CN219843537U - 一种多mos并联驱动与保护电路 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种多MOS并联驱动与保护电路，包括：电源模块；熔断保护电路，与所述电源模块的输出端连接；限压保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；过载保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；浪涌保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；驱动模块，其输入端连接所述熔断保护电路、限压保护电路、浪涌保护电路和过载保护电路的输入端连接；控制电路，与所述驱动模块的输出端连接，用于控制电机。本实用新型在设置有熔断保护电路、限压保护电路、限流保护电路、过载保护电路和浪涌保护电路，可在电机过载、故障、雷击时迅速作出反应，来保护电路和电机等元器件；在本实用新型内还设置有驱动模块，采用三组MOS管并联驱动，减小功耗。
Description
技术领域
本申请涉及保护电路与驱动电路技术领域，具体而言，涉及一种多MOS并联驱动与保护电路。
背景技术
在控制电机时，在控制电机的控制回路上必须要设置保护电路，用于保护电机，使线路在短路、欠压、或过载的情况下不损坏电机和线路，但现有的电机保护电路并不完善，比如当线路或电机被雷击中时，并不能完全保护电机和线路；在现有的电机PWM电机驱动电路中输入PWM信号驱动功率MOS，功率驱动管始终工作在重负载模式，效率低功耗较大。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种多MOS并联驱动与保护电路，以解决目前的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：一种多MOS并联驱动与保护电路，包括：
电源模块；
熔断保护电路，与所述电源模块的输出端连接；
限压保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；
过载保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；
浪涌保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；
驱动模块，其输入端连接所述熔断保护电路、限压保护电路、浪涌保护电路和过载保护电路的输入端连接；
控制电路，与所述驱动模块的输出端连接，用于控制电机。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述驱动模块包括分压电阻电路、限流电阻电路和功率驱动MOS模块，功率驱动MOS模块通过PWM占空比检测模块连接到PWM电机驱动板，功率驱动MOS模块包括三组，其中第一组为一个功率驱动MOS管，第二组为两个并联的功率驱动MOS管，第三组为四个并联的功率驱动MOS管，每组功率驱动MOS模块通过分压电阻电路和限流电阻电路连接到PWM电机驱动板，所述PWM电机驱动板与所述控制电路连接，通过所述控制电路控制电机。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述限流电阻电路包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，分压电阻电路包括电阻R4、电阻R5和电阻R6，电阻R1和电阻R4串联，电阻R2和电阻R5串联，电阻R3和电阻R6串联，每组串联电阻电路一端接PWM信号输入脚，串联端接单组功率MOS模块另一端接地。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述限压保护电路包括稳压管Z、电阻R、电容C和可控硅SCR，其中所述可控硅SCR的门级与所述电容C、稳压管Z和电阻R连接，所述可控硅SCR的阴极接地，阳极为信号输入端，所述电阻R和电容C均接地，且两者并联连接，所述稳压管Z的负极为输出端。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述过载保护电路包括空气开关。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，还包括限流保护电路，所述限流保护电路包括电阻R11、R21、R31和三极管Q1，其中电阻R11的输入端与三极管Q1的集电极作为限流保护电路输入端，电阻R11的输出端与电阻R21的输入端与三极管Q1的基极连接，R31的输入端与三极管Q1的发射极连接，电阻R21与电阻R31的输出端作为限流保护电路输出端。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述浪涌保护电路包括电感线圈L1、压敏电阻VDR、抑制二极管TVS和电容C1，其中所述压敏电阻VDR和所述电感线圈L1与所述熔断保护电路内的熔断器FU1连接，所述电感线圈L1的输出端与所述抑制二极管TVS和所述电容C1的输入连接，所述压敏电阻VDR、抑制二极管TVS和电容C1均与所述电源模块的负极连接。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述熔断保护电路包括熔断器。
与现有技术相比较，本申请能够带来如下技术效果：本实用新型在设置有熔断保护电路、限压保护电路、限流保护电路、过载保护电路和浪涌保护电路，可在电路短路、电机过载、故障、雷击时迅速作出反应，来保护电路和电机等元器件；在本实用新型内还设置有驱动模块，采用三组MOS管并联驱动，有效的提高了电能使用率，且减小功耗。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本发明的电路结构示意图；
图2是本发明的驱动模块结构示意图；
图3是本发明的限流保护电路结构示意图；
图4是本发明的浪涌保护电路结构示意图；
图5是本发明的限压保护电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1至5所示，一种多MOS并联驱动与保护电路，包括：
电源模块；所述电源模块的大小可根据实际需要选择。
熔断保护电路，与所述电源模块的输出端连接；所述熔断保护电路连接在电源的正极，当电路中电流过大时，所述熔断保护电路中的熔断器会及时断开电路，使电路处于断路的状态，以此来保护电路。
限压保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；当电路中的电压过高时，限压保护电路内的稳压管Z会被击穿，可控硅SCR的控制端得到出发电压，所述可控硅SCR导通，此时输入电压对地短路，此时短路保护电路开始工作，以此来停止整个电源电路工作，当电路恢复正常时，所述可控硅SCR的控制端触发电压通过所述电阻R对地泄放，所述可控硅SCR恢复断开状态。
过载保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；所述过载保护电路通过空气开关控制，当负载过大时，空气开关自动跳闸，以此来保护电路。
浪涌保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；所述浪涌保护电路是通过压敏电阻VDR和抑制二极管TVS等抗浪涌保护器件搭建的所述浪涌保护电路，加载所述电源模块的前端，有效消除浪涌电压。
驱动模块，其输入端连接所述熔断保护电路、限压保护电路、浪涌保护电路和过载保护电路的输入端连接；所述驱动模块采用三组MOS管并联驱动，有效的提高了电能使用率，且减小功耗。
控制电路，与所述驱动模块的输出端连接，用于控制电机；所述控制电路可以根据用户需求设定，此处不再过多赘述。
如图2所示，作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述驱动模块包括分压电阻电路、限流电阻电路和功率驱动MOS模块，功率驱动MOS模块通过PWM占空比检测模块连接到PWM电机驱动板，功率驱动MOS模块包括三组，其中第一组为一个功率驱动MOS管，第二组为两个并联的功率驱动MOS管，第三组为四个并联的功率驱动MOS管，每组功率驱动MOS模块通过分压电阻电路和限流电阻电路连接到PWM电机驱动板，所述PWM电机驱动板与所述控制电路连接，通过所述控制电路控制电机。每组功率驱动MOS模块通过分压电阻电路和限流电阻电路连接到PWM电机驱动板的PWM信号输入脚，输入占空比信号，通过杜邦线接入电机驱动电路对应工作模式的插针，信号经过每组功率MOS连接的分压电阻和限流电阻，通过改变PWM的占空比，可以实现开启不同功率段数，同时改变直流电机的转速，PWM输入脚由12个纵向排针组成，4根排针一组，底部4根排针控制功率MOS1，中间4根排针控制MOS2和MOS3，顶部4根排针控制MOS4，MOS5，MOS6，MOS7。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述限流电阻电路包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，分压电阻电路包括电阻R4、电阻R5和电阻R6，电阻R1和电阻R4串联，电阻R2和电阻R5串联，电阻R3和电阻R6串联，每组串联电阻电路一端接PWM信号输入脚，串联端接单组功率MOS模块另一端接地。
如图2所示，三组功率驱动开关管，可分段打开驱动电机；PWM占空比信号输入，连接FPGA开发板可实现检测负载轻重，高效率控制电机。PWM占空比信号可由输入引脚输入，直接通过驱动电路驱动电机，三组功率驱动管包含独立的限流电阻和分压电阻，单个功率驱动管具有驱动大电流的能力；驱动电路能工作在七种工作模式，七个功率MOS分为三组，每组分别含4个、2个、1个功率MOS，根据直流电机负载的轻重，选择开启的功率MOS段数；PWM占空比信号大小可以反应直流电机负载的大小，将输入的PWM占空比信号分为7个比例，依次为14%，28%，42%，56%，70%，74%，88%。例如当占空比小于14%时，选通第一段功率MOS，依次可以根据占空比的大小，选通7种功率MOS工作方式，高效率控制直流电机。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述限压保护电路包括稳压管Z、电阻R、电容C和可控硅SCR，其中所述可控硅SCR的门级与所述电容C、稳压管Z和电阻R连接，所述可控硅SCR的阴极接地，阳极为信号输入端，所述电阻R和电容C均接地，且两者并联连接，所述稳压管Z的负极为输出端。
如图5所示，当电路中的电压过高时，限压保护电路内的稳压管Z会被击穿，可控硅SCR的控制端得到出发电压，所述可控硅SCR导通，此时输入电压对地短路，此时短路保护电路开始工作，以此来停止整个电源电路工作，当电路恢复正常时，所述可控硅SCR的控制端触发电压通过所述电阻R对地泄放，所述可控硅SCR恢复断开状态。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述过载保护电路包括空气开关。所述空气开关的数量与大小可以根据现场实际需要设定，此处不再过多赘述。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，还包括限流保护电路，所述限流保护电路包括电阻R11、R21、R31和三极管Q1，其中电阻R11的输入端与三极管Q1的集电极作为限流保护电路输入端，电阻R11的输出端与电阻R21的输入端与三极管Q1的基极连接，R31的输入端与三极管Q1的发射极连接，电阻R21与电阻R31的输出端作为限流保护电路输出端。
如图3所示，当电路中的电流小于设定值时，由所述电阻R11提供所述三极管Q1的偏置电流， 所述三极管Q1饱和导通，对电流不起控制作用；当电流大于或等于设定值时，所述电阻R31上的压降增大，所述电阻R31上的压降与所述三极管Q1结压的和接近所述R21的压降，于是开始限制所述三极管Q1通过的电流，这样就把电流限制在一定的水平。也可将所述电阻R21换成一个稳压管，限流会更为精确。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述浪涌保护电路包括电感线圈L1、压敏电阻VDR、抑制二极管TVS和电容C1，其中所述压敏电阻VDR和所述电感线圈L1与所述熔断保护电路内的熔断器FU1连接，所述电感线圈L1的输出端与所述抑制二极管TVS和所述电容C1的输入连接，所述压敏电阻VDR、抑制二极管TVS和电容C1均与所述电源模块的负极连接。
如图4所示，其中所述压敏电阻VDR为半导体非线性电阻，当作用在压敏电阻VDR两端的电压达到一定数值后，电阻对电压会很敏感；所述抑制二极管TVS具有箝位限压功能，其工作在反击穿区，其具有箝位电压低和动作响应快的优点。
作为本实用新型的一种可选实施例，可选地，所述熔断保护电路包括熔断器。所述熔断器的数量与大小可以根据现场实际需要设定，此处不再过多赘述。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多MOS并联驱动与保护电路，其特征在于，包括：
电源模块；
熔断保护电路，与所述电源模块的输出端连接；
限压保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；
过载保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；
浪涌保护电路，与所述熔断保护电路的输出端连接；
驱动模块，其输入端连接所述熔断保护电路、限压保护电路、浪涌保护电路和过载保护电路的输入端连接；
控制电路，与所述驱动模块的输出端连接，用于控制电机。
2.如权利要求1所述的一种多MOS并联驱动与保护电路，其特征在于，所述驱动模块包括分压电阻电路、限流电阻电路和功率驱动MOS模块，功率驱动MOS模块通过PWM占空比检测模块连接到PWM电机驱动板，功率驱动MOS模块包括三组，其中第一组为一个功率驱动MOS管，第二组为两个并联的功率驱动MOS管，第三组为四个并联的功率驱动MOS管，每组功率驱动MOS模块通过分压电阻电路和限流电阻电路连接到PWM电机驱动板，所述PWM电机驱动板与所述控制电路连接，通过所述控制电路控制电机。
3.如权利要求2所述的一种多MOS并联驱动与保护电路，其特征在于，所述限流电阻电路包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，分压电阻电路包括电阻R4、电阻R5和电阻R6，电阻R1和电阻R4串联，电阻R2和电阻R5串联，电阻R3和电阻R6串联，每组串联电阻电路一端接PWM信号输入脚，串联端接单组功率MOS模块另一端接地。
4.如权利要求1所述的一种多MOS并联驱动与保护电路，其特征在于，所述限压保护电路包括稳压管Z、电阻R、电容C和可控硅SCR，其中所述可控硅SCR的门级与所述电容C、稳压管Z和电阻R连接，所述可控硅SCR的阴极接地，阳极为信号输入端，所述电阻R和电容C均接地，且两者并联连接，所述稳压管Z的负极为输出端。
5.如权利要求1所述的一种多MOS并联驱动与保护电路，其特征在于，所述过载保护电路包括空气开关。
6.如权利要求1所述的一种多MOS并联驱动与保护电路，其特征在于，还包括限流保护电路，所述限流保护电路包括电阻R11、R21、R31和三极管Q1，其中电阻R11的输入端与三极管Q1的集电极作为限流保护电路输入端，电阻R11的输出端与电阻R21的输入端与三极管Q1的基极连接，R31的输入端与三极管Q1的发射极连接，电阻R21与电阻R31的输出端作为限流保护电路输出端。
7.如权利要求1所述的一种多MOS并联驱动与保护电路，其特征在于，所述浪涌保护电路包括电感线圈L1、压敏电阻VDR、抑制二极管TVS和电容C1，其中所述压敏电阻VDR和所述电感线圈L1与所述熔断保护电路内的熔断器FU1连接，所述电感线圈L1的输出端与所述抑制二极管TVS和所述电容C1的输入连接，所述压敏电阻VDR、抑制二极管TVS和电容C1均与所述电源模块的负极连接。
8.如权利要求1所述的一种多MOS并联驱动与保护电路，其特征在于，所述熔断保护电路包括熔断器。
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