CN208707298U - 一种过流保护电路及电机驱动系统、电机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及功率开关器件的过流保护技术领域，特别涉及一种过流保护电路及电机驱动系统、电机系统。其中，该过流保护电路包括：电流采样电路，用于输入待检测电流并输出采样电压信号；偏置电路，与电流采样电路连接，用于对采样电压信号进行升压并输出升压电压；稳压电路，与偏置电路连接，用于进行温度补偿；电流控制电路，包括：晶体管电路，与稳压电路连接，用于当所述升压电压小于预设电压阈值，输出第一信号，当所述升压电压大于所述预设电压阈值，输出第二信号；控制端子，与晶体管电路连接，用于当晶体管电路输出第二信号时，输出过流保护控制信号。通过以上方式，本实施例能够有效提高电路的反应速度。

Description

一种过流保护电路及电机驱动系统、电机系统

技术领域

本实用新型实施例涉及功率开关器件的过流保护技术领域，具体涉及一种过流保护电路及电机驱动系统、电机系统。

背景技术

功率开关器件例如绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor，MOS)等是电力电子领域的核心半导体器件，通常外加电压电流保护电路，保证在异常情况下功率开关器件不会失效、爆炸。

目前过流保护电路一般是由比较器、运算放大器搭建，当系统电流超过某个设定过流阀值时，比较器或者运算放大器输出高电平或者低电平至智能功率(IntelligentPower Module，IPM)模块，IPM模块关断所有功率开关器件。

实现本实用新型过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：搭建这种过流保护电路使用比较器或运算放大器等集成电路，导致反应速度较慢。

发明内容

本实用新型实施例的目的是提供一种过流保护电路及电机驱动系统、电机系统，能够提高电路的反应速度。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供了一种过流保护电路，包括：电流采样电路，用于输入待检测电流并输出采样电压信号；偏置电路，与所述电流采样电路的输出端连接，用于对所述电流采样电路输出的所述采样电压信号进行升压，并输出升压电压；稳压电路，与所述偏置电路连接，用于进行温度补偿；电流控制电路，包括：晶体管电路，与所述稳压电路连接，用于当所述升压电压小于预设电压阈值，输出第一信号，当所述升压电压大于所述预设电压阈值，输出第二信号；控制端子，与所述晶体管电路连接，用于当所述晶体管电路输出所述第二信号时，输出过流保护控制信号。

可选的，所述电流采样电路包括第一采样支路，所述偏置电路包括第一偏置支路，所述稳压电路包括第一稳压支路，所述晶体管电路包括第一晶体管支路；所述第一采样支路的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第一采样支路的另一端与所述第一偏置支路的一输入端连接，所述第一偏置支路的另一输入端与所述第一晶体管支路的集电极连接，所述第一偏置支路的输出端与所述第一稳压支路的输入端连接，所述第一稳压支路的输出端与所述第一晶体管支路的基极连接；所述控制端子与所述第一晶体管支路的集电极连接，所述控制端子用于当所述第一晶体管支路输出所述第二信号时，输出过流保护控制信号。

可选的，所述第一采样支路包括第一采样电阻，所述第一采样电阻的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第一采样电阻的一端还与所述第一偏置支路连接，所述第一采样电阻的另一端接地。

可选的，所述第一偏置支路包括第一偏置电阻和第二偏置电阻，所述第一偏置电阻的输入端与所述第一晶体管支路的集电极连接，所述第二偏置电阻的输入端与所述第一采样电阻的一端连接，所述第一偏置电阻的输出端、所述第二偏置电阻的输出端分别与所述第一稳压支路的输入端连接。

可选的，所述第一稳压支路包括第一稳压管和第一限流电阻，所述第一限流电阻的输入端分别与所述第一偏置电阻的输出端、所述第二偏置电阻的输出端连接，所述第一限流电阻的输出端与所述第一稳压管的负极连接，所述第一稳压管的正极与所述第一晶体管支路的基极连接。

可选的，所述第一晶体管支路包括第一电源、第一三极管和第一上拉电阻，所述第一电源与所述第一偏置电阻的输入端连接，所述第一电源还与所述第一上拉电阻的输入端连接，所述第一上拉电阻的输出端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与所述第一稳压管的正极连接，所述第一三极管的发射极接地；所述控制端子与所述第一上拉电阻的输出端连接，所述控制端子具体用于当所述第一晶体管支路输出所述第二信号时，输出过流保护控制信号。

可选的，所述电流采样电路还包括第二采样支路和第三采样支路，所述偏置电路还包括第二偏置支路和第三偏置支路，所述稳压电路还包括第二稳压支路和第三稳压支路，所述晶体管电路还包括第二晶体管支路和第三晶体管支路；所述第二采样支路的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第二采样支路的另一端与所述第二偏置支路的一输入端连接，所述第二偏置支路的另一输入端与所述第二晶体管支路的集电极连接，所述第二偏置支路的输出端与所述第二稳压支路的输入端连接，所述第二稳压支路的输出端与所述第二晶体管支路的基极连接；所述第三采样支路的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第三采样支路的另一端与所述第三偏置支路的一输入端连接，所述第三偏置支路的另一输入端与所述第三晶体管支路的集电极连接，所述第三偏置支路的输出端与所述第三稳压支路的输入端连接，所述第三稳压支路的输出端与所述第三晶体管支路的基极连接；所述控制端子还与所述第二晶体管支路的集电极、所述第三晶体管支路的集电极连接，所述控制端子用于当所述第一晶体管支路、所述第二晶体管支路或所述第三晶体管支路输出所述第二信号时，输出过流保护控制信号。

可选的，所述第二采样支路包括第二采样电阻，所述第二采样电阻的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第二采样电阻的一端还与所述第二偏置支路连接，所述第二采样电阻的另一端接地；所述第二偏置支路包括第三偏置电阻和第四偏置电阻，所述第三偏置电阻的输入端与所述第二晶体管支路的集电极连接，所述第四偏置电阻的输入端与所述第二采样电阻的一端连接，所述第三偏置电阻的输出端、所述第四偏置电阻的输出端分别与所述第二稳压支路的输入端连接；所述第二稳压支路包括第二稳压管和第二限流电阻，所述第二限流电阻的输入端分别与所述第三偏置电阻的输出端、所述第四偏置电阻的输出端连接，所述第二限流电阻的输出端与所述第二稳压管的负极连接，所述第二稳压管的正极与所述第二晶体管支路的基极连接；所述第二晶体管支路包括第二电源、第二三极管和第二上拉电阻，所述第二电源与所述第三偏置电阻的输入端连接，所述第二电源还与所述第二上拉电阻的输入端连接，所述第二上拉电阻的输出端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极与所述第二稳压管的正极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述控制端子还与所述第二上拉电阻的输出端连接；所述第三采样支路包括第三采样电阻，所述第三采样电阻的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第三采样电阻的一端还与所述第三偏置支路连接，所述第三采样电阻的另一端接地；所述第三偏置支路包括第五偏置电阻和第六偏置电阻，所述第五偏置电阻的输入端与所述第三晶体管支路的集电极连接，所述第六偏置电阻的输入端与所述第三采样电阻的一端连接，所述第五偏置电阻的输出端、所述第六偏置电阻的输出端分别与所述第三稳压支路的输入端连接；所述第三稳压支路包括第三稳压管和第三限流电阻，所述第三限流电阻的输入端分别与所述第五偏置电阻的输出端、所述第六偏置电阻的输出端连接，所述第三限流电阻的输出端与所述第三稳压管的负极连接，所述第三稳压管的正极与所述第三晶体管支路的基极连接；所述第三晶体管支路包括第三电源、第三三极管和第三上拉电阻，所述第三电源与所述第五偏置电阻的输入端连接，所述第三电源还与所述第三上拉电阻的输入端连接，所述第三上拉电阻的输出端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的基极与所述第三稳压管的正极连接，所述第三三极管的发射极接地，所述控制端子还与所述第三上拉电阻的输出端连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电机驱动系统，所述系统包括：所述系统包括功率开关电路、功率开关控制模块以及上述的过流保护电路，所述过流保护电路分别与所述功率开关电路、所述功率开关控制模块连接，所述功率开关电路与所述功率开关控制模块连接；所述功率开关电路用于与电机连接；所述过流保护电路用于检测所述功率开关电路的电压，当所述功率开关电路的电压超过预设阈值时，输出过流保护控制信号；所述功率开关控制模块用于根据所述过流保护控制信号，控制所述功率开关电路驱动所述电机停止工作。

可选的，所述功率开关电路包括第一开关管和第四开关管；所述第一开关管的第一端用于连接电源正极，所述第一开关管的第二端和所述第四开关管的第一端连接，所述第四开关管的第二端与所述过流保护电路的电流采样电路连接，所述第一开关管的第三端、所述第四开关管的第三端分别与所述功率开关控制模块连接，所述第一开关管与所述第四开关管的共同连接端用于连接所述电机。

可选的，所述功率开关电路还包括第二开关管、第三开关管、第五开关管和第六开关管；所述第二开关管的第一端、所述第三开关管的第一端分别与所述第一开关管的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第五开关管的第一端连接，所述第三开关管的第二端与所述第六开关管的第一端连接，所述第五开关管的第二端、所述第六开关管的第二端分别与所述过流保护电路的电流采样电路连接，所述第二开关管的第三端、所述第三开关管的第三端、所述第五开关管的第三端以及所述第六开关管的第三端分别与所述功率开关控制模块连接；所述第一开关管和所述第四开关管的共同连接端、所述第二开关管和所述第五开关管的共同连接端、以及所述第三开关管和所述第六开关管的共同连接端，分别作为所述功率开关电路的输出端用于连接所述电机的三相绕组。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种电机系统，所述电机系统包括电机和上述的电机驱动系统，所述电机与所述电机驱动系统中的功率开关电路连接。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式仅通过分压电阻、稳压管、三极管实现对功率开关电路中功率开关器件的过流保护，结构简单，避免使用比较器或运算放大器等集成电路，提高了电路的反应速度，并且，通过稳压管和三极管的PN 结随温度的变化方向不同，抑制温度对系统的影响。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例提供的一种电机系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电机驱动系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种过流保护电流的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电机系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种电机系统的其中一种结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种电机系统的其中一种结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种电机系统的另一种结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种电机系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

图1为本实用新型实施例提供的一种电机系统的结构示意图。如图 1所示，该电机系统400包括电机驱动系统200和电机300。其中，电机驱动系统200与电机300连接，电机驱动系统200用于驱动电机300 进行工作，并当电流过大时，驱动电机300停止工作。

其中，电机300可以为单相电机或三相电机。

请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的一种电机驱动系统的结构示意图。该电机驱动系统200包括功率开关电路210、功率开关控制模块220以及过流保护电路100。

其中，过流保护电路100分别与功率开关电路210、功率开关控制模块220连接，功率开关电路210与功率开关控制模块220连接，功率开关电路210用于与电机300连接。功率开关电路210用于电机300工作，功率开关控制模块220用于控制功率开关电路210驱动电机工作。

在本实施例中，为了保证功率开关电路210中的开关器件在异常情况下不会失效、爆炸，在所述功率开关控制模块220中集成了故障检测功能，功率开关控制模块220还用于当功率开关电路210中的电流过流时关闭功率开关电路210。过流保护电路100用于采集功率开关电路210 中的电流并输出检测电压，当功率开关电路210的电压超过预设阈值时，输出过流保护控制信号至功率开关控制模块220。功率开关控制模块220 利用内部集成的故障检测功能，当接收到过流保护信号，则关闭功率开关电路210，以控制功率开关电路210驱动电机300停止工作。

请参阅图3，图3为本实用新型实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图。该过流保护电路100包括电流采样电路110、偏置电路120、稳压电路130和电流控制电路140。其中，电流控制电路140包括晶体管电路141和控制端子142。

其中，偏置电路120与电流采样电路110连接，稳压电路130与偏置电路120连接，晶体管电路141与稳压电路130连接，控制端子142 与晶体管电路141连接。电流采样电路110用于输入待检测电流并输出采样电压信号。偏置电路120用于对电流采样电路110输出的采样电压信号进行升压，并输出升压电压。稳压电路130用于对晶体管电路141 进行温度补偿。晶体管电路141用于当升压电压小于预设电压阈值，输出第一信号，当所述升压电压大于预设电压阈值，输出第二信号；控制端子142用于当晶体管电路141输出第二信号时，输出过流保护控制信号。

其中，晶体管电路141随温度正向变化，稳压电路130随温度负向变化，两个变化方向相反，互相抵消，因此可以抑制温度对系统的影响。其中，升压电压为采样电压信号与偏置电压相叠加的电压值。其中，预设电压阈值为稳压电路130的击穿电压加上晶体管电路141的导通电压。

需要说明的是，控制端子142为导线中的一点，当晶体管电路141 有多个支路时，控制端子142为晶体管电路141的支路的导线交点，用于反映晶体管电路141的输出信号。其中，第一信号可以为高电平信号，第二信号可以为低电平信号，过流保护信号为低电平信号。例如，当晶体管电路141输出高电平信号时，控制端子142为高电平信号；当晶体管电路141输出低电平信号时，控制端子142输出过流保护信号，即低电平信号。

其中，请一并参阅图4，电流采样电路110与功率开关电路210连接，电流控制电路140还与功率开关控制模块220连接。电流采样电路 110采集功率开关电路210中的电流并输出采样电压信号至偏置电路 120，偏置电路120对采样电压信号进行升压，输出升压电压，当升压电压大于预设电压阈值时，稳压电路130、晶体管电路141同时导通，晶体管电路141输出第二信号至控制端子142，则控制端子142输出过流保护控制信号，以使功率开关控制模块关闭功率开关电路210，从而控制功率开关电路210驱动电机300停止工作。

具体地，请一并参阅图5和图6，电流采样电路110包括第一采样支路111，偏置电路120包括第二偏置支路121，稳压电路130包括第一稳压支路131，晶体管电路141包括第一晶体管支路1411。

其中，第一采样支路111的一端用于输入一相待检测电流，第一采样支路111的另一端与第一偏置支路121的一输入端连接，第一偏置支路121的另一输入端与第一晶体管支路1411的集电极连接，第一偏置支路121的输出端与第一稳压支路131的输入端连接，第一稳压支131 的输出端与第一晶体管支路1411的基极连接。控制端子142与第一晶体管支路1411的集电极连接，控制端子142用于当第一晶体管支路1411 输出所述第二信号时，输出过流保护控制信号。

其中，第一采样支路111包括第一采样电阻R1。第一采样电阻R1 的一端用于输入一相待检测电流，第一采样电阻R1的一端还与第一偏置支路121连接，第一采样电阻R1的另一端接地。

其中，第一偏置支路121包括第一偏置电阻R6和第二偏置电阻R7。第一偏置电阻R6和第二偏置电阻R7的值的大小可以根据实际电路进行选择。第一偏置电阻R6的输入端与第一晶体管支路1411的集电极连接，第二偏置电阻R7的输入端与第一采样电R1阻的一端连接，第一偏置电阻R6的输出端、第二偏置电阻R7的输出端分别与第一稳压支路131的输入端连接。第一偏置电阻R6的输出端、第二偏置电阻R7的输出端的共同连接端输出升压电压。由于稳压电路130的击穿电压较高，则设置第一偏置电阻R6和第二偏置电阻R7，以抬升第一偏置电阻R6的输出端、第二偏置电阻R7的输出端的共同连接端的电压。

其中，第一稳压支路131包括第一稳压管Z1和第一限流电阻R5。第一限流电阻R5的输入端分别与第一偏置电阻R6的输出端、第二偏置电阻R7的输出端连接，第一限流电阻R5的输出端与第一稳压管Z1的负极连接，第一稳压管Z1的正极与第一晶体管支路1411的基极连接。第一稳压管Z1用于对晶体管电路141进行温度补偿。第一限流电阻R5 用于保护第一稳压支路131，避免电压过高对第一稳压管Z1造成损坏。当然，在一些其他实施例中，第一限流电阻R5可以省略。

其中，第一晶体管支路1411包括第一电源Vcc1、第一三极管Q1和第一上拉电阻R4。第一电源Vcc1与第一偏置电阻R6的输入端连接，第一电源Vcc1还与第一上拉电阻R4的输入端连接，第一上拉电阻R4的输出端与第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的基极与第一稳压管Z1的正极连接，第一三极管Q1的发射极接地,控制端子142与第一上拉电阻R4的输出端连接。控制端子142具体用于当第一晶体管支路1411输出第二信号时，输出过流保护控制信号。

其中，第一偏置电阻R6和第二偏置电阻R7的选取原则是，要确保功率开关电路220正常工作时，采样电压信号与第二偏置电阻R7上的电压之和不超过第一稳压支路131的击穿电压与第一三极管Q1的BE结的导通电压之和。

在本实施例中，当系统正常运行时，第一采样电阻R1输出采样电压信号，采样电压信号为正常值，第一偏置电阻R6和第二偏置电阻R7 对采样电压信号进行升压，输出升压电压，升压电压小于第一稳压支路 131的击穿电压与第一三极管Q1的BE结的导通电压之和(即预设电压阈值)，第一稳压管Z1无电流通过，第一三极管Q1不导通，控制端子 142输出高电平信号。当系统出现异常导致电流过大时，第一采样电阻 R1上输出的采样电压信号存在较高的尖峰电压，尖峰电压叠加在第一偏置电阻R6和第二偏置电阻R7上，输出升压电压，当升压电压大于第一稳压支路131的击穿电压与第一三极管Q1的BE结的导通电压之和(即预设电压阈值)时，第一稳压管Z1被击穿，则第一稳压支路131输出稳定电流，第一三极管Q1的集电极和发射极导通，将控制端子142的电势拉低，则控制端子142输出低电平信号。

并且，在本实施例中，第一三极管Q1的集电极和发射极导通时，第一三极管Q1的PN结随温度负向变化，而第一稳压管Z1的PN结随温度正向变化，两个变化方向相反，因此可以抑制温度对系统的影响。

在一些其他实施例中，请一并参阅图7和图8，与上述实施例的区别在于，电流采样电路110还包括第二采样支路112和第三采样支路 113，偏置电路120还包括第二偏置支路122和第三偏置支路123，稳压电路130还包括第二稳压支路132和第三稳压支路133，晶体管电路141 还包括第二晶体管支路1412和第三晶体管支路1413。

其中，第二采样支路112的一端用于输入一相待检测电流，第二采样支路112的另一端与第二偏置支路122的一输入端连接，第二偏置支路122的另一输入端与第二晶体管支路1412的集电极连接，第二偏置支路122的输出端与第二稳压支路132的输入端连接，第二稳压支路132 的输出端与第二晶体管支路1412的基极连接。第三采样支路113的一端用于输入一相待检测电流，第三采样支路113的另一端与第三偏置支路123的一输入端连接，第三偏置支路123的另一输入端与第三晶体管支路1413的集电极连接，第三偏置支路123的输出端与第三稳压支路 133的输入端连接，第三稳压支路133的输出端与第三晶体管支路1413 的基极连接。控制端子142还与第二晶体管支路1412的集电极、第三晶体管支路1413的集电极连接，控制端子142用于当第一晶体管支路 1411、第二晶体管支路1412或第三晶体管支路1413输出第二信号时，输出过流保护控制信号。

其中，第二采样支路112包括第二采样电阻R2。第二采样电阻R2 的一端用于输入一相待检测电流，第二采样电阻R2的一端还与第二偏置支路122连接，第二采样电阻R2的另一端接地。第三采样支路113 包括第三采样电阻R3。第三采样电阻R3的一端用于输入一相待检测电流，第三采样电阻R3的一端还与第三偏置支路123连接，第三采样电阻R3的另一端接地。其中，第一采样电阻R1、第二采样电阻R2和第三采样电阻R3分别接入三相不同的待检测电流，并且第一采样电阻R1、第二采样电阻R2和第三采样电阻R3共地。

其中，第二偏置支路122包括第三偏置电阻R10和第四偏置电阻 R11。第三偏置电阻R10的输入端与第二晶体管支路1412的集电极连接，第四偏置电阻R11的输入端与第二采样电阻R2的一端连接，第三偏置电阻R10的输出端、第四偏置电阻R11的输出端分别与第二稳压支路132 的输入端连接。第三偏置支路123包括第五偏置电阻R14和第六偏置电阻R15。第五偏置电阻R14的输入端与第三晶体管支路1413的集电极连接，第六偏置电阻R15的输入端与第三采样电阻R3的一端连接，第五偏置电阻R14的输出端、第六偏置电阻R15的输出端分别与第三稳压支路133的输入端连接。

其中，第二稳压支路132包括第二稳压管Z2和第二限流电阻R9。第二限流电阻R9的输入端分别与第三偏置电阻R10的输出端、第四偏置电阻R11的输出端连接，第二限流电阻R9的输出端与第二稳压管Z2 的负极连接，第二稳压管Z2的正极与第二晶体管支路1412的基极连接。第三稳压支路133包括第三稳压管Z3和第三限流电阻R10。第三限流电阻R10的输入端分别与第五偏置电阻R14的输出端、第六偏置电阻R15 的输出端连接，第三限流电阻R10的输出端与第三稳压管Z3的负极连接，第三稳压管Z3的正极与第三晶体管支路1413的基极连接。

其中，第二晶体管支路1412包括第二电源Vcc2、第二三极管Q2和第二上拉电阻R8。第二电源Vcc2与所述第三偏置电阻R10的输入端连接，第二电源Vcc2还与第二上拉电阻R8的输入端连接，第二上拉电阻R8的输出端与第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的基极与第二稳压管Z2的正极连接，第二三极管Q2的发射极接地，控制端子142 还与第二上拉电阻R8的输出端连接。

第三晶体管支路1413包括第三电源Vcc3、第三三极管Q3和第三上拉电阻R12。第三电源Vcc3与第五偏置电阻R14的输入端连接，第三电源Vcc3还与第三上拉电阻R12的输入端连接，第三上拉电阻R12的输出端与第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的基极与第三稳压管Z3的正极连接，第三三极管Q3的发射极接地，控制端子142还与第三上拉电阻R12的输出端连接。

在本实施例中，当系统正常运行时，第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第三采样电阻R3分别输出三个采样电压信号，采样电压信号为正常值，第一偏置电阻R6和第二偏置电阻R7、第三偏置电阻R10和第四偏置电阻R11、第五偏置电阻R14和第六偏置电阻R15分别对三个采样电压信号进行升压，输出第一升压电压、第二升压电压和第三升压电压，第一升压电压、第二升压电压和第三升压电压均分别小于第一预设电压阈值、第二预设电压阈值和第三预设电压阈值(三个预设电压阈值分别为三个稳压支路的击穿电压分别与三个三极管的BE结的导通电压之和)，第一稳压管Z1、第二稳压管Z2和第三稳压管Z3均无电流通过，第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3均不导通，控制端子 142输出高电平信号。

当系统出现异常导致电流过大时，第一采样电阻R1、第二采样电阻 R2或第三采样电阻R3上输出的三个采样电压信号存在较高的尖峰电压，尖峰电压叠加在第一偏置电阻R6和第二偏置电阻R7、第三偏置电阻R10 和第四偏置电阻R11、第五偏置电阻R14和第六偏置电阻R15上，输出第一升压电压、第二升压电压和第三升压电压，当第一升压电压大于第一预设电压阈值、第二偏置电压大于第二预设电压阈值或者第三偏置电压大于第三预设电压阈值时，第一稳压管Z1、第二稳压管Z2或者第三稳压管Z3被击穿，输出稳定电流，则第一三极管Q1、第二三极管Q2或者第三三极管Q3任意一路的集电极和发射极导通，将控制端子142的电势拉低，则控制端子142输出低电平信号。

相对于现有技术，本实用新型实施方式仅通过分压电阻、稳压管、三极管实现对功率开关电路中功率开关器件的过流保护，结构简单，避免使用比较器或运算放大器等集成电路，提高了电路的反应速度，并且，通过稳压管和三极管的PN结随温度的变化方向不同，抑制温度对系统的影响。

请再参阅图5和图6，当电机300为单相电机时，功率开关电路210 包括第一开关管MOS1和第四开关管MOS4。第一开关管MOS1的第一端用于连接电源正极，第一开关管MOS1的第二端和第四开关管MOS4的第一端连接，第四开关管MOS4的第二端与过流保护电路100的第一电流采样支路111连接，第一开关管MOS1的第三端、第四开关管MOS4的第三端分别与功率开关控制模块220连接，第一开关管MOS1与第四开关管 MOS4的共同连接端用于连接电机300。功率开关控制模块220可以为开关芯片或控制处理芯片，例如51单片机等等。功率开关控制模块220 用于当接收到过流保护控制信号，控制功率开关电路210驱动电机300 停止工作。

在本实施例中，过流保护电路100采集功率开关电路210中的电流并输出检测电压，当功率开关电路210的电压超过预设阈值时，过流保护电路100输出过流保护控制信号，功率开关控制模块220在接收到过流保护控制信号后，则关闭功率开关电路210，以控制功率开关电路210 驱动电机300停止工作。

在一些其他实施例中，请再参阅图7和图8，当电机300为三相电机时(例如为无刷直流电机)，与上述实施例的区别在于，功率开关电路220还包括第二开关管MOS2、第三开关管MOS3、第五开关管MOS5和第六开关管MOS5。

其中，第二开关管MOS2的第一端、第三开关管MOS3的第一端分别与第一开关管MOS1的第一端连接以连接电源。第二开关管MOS2的第二端与第五开关管MOS5的第一端连接，第三开关管MOS3的第二端与第六开关管MOS6的第一端连接。第五开关管MOS5的第二端、第六开关管MOS6 的第二端分别与过流保护电路100的电流采样电路110连接，具体为，第五开关管MOS5的第二端与第二采样电阻R2的一端连接，第六开关管 MOS6的第二端与第三采样电阻R3的一端连接。第二开关管MOS2的第三端、第三开关管MOS3的第三端、第五开关管MOS5的第三端以及第六开关管MOS6的第三端分别与功率开关控制模块220连接。第一开关管MOS1 和第四开关管MOS4的共同连接端、第二开关管MOS2和第五开关管MOS5 的共同连接端、以及第三开关管MOS3和第六开关管MOS6的共同连接端，分别作为功率开关电路210的输出端用于连接电机300的三相绕组。

在本实施例中，过流保护电路100的第一电流采样支路11、第二电流采样支路112、第三电流采样支路113分别采集功率开关电路210中的三相电流并输出三个检测电压，当功率开关电路210的电压超过预设阈值时，过流保护电路100输出过流保护控制信号，功率开关控制模块 220在接收到过流保护控制信号后，则关闭功率开关电路210，以控制功率开关电路210驱动电机300停止工作。

需要说明的是，功率开关电路210和功率开关控制模块220可以集成为IPM模块，在一些其他实施例中，可以直接使用IPM模块代替功率开关电路210和功率开关控制模块220。其中，在采用集成的IPM模块的场合，预设的电压阀值可以根据规格书设定，在采用分别搭建功率开关电路210和功率开关控制模块220的场合，可以根据过流保护电路100 中各电阻的阻值设定。

需要说明的是，在本实施例中，开关管为P沟道型场效应管，则开关管的第一端为漏极，开关管的第二端为源极，开关管的第三端为栅极。

需要说明的是，本实施例中的电阻为定值电阻；晶体管可以为NPN 型三极管或PNP型三极管(本实施例以NPN型三极管为例举例说明)；电源可以为单极电源电压或双极电源电压，只要能够提供电压即可；开关管还可以为NPN或者PNP三极管等等(本实施例以P沟道型场效应管为例举例说明)。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路包括：

电流采样电路，用于输入待检测电流并输出采样电压信号；

偏置电路，与所述电流采样电路的输出端连接，用于对所述电流采样电路输出的所述采样电压信号进行升压，并输出升压电压；

稳压电路，与所述偏置电路连接，用于进行温度补偿；

电流控制电路，包括：

晶体管电路，与所述稳压电路连接，用于当所述升压电压小于预设电压阈值，输出第一信号，当所述升压电压大于所述预设电压阈值，输出第二信号；

控制端子，与所述晶体管电路连接，用于当所述晶体管电路输出所述第二信号时，输出过流保护控制信号。

2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述电流采样电路包括第一采样支路，所述偏置电路包括第一偏置支路，所述稳压电路包括第一稳压支路，所述晶体管电路包括第一晶体管支路；

所述第一采样支路的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第一采样支路的另一端与所述第一偏置支路的一输入端连接，所述第一偏置支路的另一输入端与所述第一晶体管支路的集电极连接，所述第一偏置支路的输出端与所述第一稳压支路的输入端连接，所述第一稳压支路的输出端与所述第一晶体管支路的基极连接；

所述控制端子与所述第一晶体管支路的集电极连接，所述控制端子用于当所述第一晶体管支路输出所述第二信号时，输出过流保护控制信号。

3.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一采样支路包括第一采样电阻，所述第一采样电阻的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第一采样电阻的一端还与所述第一偏置支路连接，所述第一采样电阻的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，

所述第一偏置支路包括第一偏置电阻和第二偏置电阻，所述第一偏置电阻的输入端与所述第一晶体管支路的集电极连接，所述第二偏置电阻的输入端与所述第一采样电阻的一端连接，所述第一偏置电阻的输出端、所述第二偏置电阻的输出端分别与所述第一稳压支路的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一稳压支路包括第一稳压管和第一限流电阻，所述第一限流电阻的输入端分别与所述第一偏置电阻的输出端、所述第二偏置电阻的输出端连接，所述第一限流电阻的输出端与所述第一稳压管的负极连接，所述第一稳压管的正极与所述第一晶体管支路的基极连接。

6.根据权利要求5所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一晶体管支路包括第一电源、第一三极管和第一上拉电阻，所述第一电源与所述第一偏置电阻的输入端连接，所述第一电源还与所述第一上拉电阻的输入端连接，所述第一上拉电阻的输出端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与所述第一稳压管的正极连接，所述第一三极管的发射极接地；

所述控制端子与所述第一上拉电阻的输出端连接，所述控制端子具体用于当所述第一晶体管支路输出所述第二信号时，输出过流保护控制信号。

7.根据权利要求2-6任一项所述的过流保护电路，其特征在于，

所述电流采样电路还包括第二采样支路和第三采样支路，所述偏置电路还包括第二偏置支路和第三偏置支路，所述稳压电路还包括第二稳压支路和第三稳压支路，所述晶体管电路还包括第二晶体管支路和第三晶体管支路；

所述第二采样支路的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第二采样支路的另一端与所述第二偏置支路的一输入端连接，所述第二偏置支路的另一输入端与所述第二晶体管支路的集电极连接，所述第二偏置支路的输出端与所述第二稳压支路的输入端连接，所述第二稳压支路的输出端与所述第二晶体管支路的基极连接；

所述第三采样支路的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第三采样支路的另一端与所述第三偏置支路的一输入端连接，所述第三偏置支路的另一输入端与所述第三晶体管支路的集电极连接，所述第三偏置支路的输出端与所述第三稳压支路的输入端连接，所述第三稳压支路的输出端与所述第三晶体管支路的基极连接；

所述控制端子还与所述第二晶体管支路的集电极、所述第三晶体管支路的集电极连接，所述控制端子用于当所述第一晶体管支路、所述第二晶体管支路或所述第三晶体管支路输出所述第二信号时，输出过流保护控制信号。

8.根据权利要求7所述的过流保护电路，其特征在于，

所述第二采样支路包括第二采样电阻，所述第二采样电阻的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第二采样电阻的一端还与所述第二偏置支路连接，所述第二采样电阻的另一端接地；

所述第二偏置支路包括第三偏置电阻和第四偏置电阻，所述第三偏置电阻的输入端与所述第二晶体管支路的集电极连接，所述第四偏置电阻的输入端与所述第二采样电阻的一端连接，所述第三偏置电阻的输出端、所述第四偏置电阻的输出端分别与所述第二稳压支路的输入端连接；

所述第二稳压支路包括第二稳压管和第二限流电阻，所述第二限流电阻的输入端分别与所述第三偏置电阻的输出端、所述第四偏置电阻的输出端连接，所述第二限流电阻的输出端与所述第二稳压管的负极连接，所述第二稳压管的正极与所述第二晶体管支路的基极连接；

所述第二晶体管支路包括第二电源、第二三极管和第二上拉电阻，所述第二电源与所述第三偏置电阻的输入端连接，所述第二电源还与所述第二上拉电阻的输入端连接，所述第二上拉电阻的输出端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极与所述第二稳压管的正极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述控制端子还与所述第二上拉电阻的输出端连接；

所述第三采样支路包括第三采样电阻，所述第三采样电阻的一端用于输入一相所述待检测电流，所述第三采样电阻的一端还与所述第三偏置支路连接，所述第三采样电阻的另一端接地；

所述第三偏置支路包括第五偏置电阻和第六偏置电阻，所述第五偏置电阻的输入端与所述第三晶体管支路的集电极连接，所述第六偏置电阻的输入端与所述第三采样电阻的一端连接，所述第五偏置电阻的输出端、所述第六偏置电阻的输出端分别与所述第三稳压支路的输入端连接；

所述第三稳压支路包括第三稳压管和第三限流电阻，所述第三限流电阻的输入端分别与所述第五偏置电阻的输出端、所述第六偏置电阻的输出端连接，所述第三限流电阻的输出端与所述第三稳压管的负极连接，所述第三稳压管的正极与所述第三晶体管支路的基极连接；

所述第三晶体管支路包括第三电源、第三三极管和第三上拉电阻，所述第三电源与所述第五偏置电阻的输入端连接，所述第三电源还与所述第三上拉电阻的输入端连接，所述第三上拉电阻的输出端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的基极与所述第三稳压管的正极连接，所述第三三极管的发射极接地，所述控制端子还与所述第三上拉电阻的输出端连接。

9.一种电机驱动系统，其特征在于，所述系统包括功率开关电路、功率开关控制模块以及权利要求1-8任一项所述的过流保护电路，所述过流保护电路分别与所述功率开关电路、所述功率开关控制模块连接，所述功率开关电路与所述功率开关控制模块连接；

所述功率开关电路用于与电机连接；

所述过流保护电路用于检测所述功率开关电路的电压，当所述功率开关电路的电压超过预设阈值时，输出过流保护控制信号；

所述功率开关控制模块用于根据所述过流保护控制信号，控制所述功率开关电路驱动所述电机停止工作。

10.根据权利要求9所述的电机驱动系统，其特征在于，所述功率开关电路包括第一开关管和第四开关管；

所述第一开关管的第一端用于连接电源正极，所述第一开关管的第二端和所述第四开关管的第一端连接，所述第四开关管的第二端与所述过流保护电路的电流采样电路连接，所述第一开关管的第三端、所述第四开关管的第三端分别与所述功率开关控制模块连接，所述第一开关管与所述第四开关管的共同连接端用于连接所述电机。

11.根据权利要求10所述的电机驱动系统，其特征在于，所述功率开关电路还包括第二开关管、第三开关管、第五开关管和第六开关管；

所述第二开关管的第一端、所述第三开关管的第一端分别与所述第一开关管的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第五开关管的第一端连接，所述第三开关管的第二端与所述第六开关管的第一端连接，所述第五开关管的第二端、所述第六开关管的第二端分别与所述过流保护电路的电流采样电路连接，所述第二开关管的第三端、所述第三开关管的第三端、所述第五开关管的第三端以及所述第六开关管的第三端分别与所述功率开关控制模块连接；

所述第一开关管和所述第四开关管的共同连接端、所述第二开关管和所述第五开关管的共同连接端、以及所述第三开关管和所述第六开关管的共同连接端，分别作为所述功率开关电路的输出端用于连接所述电机的三相绕组。

12.一种电机系统，其特征在于，包括电机和权利要求9-11任一项所述的电机驱动系统，所述电机与所述电机驱动系统中的功率开关电路连接。