而且，本实用新型将检验结果通过与非门、单片机、D触发器等报警信号逻辑单元进行进一步处理。通过后续的逻辑电路判断，能够进一步避免错检，同时能够有效、及时地对后续电路(如中断处理单元或报警器)进行调整与控制，提高电路稳定性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

附图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，并与本实用新型的实施例一起，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为根据本实用新型的毛刺检测装置电路图；

图2为根据本实用新型的一组电容的控制方式示意图；

图3为根据本实用新型的一组数值电位器的控制示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为根据本实用新型的毛刺检测装置整体电路，如图1所示，本实用新型的毛刺检测装置，包括，从左至右依次顺序连接的采样电路、毛刺判断电路和报警信号逻辑单元，其中：

所述采样电路由第一组电容C1、第二组电容C2、第三组电容C3、第一组电阻R1、第二组电阻R2以及第三组电阻R3组成，其中，第一组电阻R1、第二组电阻R2、第三组电阻R3依次串接于电源输入端VDD与地GND之间，其中所述第二组电阻R2和第三组电阻R3之间的公共节点为第一毛刺判断节点VDDIN1，所述第二组电阻R2和第一组电阻R1之间的公共节点为第二毛刺判断节点VDDIN2，所述第一组电容C1并联于所述第一毛刺判断节点VDDIN1与地GND之间，所述第三组电容C3并联于所述第二毛刺判断节点VDDIN2与地GND之间，所述第二组电容C2并联于所述第二毛刺判断节点VDDIN2与电源输入端VDD之间；本领域技术人员可理解，这里所述的地GND即为图1右下角的长短横线标记所指的接地端；

所述毛刺判断电路由负向毛刺检测管PM1正向毛刺检测管PM2、第一电流镜管NM1、第二电流镜管NM3和报警延时管PM3组成，其中，所述负向毛刺检测管PM1的源极连接所述第一毛刺判断节点VDDIN1，所述负向毛刺检测管PM1的栅极连接所述电源输入端VDD，所述负向毛刺检测管PM1的漏极连接所述正向毛刺检测管PM2的漏级，所述正向毛刺检测管PM2的源极连接所述第二毛刺判断节点VDDIN2，所述正向毛刺检测管PM2的栅极连接所述第一毛刺判断节点VDDIN1，所述正向毛刺检测管PM2的漏极还同时连接所述第一电流镜管NM1的栅极、所述第二电流镜管NM3的栅极和所述第一电流镜管NM1的漏极，所述第一电流镜管NM1和所述第二电流镜管NM3的源极均接地GND，所述第二电流镜管NM3的漏极连接所述报警延时管PM3的漏极，所述报警延时管PM3的源极连接所述电源输入端VDD，所述报警延时管PM3的栅极连接所述第二毛刺判断节点VDDIN2；

所述报警信号逻辑单元的第一输入端连接所述报警延时管PM3的漏极，所述报警信号逻辑单元的第二输入端连接所述地GND，所述报警信号逻辑单元的输出端作为所述毛刺检测装置的输出端，用于输出毛刺报警信号。

进一步的，所述第一组电阻R1和第三组电阻R3的阻值均可由单片机调调节，所述第一组电阻R1和第三组电阻R3由数字电位器(如，采用DS1868B，可同时满足对第一和第三组电阻的调节需求)组成，所述数字电位器的阻值由所述单片机根据直流电源的档位同步进行调整。

类似的，所述第一组电容C1和第三组电容C3均包括两个以上并联连接的子电容，所述各路子电容还串联有电路开关，所述各电路开关同样由所述单片机根据所述直流电源的档位同步调整开合状态。

这里，电容、电阻与单片机控制端口的连接示意图可参照图2和图3。

下面举例说明本装置的工作过程：

在电源输入端VDD产生负向毛刺，或在直流电机制动在地线GND上产生正向毛刺时，均会由于第一组电容C1使得第一毛刺判断节点VDDIN1电平拉高，导通所述负向毛刺检测管PM2，进而带动电流镜中的第二电流镜管NM3和所述第一电流镜管NM1，在所述报警信号逻辑单元的第一输入端产生低电平报警信号，并由所述报警延时管PM3逐渐将第一输出端电平拉回正常值，报警结束；

类似的，在电源输入端VDD产生正向毛刺，或在直流电机制动在地线GND上产生负向毛刺时，均会由于第三组电容C3使得第二毛刺判断节点VDDIN2电平拉高，导通所述正向毛刺检测管PM2，进而带动电流镜中的第一电流镜管NM1，在所述报警信号逻辑单元的第一输入端产生低电平报警信号，并由所述报警延时管PM3逐渐将第一输出端电平拉回正常值，报警结束。

由此，本实用新型能够同时对电机正负极输出信号上的毛刺进行检测，简化了检测电路的复杂度，但同时能够对电机正反双向两极信号实现正负双向毛刺信号的联合检测。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，包括依次顺序连接的采样电路、毛刺判断电路和报警信号逻辑单元，其特征在于，

所述采样电路由第一组电容C1、第二组电容C2、第三组电容C3、第一组电阻R1、第二组电阻R2以及第三组电阻R3组成，其中，第一组电阻R1、第二组电阻R2、第三组电阻R3依次串接于电源输入端(VDD)与地(GND)之间，其中所述第二组电阻R2和第三组电阻R3之间的公共节点为第一毛刺判断节点(VDDIN1)，所述第二组电阻R2和第一组电阻R1之间的公共节点为第二毛刺判断节点(VDDIN2)，所述第一组电容C1并联于所述第一毛刺判断节点(VDDIN1)与地(GND)之间，所述第三组电容C3并联于所述第二毛刺判断节点(VDDIN2)与地(GND)之间，所述第二组电容C2并联于所述第二毛刺判断节点(VDDIN2)与电源输入端(VDD)之间；所述毛刺判断电路由负向毛刺检测管(PM1)正向毛刺检测管(PM2)、第一电流镜管(NM1)、第二电流镜管(NM3)和报警延时管(PM3)组成，其中，所述负向毛刺检测管(PM1)的源极连接所述第一毛刺判断节点(VDDIN1)，所述负向毛刺检测管(PM1)的栅极连接所述电源输入端(VDD)，所述负向毛刺检测管(PM1)的漏极连接所述正向毛刺检测管(PM2)的漏级，所述正向毛刺检测管(PM2)的源极连接所述第二毛刺判断节点(VDDIN2)，所述正向毛刺检测管(PM2)的栅极连接所述第一毛刺判断节点(VDDIN1)，所述正向毛刺检测管(PM2)的漏极还同时连接所述第一电流镜管(NM1)的栅极、所述第二电流镜管(NM3)的栅极和所述第一电流镜管(NM1)的漏极，所述第一电流镜管(NM1)和所述第二电流镜管(NM3)的源极均接地(GND)，所述第二电流镜管(NM3)的漏极连接所述报警延时管(PM3)的漏极，所述报警延时管(PM3)的源极连接所述电源输入端(VDD)，所述报警延时管(PM3)的栅极连接所述第二毛刺判断节点(VDDIN2)；

所述报警信号逻辑单元的第一输入端连接所述报警延时管(PM3)的漏极，所述报警信号逻辑单元的第二输入端连接所述地(GND)，所述报警信号逻辑单元的输出端作为所述毛刺检测装置的输出端，用于输出毛刺报警信号。

2.如权利要求1所述的适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，其特征在于，所述第一组电阻R1和第三组电阻R3均为可调电阻。

3.如权利要求2所述的适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，其特征在于，所述第一组电阻R1和第三组电阻R3均由数字电位器组成，所述第一组电阻R1和第三组电阻R3的阻值根据所述直流电源的档位同步调整。

4.如权利要求2或3所述的适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，其特征在于，所述第一组电容C1和第三组电容C3均包括两个以上并联连接的子电容，所述各路子电容还串联有电路开关，所述各电路开关根据所述直流电源的档位同步调整开合状态。

5.如权利要求3所述的适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，其特征在于，所述第一组电容C1和第三组电容C3均包括两个以上并联连接的子电容，所述各路子电容还串联有电路开关，所述各电路开关根据所述直流电源的档位同步调整开合状态，所述各电路开关以及所述各数字电位器均由单片机控制。

6.如权利要求5所述的适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，其特征在于，所述报警信号逻辑单元为与非门、单片机或D触发器。

7.如权利要求6所述的适用于双向电机直流电源的毛刺检测装置，其特征在于，所述报警信号逻辑单元的输出端还连接有中断信号接口或报警器。