CN216252161U - 直流电机过流检测及防堵转电路模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流电机过流检测及防堵转电路模块，包括：直流电机驱动电路，用于控制直流电机正向转动或反向转动；电流采样电路，用于采集所述直流电机的电流信号，并将采集的电流信号转换成电压信号输出给比较电路；比较电路，用于将输入的电压信号与设定的参考电压进行比较，得到比较电压值并输出给控制器；控制器，用于根据输入的比较电压值，判断直流电机是否过流或堵转；当判断直流电机过流或堵转时，通过电机驱动电路控制直流电机停止运转或反向运转。本实用新型通过使用三端稳压器实时采集直流电机回路电流，将电流信号直接转换成电压信号，通过比较器精确设置过流点，从而快速有效地防止堵转故障的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电机过流保护，尤其是涉及一种直流电机过流检测及防堵转电路模块。
背景技术
目前，对直流电机过流的检测及保护，多使用电流传感器将电流信号转换成电压信号，通过AD转换器转换成数字信号，然后通过微处理器判断是否过流；当直流电机发生堵转时，回路电流增大，使回路中的热继电器触点产生形变从而切断直流电机电源；或在回路中串联NTC电阻，当发生过流时，NTC电阻发热电阻值增大从而减小回路电流。上述方法皆无法及时清除直流电机堵转故障同时检测电路较为复杂，成本高。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种直流电机过流检测及防堵转电路模块，达到及时检测出电机堵转并有效解除堵转故障。
为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：
本实用新型所述直流电机过流检测及防堵转电路模块，包括：
直流电机驱动电路，用于控制直流电机正向转动或反向转动；
电流采样电路，用于采集所述直流电机的电流信号，并将采集的所述电流信号转换成电压信号输出给比较电路；
所述比较电路，用于将输入的所述电压信号与设定的参考电压进行比较，得到比较电压值并输出给控制器；
所述控制器，用于根据输入的所述比较电压值，判断直流电机是否过流或堵转；当判断直流电机过流或堵转时，通过电机驱动电路，控制直流电机停止运转或反向运转。
优选地，所述直流电机驱动电路，为由四个MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成的H桥驱动电路。
进一步地，四个所述MOS管Q1、Q2、Q3、Q4均为PMOS管。
优选地，所述电流采样电路，由二极管D1、三端稳压器U1、采样电阻RS、电阻R1和滤波电容C1构成；所述比较电路由比较器U2、分压电阻R2、R3和滤波电容C2组成，比较器U2输出端与所述控制器的电压信号输入连接；
所述三端稳压器U1输入端和二极管D1负极与直流电机电流输出端连接；
三端稳压器U1接地端和二极管正极接地；
所述采样电阻RS高电位端与三端稳压器U1输出端连接，采样电阻RS低电位端接地；
所述电阻R1高电位端与三端稳压器U1输出端连接，电阻R1低电位端与所述比较器U2反向输入端连接；
所述滤波电容C1一端与比较器U2反向输入端连接而另一端接地；
所述分压电阻R2、R3串联后，一端与比较器U2工作电压VDD连接而另一端接地，分压电阻R2、R3的连接点与比较器U2正向输入端连接；
所述滤波电容C2一端与比较器U2正向输入端连接而另一端接地。
本实用新型通过使用三端稳压器实时采集直流电机回路电流，将电流信号直接转换成电压信号，通过比较器精确设置过流点；当直流电机回路电流大于过流点时，比较器输出信号发生变化，通过控制器实时快速检测比较器输出信号，当判断直流电机过流或堵转时，通过电机驱动电路，控制直流电机停止运转或反向运转，从而快速有效地防止堵转故障的发生。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理结构框图。
图2是本实用新型所述直流电机驱动电路、电流采样电路和比较电路的电路原理图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。
如图1、2所示，本实用新型所述的直流电机过流检测及防堵转电路模块，包括：
直流电机驱动电路1，用于控制直流电机正向转动或反向转动；直流电机驱动电路1由四个PMOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成H桥驱动电路。
电流采样电路2，用于采集所述直流电机的电流信号，并将采集的所述电流信号转换成电压信号输出给比较电路；电流采样电路由二极管D1、三端稳压器U1、采样电阻RS、电阻R1和滤波电容C1构成；三端稳压器U1输入端和二极管D1负极与直流电机电流输出端连接，三端稳压器U1接地端和二极管正极分别接地；采样电阻RS高电位端与三端稳压器U1输出端连接，采样电阻RS低电位端接地；电阻R1高电位端与三端稳压器U1输出端连接，电阻R1低电位端与所述比较器U2反向输入端连接；滤波电容C1一端与比较器U2反向输入端连接而另一端接地。
比较电路3，用于将输入的电压信号与设定的参考电压进行比较，得到比较电压值并输出给控制器；比较电路由比较器U2、分压电阻R2、R3和滤波电容C2组成；比较器U2输出端与控制器的电压信号输入连接，分压电阻R2、R3串联后，一端与比较器U2工作电压VDD连接而另一端接地，分压电阻R2、R3的连接点与比较器U2正向输入端连接；滤波电容C2一端与比较器U2正向输入端连接而另一端接地。
控制器4，用于根据输入的所述比较电压值，判断直流电机是否过流或堵转；当判断直流电机过流或堵转时，通过电机驱动电路，控制直流电机停止运转或反向运转。
本实用新型电路原理简述如下：
一、电机驱动电路1，由四个PMOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成H桥驱动电路。当Q1和Q4打开，Q2和Q3关闭时，直流电机正向转动；当Q2和Q3打开，Q1和Q4关闭时，直流电机反向转动；当Q1，Q2，Q3，Q4都关闭时，直流电机停止转动。无论直流电机是正向转动还是反向转动，直流电机工作电流Ig最终按如图2所示的电流方向输入到电流采样电路2。
二、电流采样电路2，由二极管D1、三端稳压器U1、采样电阻RS、电阻R1和滤波电容C1组成。直流电机工作电流Ig输入到三端稳压器U1，二极管D1的负极与地之间形成一个稳定的电压，输入到三端稳压器U1的输入端。三端稳压器U1的输出端输出电流Is和I1，其中I1经过R1和C1得到电压值Vp,由于I1电流很小，所以Vp≈Is*Rs，Is≈Ig。因此，该电流采样电路相当于一个输出电流等于输入电流的恒流源。
三、比较电路3，由比较器U2和分压电阻R2、R3和滤波电容C2组成。从电流采样电路得到的电压值Vp，直接输入到比较器U2反向输入端，电阻R2和R3分压后得到电压值Vn输入到比较器U2同相输入端。当Vp＞Vn时，比较器U2输出电压Vo为低电平；当Vp＜Vn时，比较器U2输出电压Vo为高电平。
四、过流检测原理如下：
例如，设定过流点为1A。取RS=1Ω，电阻R2、R3分压Vn=1V。当直流电机工作电流Ig＜1A时，Vp=Is*Rs＜1V，即Vp＜Vn，控制器检测到比较器U2输出电压Vo为高电平，判断直流电机未过流。当直流电机工作电流Ig＞1A时，Vp=Is*Rs＞1V，即Vp＞Vn，控制器检测到比较器U2输出电压Vo为低电平，判断直流电机过流。
只要直流电机工作电流Ig稍微大于1A，比较器U2输出电压Vo就会由高电平转变为低电平，电流检测的精度取决于电阻Rs的精度及比较器U2的精度，只要精度足够高，就能精确地检测到直流电机的过流情况。
五、防堵转原理如下：
当控制器检测到直流电机过流时，如果此时PMOS管是Q1和Q4打开，把PMOS管Q1、Q2、Q3、Q4全部关闭，使电机停止；然后再次打开Q1和Q4，检测直流电机是否过流，如果还是过流，说明直流电机已经发生堵转故障，再次把直流电机停止，然后打开Q2和Q3，使直流电机向反方向转动，使直流电机摆脱堵转故障。通过控制器内嵌软件设置，可以有效防止直流电机堵转。
Claims (4)
1.一种直流电机过流检测及防堵转电路模块，其特征是：包括：
直流电机驱动电路，用于控制直流电机正向转动或反向转动；
电流采样电路，用于采集所述直流电机的电流信号，并将采集的所述电流信号转换成电压信号输出给比较电路；
所述比较电路，用于将输入的所述电压信号与设定的参考电压进行比较，得到比较电压值并输出给控制器；
所述控制器，用于根据输入的所述比较电压值，判断直流电机是否过流或堵转；当判断直流电机过流或堵转时，通过电机驱动电路，控制直流电机停止运转或反向运转。
2.根据权利要求1所述的直流电机过流检测及防堵转电路模块，其中：所述直流电机驱动电路，为由四个MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成的H桥驱动电路。
3.根据权利要求 2所述的直流电机过流检测及防堵转电路模块，其中：四个所述MOS管Q1、Q2、Q3、Q4均为PMOS管。
4.根据权利要求1或2所述的直流电机过流检测及防堵转电路模块，其中：所述电流采样电路，由二极管D1、三端稳压器U1、采样电阻RS、电阻R1和滤波电容C1构成；所述比较电路由比较器U2、分压电阻R2、R3和滤波电容C2组成，比较器U2输出端与所述控制器的电压信号输入连接；
所述三端稳压器U1输入端和二极管D1负极与直流电机电流输出端连接；
三端稳压器U1接地端和二极管正极接地；
所述采样电阻RS高电位端与三端稳压器U1输出端连接，样电阻RS低电位端接地；
所述电阻R1高电位端与三端稳压器U1输出端连接，电阻R1低电位端与所述比较器U2反向输入端连接；
所述滤波电容C1一端与比较器U2反向输入端连接而另一端接地；
所述分压电阻R2、R3串联后，一端与比较器U2工作电压VDD连接而另一端接地，分压电阻R2、R3的连接点与比较器U2正向输入端连接；
所述滤波电容C2一端与比较器U2正向输入端连接而另一端接地。
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| CN202122786578.2U CN216252161U (zh) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | 直流电机过流检测及防堵转电路模块 |
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|---|---|---|---|---|
| CN117978045A (zh) * | 2024-04-01 | 2024-05-03 | 深圳新智联软件有限公司 | 投影仪直流电机堵转控制方法、电路、装置、介质及设备 |
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