CN209001568U - 一种电机保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电机保护电路及电子设备，该电路包括：电机连接端，用于与电机连接，包括与电机的正极连接的正极连接端和与所述电机的负极连接的负极连接端；热敏电阻，一端与负极连接端连接，另一端接地，并与电机形成串联；检测单元，用于检测电路是否处于过流状态，包括处理模块与检测开关；以及稳压二极管，稳压二极管的负极与检测开关的驱动端连接，稳压二极管的正极连接至热敏电阻与负极连接端之间。本申请实施例中，当电机在处于调速状态或者是地刷遭到堵转时，实现稳定的控流以及过流检测功能，为电机及电路中其他元器件在特殊工况下的稳定工作提供可靠的安全保障，提高用户在设备的使用过程中的安全性。

Description

一种电机保护电路及电子设备

技术领域

本申请涉及保护电路领域，特别涉及一种电机保护电路及电子设备。

背景技术

目前市场上采用电机作为动力模块的设备有很多，其原理是通过电机的转动带动部件进行相应的动作来代替人工，以释放人的劳动力。

以吸尘器为例，通过控制电机的转动方式，可以使吸尘器的地刷按用户需要的方式来实现转动，从而实现人工打扫的效果。但是在一些情况下，若电机处于调速状态或者是地刷遭到堵转时，容易使设备在电路中产生尖峰电流或者是电流突然增大而使电机或者电路中的元器件受损，甚至因为过热而造成电机或元器件起火，使得用户在设备的使用过程中存在很大的安全隐患。

实用新型内容

本申请提供一种电机保护电路及电子设备，可以提高电机的使用安全性。

本申请实施例提供一种电机保护电路，其特征在于，所述电路包括：

电机连接端，用于与电机连接，包括与所述电机的正极连接的正极连接端和与所述电机的负极连接的负极连接端；

热敏电阻，所述热敏电阻的一端与所述负极连接端连接，另一端接地，并与所述电机形成串联；

检测单元，用于检测所述电路是否处于过流状态，包括处理模块与检测开关，所述检测开关与所述处理模块一端连接，所述检测开关还包括驱动端，所述驱动端连接至所述热敏电阻与所述负极连接端之间，以使所述检测开关根据所述热敏电阻的电压值的变化实现开闭；以及

稳压二极管，所述稳压二极管的负极与所述检测开关的驱动端连接，所述稳压二极管的正极连接至所述热敏电阻与所述负极连接端之间。

可选的，所述稳压二极管的反向击穿电压值大于所述热敏电阻的尖峰电压值与工作平均电压值之间的差值。

可选的，所述稳压二极管的反向击穿电压值为1.5V-2.5V。

可选的，所述热敏电阻为正电阻温度系数的热敏电阻。

可选的，所述检测开关为三极管或者是MOS管。

可选的，所述检测开关为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极与所述稳压二极管的负极连接，所述NPN型三极管的发射极与所述热敏电阻的接地一端连接，所述NPN型三极管的集电极与所述处理模块连接。

可选的，所述NPN型三极管与所述处理模块之间，还设有阻断二极管，所述阻断二极管的正极与所述NPN型三极管的集电极连接，所述阻断二极管的负极与所述处理模块连接。

本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括电机以及与所述电机连接的电机保护电路，其中：

所述电机保护电路为如上任意一项所述的电机保护电路。

由上可知，本申请实施例通过将热敏电阻与检测单元、稳压二极管的配合，使得当电机在处于调速状态或者是地刷遭到堵转时，实现稳定的控流以及过流检测功能，为电机及电路中其他元器件在特殊工况下的稳定工作提供可靠的安全保障，提高用户在设备的使用过程中的安全性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电机保护电路的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的电机保护电路的另一结构示意图。

图3为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请参阅图1，图中示出了本申请实施例提供的电机保护电路的结构。

如图1所示，该电机保护电路包括电机连接端10、热敏电阻20、检测单元30以及稳压二极管40。

该电机连接端10，用于与电机连接，包括与电机的正极连接的正极连接端11和与电机的负极连接的负极连接端12。其中，电机连接端10与电机的连接方式可以根据实际情况而定，例如采用安装接口或者是采用导线连接。

该热敏电阻20，其一端与所述负极连接端12连接，另一端接地，并与电机形成串联。

在一些实施例中，热敏电阻20可以是正温度系数的热敏电阻20。当电路中的电流值因电机的堵转或者电源输出功率的调高而增大时，该热敏电阻20会随着电流的增大而使得自身温度上升。随着热敏电阻20自身温度的升高，热敏电阻20的阻值也随着温度的升高而增大，从而提高电路中的整体阻抗，进而降低流过电机或者其他元器件的电流值，以避免因电流值的增大而使电机或者其他元器件发热过大以致烧毁。

可以理解的，该热敏电阻20的阻值变化曲线可以根据电路的设计而定，本申请对此不作限定。

同时，为了使热敏电阻20达到较好的升温效果，使得热敏电阻20可以根据自身电流所产生的升温自动调节电阻阻抗，该电机在正常工作过程中应该使得电流波形的占空比满足热敏电阻20的升温条件。并且，该热敏电阻20的最小电压值应该大于电机在正常工作过程中电源输入电压与电机耐压之间的差值，以保护该电机的分压保持在电机耐压值之下。

当电机处于堵转状态或者是电路处于短路状态时，流过该热敏电阻20的电流值将增大，该热敏电阻20因发热而产生的热量积聚会导致该热敏电阻20的阻值也同时增大，使得该热敏电阻20的分压增大。因为热敏电阻20与电机处于串联状态，因此当输入功率不变时，该电机的分压会维持在一个安全的水平，避免电机因过流而烧坏。

检测单元30，用于检测电路是否处于过流状态，包括处理模块31与检测开关32，该检测开关32与处理模块31一端连接，该检测开关32还包括驱动端，该驱动端连接至热敏电阻20与负极连接端12之间，以使检测开关32可以根据热敏电阻20的电压值的变化实现开闭。

其中，该过流状态可以通过设置预设值来进行确定，例如若电流所设置的预设值为10mA，如果电路中的电流值大于10mA，则可以认为该电路处于过流状态。可以理解的，该预设值可以根据电路中不同元器件的最大工作电流值来进行确定。

在一些实施例中，该检测单元30可以采用MCU（Microcontroller Unit，微型控制单元）作为处理模块31。该检测开关32可以采用三极管或者是MOS管实现开关控制，该驱动端可以是三极管的基极或者是MOS管的栅极。当然，该检测开关32还可以是其他数控开关，例如单刀双掷开关等。

在一些实施例中，若该检测开关32为三极管，该三极管的基极与稳压二极管40的负极连接，三极管的发射极与该热敏电阻20的接地一端连接，该三极管的集电极与所述处理模块31连接。通过控制该三极管的基极与发射极之间的电压，可以实现对该三极管在截止状态或者导通状态之间进行切换，从而实现开关功能。

稳压二极管40，该稳压二极管40的负极与检测开关32的驱动端连接，该稳压二极管40的正极连接至热敏电阻20与负极连接端12之间。

当电路中的电流值存在波动，例如电机启动时产生的尖峰电流或者是正常工作中波形为锯齿形的电流，该检测开关32容易因此而被驱动导通，造成误判。

在一些实施例中，该稳压二极管40的反向击穿电压值大于热敏电阻20的尖峰电压值与工作平均电压值之间的差值。

其中，该尖峰电压，指的是该稳压二极管40在电路发生尖峰电流在该稳压二极管40中产生的电压值，或者是在正常工作中因其他因素使得电流变化而产生的稳压二极管40的最大电压值（不包括电路短路或电机堵转产生的最大电压值）。该工作平均电压值，指的是电机在正常工作中所测得的平均电压值，该平均电压值可以是范围值。

当电路发生尖峰电流后，假设该稳压二极管40在正常工作中的尖峰电压值与工作平均电压值的差值为aV，则该稳压二极管40的反向击穿电压值应大于aV，使得检测开关32不会因为该电流变化产生的电压波动而使开关导通，造成检测单元30对于该电路是否处于过流状态的误判。

可以理解的，将该稳压二极管40设置于检测开关32的驱动端与电流输入端之间，当电机处于调速状态而使电路出现锯齿形波形的电流时，该电流的波峰部分可以被稳压二极管40给合理滤除，使得电机处于调速状态时不会误触发检测单元30，提高了电机保护电路的工作可靠性。

由上可知，该电机保护电路的实施例通过将热敏电阻与检测单元、稳压二极管的配合，使得当电机在处于调速状态或者是地刷遭到堵转时，实现稳定的控流以及过流检测功能，为电机及电路中其他元器件在特殊工况下的稳定工作提供可靠的安全保障，提高用户在设备的使用过程中的安全性。

请参阅图2，图中示出了本申请实施例提供的电机保护电路的另一结构。

如图2所示，该电机保护电路包括电机连接端、热敏电阻PTC、检测单元以及稳压二极管D1。

其中，该电机连接端包括与电机的正极连接的正极连接端M+以及与电机的负极连接的负极连接端M-。

该热敏电阻PTC的一端与该负极连接端M-连接，该热敏电阻PTC的另一端接地，使得该热敏电阻PTC与该电机形成串联。该热敏电阻PTC为正电阻温度系数的热敏电阻。

当电机处于堵转状态或者是电路处于短路状态时，流过该热敏电阻PTC的电流值将增大，该热敏电阻PTC因发热而产生的热量积聚会导致该热敏电阻PTC的阻值也同时增大，使得该热敏电阻PTC的分压增大。因为热敏电阻PTC与电机处于串联状态，因此当输入功率不变时，该电机的分压会维持在一个安全的水平，避免电机因过流而烧坏。

该检测单元包括处理模块以及与该处理模块连接的检测开关，该处理模块可以是MCU模块，该MCU模块的具体型号可以根据实际情况而定。该检测开关为NPN型三极管Q1，该NPN型三极管Q1的基极与稳压二极管的负极连接，该NPN型三极管Q1的发射极与热敏电阻PTC的接地一端连接，该NPN型三极管Q1的集电极与MCU模块连接。

可以理解的，该三极管Q1除了采用NPN型三极管Q1，还可以根据电路设计方式对三极管Q1的型号进行选用，或者采用MOS管作为检测开关，本申请对此不作限定。

具体的，在三极管Q1与处理模块之间，还设有阻断二极管D2D2，该阻断二极管D2D2的正极与三极管Q1的集电极连接，该阻断二极管D2的负极与处理模块连接，以使得电路中的电流不会倒灌入MCU模块与三极管Q1连接的检测管脚，保护MCU模块的正常工作。

其中，在MCU模块与三极管Q1之间，还设有上拉电阻R2，该上拉电阻R2的一端与电源端VCC连接，以在三极管Q1处于截止状态时使得该MCU模块的检测管脚保持在高电位状态。

在三极管Q1的基极与热敏电阻PTC之间，设有稳压二极管D1，该稳压二极管D1可以滤除热敏电阻PTC在电机正常工作中所造成的电压波动，保护三极管Q1不被该热敏电阻PTC电压波动而误导通。

在该三极管Q1的基极与稳压二极管D1之间，还串接有电阻R1，该电阻R1在此处起到限流作用，避免三极管Q1的基极在稳压二极管D1被反向电压击穿时，所产生的过大电流对三极管Q1造成损坏。

工作中，当电路中的电流在工作中处于正常范围值时，该三极管Q1处于截止状态，且MCU模块的检测管脚受上拉电阻R2控制处于高电平状态，MCU模块可以判断此时的电路处于正常工作状态；当电机因为短路或者被堵转时，电路中的电流会大幅增大，此时稳压二极管因其电压大于反向击穿电压而导通，并使得三极管Q1导通，该MCU模块的检测管脚与地之间形成低电平信号，从而判断出该电路处于过流状态。

当该设备或者用户知道该电路处于过流状态时，可以及时断开电源，或者将该设备恢复到正常工作状态，以避免因过流状态而导致的电机或者电路中元器件的烧毁，提高用户在设备的使用过程中的安全性。

请参阅图3，图中示出了本申请实施例提供的电子设备的结构。

如图3所示，该电子设备100包括电机120以及与电机120连接的电机保护电路110。

其中，该电机保护电路110为如上任意一项实施例所述的电机保护电路110。

该电机保护电路110与电机120的连接方式可以根据实际情况而定，例如采用接口进行连接，或者采用导线等连接形式，本申请在此不作限定。

为了避免赘述，该电机保护电路110的具体描述可以参考图1-2中实施例的描述。

该电子设备可以以带地刷的吸尘器为例，当该与地刷连接的电机因地刷发生堵转或者短路而导致出现过流情况时，电机保护电路可以实现稳定的控流以及过流检测功能，为电机及电路中其他元器件在特殊工况下的稳定工作提供可靠的安全保障，提高用户在设备的使用过程中的安全性。

上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种电机保护电路，其特征在于，所述电路包括：

电机连接端，用于与电机连接，包括与所述电机的正极连接的正极连接端和与所述电机的负极连接的负极连接端；

热敏电阻，所述热敏电阻的一端与所述负极连接端连接，另一端接地，并与所述电机形成串联；

检测单元，用于检测所述电路是否处于过流状态，包括处理模块与检测开关，所述检测开关与所述处理模块一端连接，所述检测开关还包括驱动端，所述驱动端连接至所述热敏电阻与所述负极连接端之间，以使所述检测开关根据所述热敏电阻的电压值的变化实现开闭；以及

稳压二极管，所述稳压二极管的负极与所述检测开关的驱动端连接，所述稳压二极管的正极连接至所述热敏电阻与所述负极连接端之间。

2.如权利要求1所述的电机保护电路，其特征在于，所述稳压二极管的反向击穿电压值大于所述热敏电阻的尖峰电压值与工作平均电压值之间的差值。

3.如权利要求2所述的电机保护电路，其特征在于，所述稳压二极管的反向击穿电压值为1.5V-2.5V。

4.如权利要求1所述的电机保护电路，其特征在于，所述热敏电阻为正电阻温度系数的热敏电阻。

5.如权利要求1所述的电机保护电路，其特征在于，所述检测开关为三极管或者是MOS管。

6.如权利要求5所述的电机保护电路，其特征在于，所述检测开关为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极与所述稳压二极管的负极连接，所述NPN型三极管的发射极与所述热敏电阻的接地一端连接，所述NPN型三极管的集电极与所述处理模块连接。

7.如权利要求6所述的电机保护电路，其特征在于，所述NPN型三极管与所述处理模块之间，还设有阻断二极管，所述阻断二极管的正极与所述NPN型三极管的集电极连接，所述阻断二极管的负极与所述处理模块连接。

8.如权利要求1所述的电机保护电路，其特征在于，所述处理模块与所述检测开关之间，设有上拉电阻。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括电机以及与所述电机连接的电机保护电路，其中：

所述电机保护电路为权利要求1-8任意一项所述的电机保护电路。