CN217406400U - 上下桥防直通保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了上下桥防直通保护电路，包括PWM控制信号输入、防直通监测电路、功率模块和电机，防直通监测电路包括输入信号采集电路、信号转换电路以及输出信号控制电路，输入信号采集电路包括上下桥信号输入端子J1、输入限流电阻R2和R6、光耦U1、光耦U3，输出信号控制电路包括输出信号反馈控制端子J2、光耦U2、光耦U4、三极管Q1和Q2、输出三极管基极电阻R4和R7以及调试电阻R1和R5。本实用新型的信号采样直接在上下桥控制端，具体为栅极电阻前端，能快速准确识别真正到达模块的控制信号，最贴近模块的保护电路，防止炸模块的情况发生。

Description

上下桥防直通保护电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路技术领域，具体为上下桥防直通保护电路。

背景技术

目前伺服产品应用越来越广泛，其中驱动电机功率功能部分基本都为上下桥模式驱动，很多企业都选择使用IPM和IGBT模块进行驱动，模块的成本基本都能占到整个伺服驱动器成本的60％，但是炸模块的情况还是时有发生，对LAYOUT的要求比较高，采样和输出处理部分要最贴近实际的信号线，否则处理延时会有差别当故障发生而不能及时的保护模块。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供上下桥防直通保护电路，以解决上述背景技术中提出现如今开关电源输入浪涌电流不仅影响效率，还会影响电源温度的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

上下桥防直通保护电路，PWM控制信号输入电路、防直通监测电路、功率模块和电机，所述防直通监测电路包括用于同时采集2路不共地上下桥信号的输入信号采集电路、连接输入与输出的信号转换电路以及输出信号控制电路。

作为优选，PWM控制信号输入电路外接有上桥UH和下桥UL，且上桥UH和下桥UL均连接有栅极电阻。

作为优选，所述输入信号采集电路包括上下桥信号输入端子J1、输入限流电阻R2和R6、光耦U1、光耦U3，所述输入端子J1包括A端口和B端口，所述光耦U1和光耦U3均设置有1、2、3、4四个端口，且A端口的输出端连接输入限流电阻R2，B端口的输出端连接输入限流电阻R6，输入限流电阻R2与光耦U1的1端口连接，输入限流电阻R6与光耦U3的1端口连接。

作为优选，所述输出信号控制电路包括输出信号反馈控制端子J2、光耦U2、光耦U4、三极管Q1和Q2、输出三极管基极电阻R4和R7以及调试电阻R1和R5，所述输出信号反馈控制端子J2包括端口1和2，光耦U2、光耦U4均设置有1、2、3、4四个端口，所述光耦U2的3端口与输出三极管基极电阻R4连接，且输出三极管基极电阻R4与三极管Q1的基极连接，光耦U2的4端口与调试电阻R1连接，且调试电阻R1的输出端分别与三极管Q1的集电极和输出信号反馈控制端子J2的2端口连接，所述光耦U4的3端口与输出三极管基极电阻R7连接，且输出三极管基极电阻R7与三极管Q2的基极连接，光耦U4的4端口与调试电阻R5连接，且调试电阻R5的输出端分别与三极管Q2的集电极和输出信号反馈控制端子J2的1端口连接。

作为优选，所述输入信号采集电路通过光耦U1和U3的隔离特性监测，在不共地隔离的情况下同时准确进行信号监测。

作为优选，所述信号转换电路将输入上下桥不共地和输出上下桥不共地提供中间桥梁，电阻R3为限流电阻，当光耦U1和U3同时检测到高电平时，光耦U2和U4有输出电流。

作为优选，所述上下桥信号输入端子J1和输出信号反馈控制端子J2的型号均为2.54-2P。

作为优选，所述光耦U1、U2、U4和U3的型号均为PS2801-1。

作为优选，所述三极管Q1和Q2的型号均为MMBT3904。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本上下桥防直通保护电路中，信号采样直接在上下桥控制端，具体为栅极电阻前端，能快速准确识别真正到达模块的控制信号，最贴近模块的保护电路，防止炸模块的情况发生。

2、本上下桥防直通保护电路工作时，输入信号采集电路同时采集2路不共地的上下桥信号，通过光耦U1和U3隔离特性监测，不影响正常信号收发，在不共地隔离的情况下同时准确进行信号监测，信号转换电路把输入上下桥不共地和输出上下桥不共地提供了一个中间桥梁，针对上下桥电源隔离同步监测进行了一个非常灵活准确的判断与转换，输出信号控制电路中输出信号反馈控制端子J2没有监测到故障，不影响正常信号收发，当监测到异常(输入同时为高)则迅速(4us之内)进行信号线同时拉低来保护模块上下桥直通情况，光耦U2为上桥检测结果输出，光耦U4为下桥检测结果输出，电阻R4和R7位输出三极管基极电阻，当检测到输入都为高的情况下，三极管Q1和Q2同时将信号线拉低到其对应的接地端。

附图说明

图1为本实用新型的电路组成模块示意图；

图2为本实用新型电路实际应用实例原理图；

图3为本实用新型图2中部分电路图其一；

图4为本实用新型图2中部分电路图其二；

图5为本实用新型图2中部分电路图其三；

图6为本实用新型图2中部分电路图其四；

图7为本实用新型防直通监测电路原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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和附图，本领域普通技术人员在没有做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。

请根据图1-图7，本实用新型提供以下技术方案：

上下桥防直通保护电路，PWM控制信号输入电路、防直通监测电路、功率模块和电机，防直通监测电路包括用于同时采集2路不共地上下桥信号的输入信号采集电路、连接输入与输出的信号转换电路以及输出信号控制电路。

值得说明的是，PWM控制信号输入电路外接有上桥UH和下桥UL，且上桥UH和下桥UL均连接有栅极电阻。

具体的，光耦U1、光耦U3，输入端子J1包括A端口和B端口，光耦U1和光耦U3均设置有1、2、3、4四个端口，且A端口的输出端连接输入限流电阻R2，B端口的输出端连接输入限流电阻R6，输入限流电阻R2与光耦U1的1端口连接，输入限流电阻R6与光耦U3的1端口连接，输入限流电阻R6与光耦U3的1端口连接，输入信号采集电路通过光耦U1和U3的隔离特性监测，在不共地隔离的情况下同时准确进行信号监测，输入信号采集电路同时采集2路不共地的上下桥信号，J1为上下桥信号输入端子，电阻R2、电阻R6为输入限流电阻，光耦U1为上桥信号输入、光耦U3为下桥信号输入，且通过光耦隔离特性监测，不影响正常信号收发，在不共地隔离的情况下同时准确进行信号监测。

进一步的，输出信号控制电路包括输出信号反馈控制端子J2、光耦U2、光耦U4、三极管Q1和Q2、输出三极管基极电阻R4和R7以及调试电阻R1和R5，输出信号反馈控制端子J2包括端口1和2，光耦U2、光耦U4均设置有1、2、3、4四个端口，光耦U2的3端口与输出三极管基极电阻R4连接，且输出三极管基极电阻R4与三极管Q1的基极连接，光耦U2的4端口与调试电阻R1连接，且调试电阻R1的输出端分别与三极管Q1的集电极和输出信号反馈控制端子J2的2端口连接，光耦U4的3端口与输出三极管基极电阻R7连接，且输出三极管基极电阻R7与三极管Q2的基极连接，光耦U4的4端口与调试电阻R5连接，且调试电阻R5的输出端分别与三极管Q2的集电极和输出信号反馈控制端子J2的1端口连接，J2为输出信号反馈控制端子，当没有监测到故障，不影响正常信号收发，当监测到异常(输入同时为高)则迅速(4us之内)进行信号线同时拉低来保护模块上下桥直通情况，光耦U2为上桥检测结果输出，光耦U4为下桥检测结果输出，电阻R4和R7位输出三极管基极电阻，当检测到输入都为高的情况下，三极管Q1和Q2同时将信号线拉低到其对应的地，电阻R1和电阻R5位调试时用电阻，正常使用不进行焊接。

此外，信号转换电路将输入上下桥不共地和输出上下桥不共地提供中间桥梁，电阻R3为限流电阻，当光耦U1和U3同时检测到高电平时，光耦U2和U4有输出电流，信号转换部分用于连接输入与输出，把输入上下桥不共地和输出上下桥不共地提供了一个中间桥梁，电阻R3为限流电阻，只有当光耦U1和U3同时检测到高电平时，光耦U2和U4才有输出，针对上下桥电源隔离同步监测进行了一个非常灵活准确的判断与转换。

值得注意的是，上下桥信号输入端子J1和输出信号反馈控制端子J2的型号均为2.54-2P，光耦U1、U2、U4和U3的型号均为PS2801-1，三极管Q1和Q2的型号均为MMBT3904。

本实用新型中上下桥防直通保护电路的工作原理为：输入信号采集电路同时采集2路不共地的上下桥信号，通过光耦U1和U3隔离特性监测，不影响正常信号收发，在不共地隔离的情况下同时准确进行信号监测，信号转换电路把输入上下桥不共地和输出上下桥不共地提供了一个中间桥梁，针对上下桥电源隔离同步监测进行了一个非常灵活准确的判断与转换，输出信号控制电路中输出信号反馈控制端子J2没有监测到故障，不影响正常信号收发，当监测到异常(输入同时为高)则迅速(4us之内)进行信号线同时拉低来保护模块上下桥直通情况，光耦U2为上桥检测结果输出，光耦U4为下桥检测结果输出，电阻R4和R7位输出三极管基极电阻，当检测到输入都为高的情况下，三极管Q1和Q2同时将信号线拉低到其对应的接地端。

本实用新型的上下桥防直通保护电路中，信号采样直接在上下桥控制端，具体为栅极电阻前端，能快速准确识别真正到达模块的控制信号，最贴近模块的保护电路，防止炸模块的情况发生。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.上下桥防直通保护电路，其特征在于：包括PWM控制信号输入电路、防直通监测电路、功率模块和电机，所述防直通监测电路包括用于同时采集2路不共地上下桥信号的输入信号采集电路、连接输入与输出的信号转换电路以及输出信号控制电路。

2.根据权利要求1所述的上下桥防直通保护电路，其特征在于：所述PWM控制信号输入电路外接有上桥UH和下桥UL，且上桥UH和下桥UL均连接有栅极电阻。

3.根据权利要求1所述的上下桥防直通保护电路，其特征在于：所述输入信号采集电路包括上下桥信号输入端子J1、输入限流电阻R2和R6、光耦U1、光耦U3，所述输入端子J1包括A端口和B端口，所述光耦U1和光耦U3均设置有1、2、3、4四个端口，且A端口的输出端连接输入限流电阻R2，B端口的输出端连接输入限流电阻R6，输入限流电阻R2与光耦U1的1端口连接，输入限流电阻R6与光耦U3的1端口连接。

4.根据权利要求3所述的上下桥防直通保护电路，其特征在于：所述输出信号控制电路包括输出信号反馈控制端子J2、光耦U2、光耦U4、三极管Q1和Q2、输出三极管基极电阻R4和R7以及调试电阻R1和R5，所述输出信号反馈控制端子J2包括端口1和2，光耦U2、光耦U4均设置有1、2、3、4四个端口，所述光耦U2的3端口与输出三极管基极电阻R4连接，且输出三极管基极电阻R4与三极管Q1的基极连接，光耦U2的4端口与调试电阻R1连接，且调试电阻R1的输出端分别与三极管Q1的集电极和输出信号反馈控制端子J2的2端口连接，所述光耦U4的3端口与输出三极管基极电阻R7连接，且输出三极管基极电阻R7与三极管Q2的基极连接，光耦U4的4端口与调试电阻R5连接，且调试电阻R5的输出端分别与三极管Q2的集电极和输出信号反馈控制端子J2的1端口连接。

5.根据权利要求3所述的上下桥防直通保护电路，其特征在于：所述输入信号采集电路通过光耦U1和光耦U3的隔离特性监测，在不共地隔离的情况下同时准确进行信号监测。

6.根据权利要求5所述的上下桥防直通保护电路，其特征在于：所述信号转换电路将输入上下桥不共地和输出上下桥不共地提供中间桥梁，电阻R3为限流电阻，当光耦U1和光耦U3同时检测到高电平时，光耦U2和光耦U4有输出电流。

7.根据权利要求4所述的上下桥防直通保护电路，其特征在于：所述上下桥信号输入端子J1和输出信号反馈控制端子J2的型号均为2.54-2P。

8.根据权利要求4所述的上下桥防直通保护电路，其特征在于：所述光耦U1、U2、U4和U3的型号均为PS2801-1。

9.根据权利要求4所述的上下桥防直通保护电路，其特征在于：所述三极管Q1和Q2的型号均为MMBT3904。

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