CN215601168U - 一种测温测速电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型请求保护一种测温测速电路，其设置在电机上，其包括有测温单元、测速单元和电压跟随模块，测温单元用于检测电机的温度变化并产生电压信号，测速单元用于检测电机的转速并产生脉冲信号，测温单元和测速单元共同连接至电压跟随模块的输入端，电压跟随模块的输出端用于与外部的处理单元连接，电压信号和脉冲信号共同通过电压跟随模块的输出端发送至外部的处理单元。综上所述，上述技术方案具有以下有益效果：将测温单元产生的电压信号与测速单元产生的脉冲信号同时经电压跟随模块的输出端送入外部的处理单元，经过外部的处理单元运算后，可以通过电机的同一输出端口实时检测到电机的温度变化与速度变化。

Description

一种测温测速电路

技术领域

本实用新型涉及一种电路，更具体地说，它涉及一种测温测速电路。

背景技术

目前市场上常用电机的出线方式都为3+6芯一体式出线，除了三相与霍尔使用的8根芯线与处理单元连接之外，还有1根芯线用来连接至处理单元作为测速端口使用，处理单元用于控制电机和检测电机的状态，但近年来越来越多的用户要求电机包含测温功能，因此出现了芯线不够用的情况，结合以上原因，如何让市场上常见的电机和目前正在使用的电机在不改变原有的电机出线的基础上也能进行测温测速正是本申请所考虑的问题所在。

为此，许多生产厂家和有识之士进行开发和研制，但至今尚未有较理想的产品面世。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，一方面，提供一种测温测速电路，该电路能够克服市场上常用的电机无法同时进行测温测速的缺点。

为实现上述目的，一方面，提供了如下技术方案：

一种测温测速电路，其设置在电机上，其包括有测温单元、测速单元和电压跟随模块，测温单元用于检测电机的温度变化并产生电压信号，测速单元用于检测电机的转速并产生脉冲信号，测温单元和测速单元共同连接至电压跟随模块的输入端，电压跟随模块的输出端用于与外部的处理单元连接，电压信号和脉冲信号共同通过电压跟随模块的输出端发送至外部的处理单元。

综上所述，上述技术方案具有以下有益效果：将测温单元产生的电压信号与测速单元产生的脉冲信号同时经电压跟随模块的输出端送入外部的处理单元，经过外部的处理单元运算后，可以通过电机的同一输出端口实时检测到电机的温度变化与速度变化，电压信号和脉冲信号经电压跟随模块送入外部的处理单元可以保证输出阻抗变得很低，AD(Analog to Digital，模拟/数字转换)输入阻抗对输入信号的影响也可以做到很小。当温度上升至设定的温度时，控制器能够智能的降低电流，使得电机不至于温度过高而造成损坏。

附图说明

图1为一种测温测速电路的模块结构示意图；

图2为一种测温测速电路的电路结构示意图。

附图标记：1、测温单元；11、基准电压模块；12、测温模块；13、运算放大模块；2、测速单元；21、测速传感器；22、信号放大模块；221、第一级反相放大器；222、第二级反相器；3、电压跟随模块；4、处理单元。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本实用新型能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本实用新型相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本实用新型的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本实用新型所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1所示，一种测温测速电路，其设置在电机上，其包括有测温单元1、测速单元2和电压跟随模块3，测温单元1用于检测电机的温度变化并产生电压信号，测速单元2用于检测电机的转速并产生脉冲信号，测温单元1和测速单元2共同连接至电压跟随模块3的输入端，电压跟随模块3的输出端用于与外部的处理单元4连接，电压信号和脉冲信号共同通过电压跟随模块3的输出端发送至外部的处理单元4。外部的处理单元4接收到电压信号和脉冲信号后通过运算得到电机的转速和温度。将测温单元1产生的电压信号与测速单元2产生的脉冲信号同时经电压跟随模块3的输出端送入外部的处理单元4，经过外部的处理单元4运算后，可以通过电机的同一输出端口实时检测到电机的温度变化与速度变化，电压信号和脉冲信号经电压跟随模块3送入外部的处理单元4可以保证输出阻抗变得很低，AD(Analog to Digital，模拟/数字转换)输入阻抗对输入信号的影响也可以做到很小。当温度上升至设定的温度时，控制器能够智能的降低电流，使得电机不至于温度过高而造成损坏。

测温单元1包括有基准电压模块11和测温模块12，基准电压模块11连接于测温模块12和+5V电源端之间，测温模块12和测速单元2共同连接至电压跟随模块3的输入端。测温单元1基于+5V直流供电，在+5V电源端采用基准电压模块11可以取得稳定的电源输入，从而输出基准电压源供测温模块12使用，保证了测温模块12输入电压的稳定性。

测温单元1还包括有运算放大模块13，测温模块12连接至运算放大模块13的输入端，运算放大模块13的输出端和测速单元2共同连接至电压跟随模块3的输入端。运算放大模块13能够将测温模块12采集的电压信号进行放大，让测温模块12检测到的电压信号变化趋势更加明显。

测速单元2包括有测速传感器21和信号放大模块22，测速传感器21连接于信号放大模块22和+5V电源端之间，信号放大模块22和运算放大模块13的输出端共同连接至电压跟随模块3的输入端。

信号放大模块22包括有第一级反相放大器221和第二级反相器222，测速传感器21依次通过第一级反相放大器221和第二级反相器222连接至电压跟随模块3的输入端。

如图2所示，测温模块12包括有三极管Q1、电容C5和电阻R6，三极管Q1的发射极分别连接至基准电压模块11、运算放大模块13的输入端和电容C5的一端，三极管Q1的基极连接至发射极，三极管Q1的集电极连接至电阻R6的一端，电容C5的另一端和电阻R6的另一端共同接地。

运算放大模块13为运算放大器U1A，运算放大器U1A的第八引脚连接至+5V电源端，第四引脚和第二引脚分别接地，第三引脚连接至三极管Q1的发射极，第二引脚还通过电阻R10连接至第一引脚，第一引脚通过电阻R1连接至电压跟随模块3的输入端。电压跟随模块3为电压跟随器U1B，运算放大器U1A的第一引脚通过电阻R1连接至电压跟随器U1B的输入端，电压跟随器U1B的输出端用于连接至外部的处理单元4。更具体地，运算放大器U1A的第一引脚通过电阻R1连接至电压跟随器U1B的第五引脚，电压跟随器U1B的第六引脚连接至第七引脚并共同形成输出端用于连接至外部的处理单元4。

基准电压模块11包括有基准电压芯片U2、电阻R3和电阻R4，基准电压芯片U2的第二引脚分别连接至+5V电源端和测温模块12，基准电压芯片U2的第一引脚分别连接至电阻R3的一端和电阻R4的一端，基准电压芯片U2的第三引脚和电阻R4的另一端共同接地，电阻R3的另一端连接至测温模块12。

测速传感器21为测速霍尔传感器U3，还包括有电容C6、电阻R7和电容C7，测速霍尔传感器U3的VIN引脚分别连接至电容C6的一端、电阻R7的一端和+5V电源端，测速霍尔传感器U3的OUT引脚分别连接至电阻R7的另一端、电容C7的一端和第一级反相放大器221，测速霍尔传感器U3的GND引脚和电容C7的另一端共同接地。

第一级反相放大器221包括有三极管Q2、电阻R9和电阻R11，三极管Q2的基集分别连接至测速传感器21和电阻R9的一端，三极管Q2的集电极分别连接至电阻R11的一端和第二级反相器222，三极管Q2的发射极接地，电阻R9的另一端和电阻R11的另一端共同连接至+5V电源端。

第二级反相器222包括有场效应管Q3和电阻R12，场效应管Q3的栅极连接至电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接至第一级反相放大器221，场效应管Q3的漏极和运算放大模块13的输出端共同连接至电压跟随模块3的输入端，场效应管Q3的源极接地。更具体地，场效应管Q3的漏极连接至电压跟随器U1B的第五引脚。

由测速霍尔产生的脉冲信号，通过由电阻R9、电阻R11与三极管Q2组成的第一级反相放大器221输出经电阻R12供给场效应管Q3的栅极，再将第一级反相放大器221的输出信号通过第二级反相器222恢复原信号送入电压跟随器U1B的输入端，这样既对原信号起到了整形和平衡信号延时的作用，也更好地保证了脉冲信号的高低电平信号。

测温模块12的电路通过三极管的倒置使用达到测温的目的，倒置时由于三极管集电区掺杂浓度不高，发射的电子少，同时由于发射区面积小，最终收集的电子也少，形成的电流很小，因此三极管没有放大能力，同时管子的导通压降比正接时要小得多，由三极管特性可知，此时温度的变化会使得其管压降同时变化，基于这一变化产生的电压信号与经过整形的脉冲信号同时通过电压跟随器U1B送入外部的处理单元4检测，经过相关计算可知不同时刻的电机温度与速度的变化。

测温测速电路基于+5V直流供电，为了保证电压的稳定性，在输入端采用基准电压芯片U2取得稳定的电源输入，+5V电源端经电阻R2限流送入由基准电压芯片U2、电阻R3与电阻R4组成的基准电压模块11，输出基准电压源至电阻R5和三极管Q1倒置使用，使用三极管的结温概念，此时三极管Q1相当于一个随温度变化不停改变电压的可变电压源，因为这时候的电压信号变化很微弱，在送入外部的处理单元4前，为了数据采集分档的准确性，更方便地计算不同时刻的电机温度值，需要将此时的电压信号经过放大后送入外部的处理单元4，采集的电压信号经过R6分压加上三极管Q1在不同温度下的管压降送入运算放大模块13的输入端，运算放大器U1A放大后，将放大后的电压信号经电阻R1输入至电压跟随器再送入外部的处理单元4。运算放大器的放大倍数可以为任意倍数，以下为运算放大器的放大倍数为4.3倍的电压信号和温度之间关系的三种实施例：

通过三个测试板测试电压信号和温度之间的关系为

T≈141-100*(U-2.93)/0.85 (1)

式中：T为温度，U为电压信号。

将测温模块12产生的电压信号与测速模块产生的脉冲信号同时经电压跟随器U1B送入外部的处理单元，可以保证输入端高阻抗，这样，对于输入信号的影响可以做到很小；另一方面，输出阻抗变得很低，AD输入阻抗对输入信号的影响也可以做到很小，经过外部的处理单元运算后，电机的同一输出端口上可以实时检测到电机的温度变化与速度变化。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种测温测速电路，其设置在电机上，其特征在于，包括有测温单元(1)、测速单元(2)和电压跟随模块(3)，所述测温单元(1)用于检测电机的温度变化并产生电压信号，所述测速单元(2)用于检测电机的转速并产生脉冲信号，所述测温单元(1)和测速单元(2)共同连接至电压跟随模块(3)的输入端，所述电压跟随模块(3)的输出端用于与外部的处理单元连接，所述电压信号和脉冲信号共同通过电压跟随模块(3)的输出端发送至外部的处理单元。

2.根据权利要求1所述的测温测速电路，其特征在于，所述测温单元(1)包括有基准电压模块(11)和测温模块(12)，所述基准电压模块(11)连接于测温模块(12)和+5V电源端之间，所述测温模块(12)和测速单元(2)共同连接至电压跟随模块(3)的输入端。

3.根据权利要求2所述的测温测速电路，其特征在于，所述测温单元(1)还包括有运算放大模块(13)，所述测温模块(12)连接至运算放大模块(13)的输入端，所述运算放大模块(13)的输出端和测速单元(2)共同连接至电压跟随模块(3)的输入端。

4.根据权利要求3所述的测温测速电路，其特征在于，所述测速单元(2)包括测速传感器(21)和信号放大模块(22)，所述测速传感器(21)连接于信号放大模块(22)和+5V电源端之间，所述信号放大模块(22)和运算放大模块(13)的输出端共同连接至电压跟随模块(3)的输入端。

5.根据权利要求4所述的测温测速电路，其特征在于，所述信号放大模块(22)包括有第一级反相放大器(221)和第二级反相器(222)，所述测速传感器(21)依次通过第一级反相放大器(221)和第二级反相器(222)连接至电压跟随模块(3)的输入端。

6.根据权利要求2-5任一项所述的测温测速电路，其特征在于，所述测温模块(12)包括有三极管Q1、电容C5和电阻R6，所述三极管Q1的发射极分别连接至基准电压模块(11)、运算放大模块(13)的输入端和电容C5的一端，所述三极管Q1的基极连接至发射极，所述三极管Q1的集电极连接至电阻R6的一端，所述电容C5的另一端和电阻R6的另一端共同接地。

7.根据权利要求2-5任一项所述的测温测速电路，其特征在于，所述基准电压模块(11)包括有基准电压芯片U2、电阻R3和电阻R4，所述基准电压芯片U2的第二引脚分别连接至+5V电源端和测温模块(12)，所述基准电压芯片U2的第一引脚分别连接至电阻R3的一端和电阻R4的一端，所述基准电压芯片U2的第三引脚和电阻R4的另一端共同接地，所述电阻R3的另一端连接至测温模块(12)。

8.根据权利要求5所述的测温测速电路，其特征在于，所述测速传感器(21)为测速霍尔传感器U3，还包括有电容C6、电阻R7和电容C7，所述测速霍尔传感器U3的VIN引脚分别连接至电容C6的一端、电阻R7的一端和+5V电源端，所述测速霍尔传感器U3的OUT引脚分别连接至电阻R7的另一端、电容C7的一端和第一级反相放大器(221)，所述测速霍尔传感器U3的GND引脚和电容C7的另一端共同接地。

9.根据权利要求5所述的测温测速电路，其特征在于，所述第一级反相放大器(221)包括有三极管Q2、电阻R9和电阻R11，所述三极管Q2的基集分别连接至测速传感器(21)和电阻R9的一端，所述三极管Q2的集电极分别连接至电阻R11的一端和第二级反相器(222)，所述三极管Q2的发射极接地，所述电阻R9的另一端和电阻R11的另一端共同连接至+5V电源端。

10.根据权利要求5所述的测温测速电路，其特征在于，所述第二级反相器(222)包括有场效应管Q3和电阻R12，所述场效应管Q3的栅极连接至电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端连接至第一级反相放大器(221)，所述场效应管Q3的漏极和运算放大模块(13)的输出端共同连接至电压跟随模块(3)的输入端，所述场效应管Q3的源极接地。

Images