CN219980671U - 一种电机控制器关断控制电路和电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电机控制器关断控制电路和电机控制器，涉及电机控制电路技术领域，包括：包括：PWM使能电路，包括PWM使能信号输入端和PWM使能信号输出端；基础检测电路，包括基础信号输入端；上桥信号输入端和下桥信号输入端；第一逻辑控制电路，包括多个与非门及输出芯片下桥短路信号的第一信号输出端；第二逻辑控制电路，包括与非门和多个与门、以及用于输出芯片上桥短路信号的第二信号输出端；基础检测电路的第一信号输出端、第二信号输出端和第三信号输出端分别连接PWM使能电路、第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路；控制选择输出PWM使能信号、第一信号或第二信号；解决现有电机控制器关断电路布置复杂，成本较高的问题。

Description

一种电机控制器关断控制电路和电机控制器

技术领域

本实用新型涉及电机控制电路技术领域，尤其涉及一种电机控制器关断控制电路和电机控制器。

背景技术

为了满足电机控制器力矩功能安全，需要针对电机控制器的PWM信号需要提供独立的关断路径，以便实现当正常控制PWM信号电路失效的时候，可借助于关断路径实现电机控制器进入安全状态。现有大多采用单片机或者CPLD实现关断路径，一方面部分搭建结构复杂，成本较高，另一方面可能需要与PWM电路共用电源或通道，可能会导致共因失效的情况。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种电机控制器关断控制电路和电机控制器，旨在解决现有电机控制器关断电路与PWM电路成本较高的问题。

本实用新型公开了一种电机控制器关断控制电路，包括：

PWM使能电路，包括PWM使能信号输入端和PWM使能信号输出端；

基础检测电路，包括基础信号输入端，用于确定芯片上元器件运行状态；

上桥信号输入端和下桥信号输入端，用于芯片上桥信号和芯片下桥信号的输入；

第一逻辑控制电路，包括多个与非门及输出芯片下桥短路信号的第一信号输出端；

第二逻辑控制电路，包括与非门和多个与门、以及用于输出芯片上桥短路信号的第二信号输出端；

所述基础检测电路的第一信号输出端、第二信号输出端和第三信号输出端分别连接所述PWM使能电路、第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路；

在各个电路下基于上桥输入信号、下桥输入信号及基础输入信号控制选择输出PWM使能信号、第一信号或第二信号。

优选地，所述第一逻辑控制电路包括依次连接的第一与非门、第二与非门、第三与非门；

所述第一与非门的第一输入端和第二输入端分别连接上桥信号输入端，所述第一与非门的输出端连接第二与非门的第一输入端；

所述下桥信号输入端连接至所述第二与非门的第二输入端，所述第二与非门的输出端连接所述第三与非门的第一输入端；

所述基础检测电路的第一信号输出端连接至所述第三与非门的第二输入端，所述第三与非门的输出端连接所述第一信号输出端。

优选地，所述第二逻辑控制电路包括依次连接的第四与非门、第一与门、第二与门；

所述第四与非门的第一输入端和第二输入分别连接至下桥信号输入端，所述第四与非门的输出端连接至第一与门的第一输入端；

所述基础检测电路的第二输出端连接所述第一与门的第二输入端，所述第一与门的输出端连接所述第二与门的第二输入端；

所述上桥信号输入端连接所述第二与门的第一输入端，所述第二与门的输出端连接所述第二信号输出端。

优选地，所述PWM使能电路包括第三与门；

所述PWM使能信号输入端连接所述第三与门的第一输入端，所述基础检测电路的第二输出端连接所述第三与门的第二输入端；

所述第三与门的输出端连接PWM使能信号输出端。

优选地，各个与非门均设置为：

当各个输入端为高电平信号，则输出端输出低电平信号；

当任一输入端为低电平信号，则输出端输出高电平信号；

各个与门均设置为：

当各个输入端均为高电平信号/低电平信号，则输出端输出高电平信号/低电平信号；

当各个输入端包括高电平信号和低电平信号，则输出端输出为低电平信号。

优选地，所述上桥信号输入端和所述下桥信号输入端还分别连接有由电容和电阻形成的滤波电路；

所述电容一端与上桥信号输入端/所述下桥信号输入端连接，另一端接地；

所述电阻一端与上桥信号输入端/所述下桥信号输入端连接，另一端连接所述电容接地一侧。

优选地，设当所述基础信号输入端为低电平信号，则通过第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路输出所述第一信号。

优选地，当所述基础信号输入端、上桥信号输入端和下桥信号输入端均为高电平信号时，由PWM使能信号输出端输出异常控制信号。

优选地，所述基础信号输入端为高电平信号：

当所述上桥信号输入端为低电平信号，所述下桥信号输入端为低电平信号时，由PWM使能信号输出端输出PWM使能信号；

当所述上桥信号输入端为低电平信号，所述下桥信号输入端为高电平信号时，通过第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路输出第一信号；

当所述上桥信号输入端为高电平信号，所述下桥信号输入端为低电平信号时，通过第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路输出第二信号。

本实用新型还提供一种电机控制器，应用上述任一项所述的关断控制电路。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实施方式提供的一种电机控制器关断控制电路和电机控制器，包括PWM使能电路、基础检测电路、上桥信号输入端、下桥信号输入端、第一逻辑控制电路、第二逻辑控制电路，基础检测电路连通PWM使能电路、第一逻辑控制电路、第二逻辑控制电路，利用与非门和与门等逻辑电路建立电机控制器的关断电路，独立于PWM信号控制电路，且配合以控制电机正常运行、滑行或抱死，解决现有电机控制器关断电路与PWM电路共用电源失效风险较大，成本较高的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述一种电机控制器关断控制电路和电机控制器实施例一的电路结构示意图。

附图标记：

1-第一与非门；2-第二与非门；3-第三与非门；4-第四与非门；5-第一与门；6-第二与门；7-第三与门。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

实施例一：本实施例公开了一种电机控制器关断控制电路，参阅图1，布置在电路板上，由单片机控制，包括PWM使能电路、基础检测电路、上桥信号输入端、下桥信号输入端、第一逻辑控制电路、第二逻辑控制电路，基础检测电路连通PWM使能电路、第一逻辑控制电路、第二逻辑控制电路，以选择输出PWM使能信号、第一信号(下桥短路信号)或第二信号(上桥短路信号)，控制电机正常运行、滑行或抱死，本实施方式的关断路径相对现有电机控制器正常的PWM信号控制电路保持独立性，包括但不限于电源供电不同，信号通道不同。

在本实施方式中，通过多个与非门(1,2,3,4)和与门(5,6,7)布置下述第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路以及PWM使能电路，以实现电机控制器关断控制电路。因此，作为特别说明的，各个与非门均设置为：当输入端的各个输入信号均为高电平信号，则输出端输出为低电平信号；当输入端的任一输入信号为低电平信号，则输出端输出为高电平信号；各个与门均设置为：当输入端的各个输入均为高电平信号/低电平信号，则输出端输出为高电平信号/低电平信号；当输入端的各个输入包括高电平信号和低电平信号，则输出端输出为低电平信号，根据输出的高电平信号和低电平对应触发ASCH(上桥短路，第二信号)/ASCL(下桥短路，第一信号)信号，以控制电机抱死/滑行。

基于上述的设置，本实施方式的关断电路具体的包括：

上桥信号输入端和下桥信号输入端，用于芯片上桥信号和芯片下桥信号的输入；具体的，该芯片上桥信号和芯片下桥信号，以及下述控制发出PWM使能信号和基础信号均可由单片机发出，并在下述PWM使能电路、第一逻辑控制电路、第二逻辑控制电路输出信号后通过控制模块控制电机运行状态。

PWM使能电路，包括PWM使能信号输入端和PWM使能信号输出端，基于PWM使能输入信号控制使能输出状态；该电路用于确定PWM的使能输出，以便根据PWM信号控制电路提供关断路径，且该关断电路独立于PWM信号控制电路。具体的，所述PWM使能电路包括第三与门7；所述PWM使能信号输入端连接所述第三与门的第一输入端，所述基础检测电路的第二输出端连接所述第三与门的第二输入端；所述第三与门的输出端连接PWM使能信号输出端；即，所述PWM使能输入信号和所述基础输入信号分别由所述第三与门输入端输入，以从所述第三与门输出端输出正常使能信号或异常使能信号，如下述的与门均设置的控制逻辑，当芯片上元器件异常，则也可输出异常使能信号。

第一逻辑控制电路，包括多个与非门及输出芯片下桥短路信号的第一信号输出端，基于基础输入信号、上桥输入信号和下桥输入信号输出芯片下桥短路信号；具体的，所述第一逻辑控制电路包括依次连接的第一与非门1、第二与非门2、第三与非门3；所述第一与非门1的第一输入端和第二输入端分别连接上桥信号输入端，所述第一与非门1的输出端连接第二与非门2的第一输入端；所述下桥信号输入端连接至所述第二与非门2的第二输入端，所述第二与非门2的输出端连接所述第三与非门3的第一输入端；所述基础检测电路的第一信号输出端连接至所述第三与非门3的第二输入端，所述第三与非门3的输出端连接所述第一信号输出端；所述上桥输入信号由所述第一与非门1输入端输入，所述下桥输入信号由第二与非门2输入端输入，所述基础输入信号由所述第三与非门2的输入端输入，以从所述第三与非门2的输出端选择输出高电平信号和低电平信号，以确定下桥短路信号(ASCL)或下桥通路信号，当输出下桥短路信号，该关断路径被触发，控制电机抱死。

第二逻辑控制电路，包括依次连接的第四与非门4、第一与门5、第二与门6，基于基础输入信号、上桥输入信号和下桥输入信号输出芯片上桥通断信号；所述第四与非门4的第一输入端和第二输入分别连接至下桥信号输入端，所述第四与非门4的输出端连接至第一与门的第一输入端；所述基础检测电路的第二输出端连接所述第一与门5的第二输入端，所述第一与门5的输出端连接所述第二与门的第二输入端；所述上桥信号输入端连接所述第二与门6的第一输入端，所述第二与门6的输出端连接所述第二信号输出端；所述上桥输入信号由第二与门6输入端输入，所述基础输入信号由所述第一与门5输入端输入，所述下桥输入信号由所述第二与门6输入端输入，以从所述第二与门6输出端选择输出高电平信号或低电平信号，以确定上桥短路信号(ASCL)或上桥通路信号。

基础检测电路，包括基础信号输入端，用于确定芯片上元器件运行状态，以基于基础输入信号确定芯片上元器件运行状态；作为说明的是，上述基础检测电路用于监测芯片上连接线或与其他硬件连接单元之间的连接状态，包括正常状态和失效状态，所述基础检测电路的第一信号输出端、第二信号输出端和第三信号输出端分别连接下述PWM使能电路、第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路。当基础输入信号为低电平信号，则此时处于失效状态，芯片上的元器件连接存在问题，此时需要启动该关断控制电路直接控制电机抱死，因此可设置基础输入信号优先级高于上桥输入信号和下桥输入信号，当所述基础输入信号为低电平信号，则当所述基础信号输入端为低电平信号，则通过下述第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路输出第一信号，控制电机抱死。

具体的，基于上述，当基础信号输入端(FS_FSOB)为高电平信号(H)，所述上桥信号输入端(MCU_ASCH_1)为低电平信号(L)，所述下桥信号输入端(MCU_ASCL_1)为高电平信号(H)时，基于上述第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路，第一与非门的输出端高电平信号，第二与非门的输出端为高电平信号，第三与非们的输出端为高电平信号，由此第一信号输出端为高电平信号；第四与非门输出端为低电平信号，第一与门输出端为低电平信号，第二与门输出端为低电平信号，由此第二信号输出端为低电平信号，综上，由第一信号输出端输出下桥短路信号(M_PWM_ASCH_1＝L，M_PWM_ASCL_1＝H)，控制电机抱死；

当所述上桥输入信号(MCU_ASCH_1)为高电平信号(H)，所述下桥输入信号(MCU_ASCL_1)为低电平信号(L)时，基于上述第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路，第一与非门的输出端低电平信号，第二与非门的输出端为高电平信号，第三与非门的输出端为低电平信号，由此第一信号输出端为低电平信号；第四与非门输出端为高电平信号，第一与门输出端为高电平信号，第二与门输出端为高电平信号，由此第一信号输出端为高电平信号；综上，输出上桥短路信号(M_PWM_ASCH_1＝H，M_PWM_ASCL_1＝L)，以控制电机抱死。

进一步的，基于上述电路，当基础信号输入端(FS_FSOB)、上桥信号输入端(MCU_ASCH_1)和下桥信号输入端(MCU_ASCL_1)均为高电平信号(H)时，即可能是由于第一逻辑控制电路/第二逻辑控制电路自身产生错误，因此确定由PWM使能信号输出端输出异常控制信号，控制停止使能输出，以控制电机滑行。当所述基础信号输入端为高电平信号(H)：当所述上桥信号输入端为低电平信号(L)，所述下桥信号输入端为低电平信号时，控制PWM使能电路输出(M_FSENB_1)正常使能信号，控制电机正常运行；由此，在上述各个电路下基于上桥输入信号、下桥输入信号及基础输入信号输出高电平信号/低电平信号，以控制选择输出正常使能信号、异常控制信号、芯片上桥短路信号或芯片下桥短路信号，以控制电机正常运行、滑行或抱死。

在一个优选的实施方式中，上述所述上桥信号输入端和所述下桥信号输入端还分别连接有由电容和电阻形成的滤波电路；所述电容一端与上桥信号输入端/所述下桥信号输入端连接，另一端接地；所述电阻一端与上桥信号输入端/所述下桥信号输入端连接，另一端连接所述电容接地一侧，该滤波电路可以设置在第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路与上桥信号输入端/下桥信号输入端连接之间，以在信号输入时提供初始电平(低电平)电容的滤波作用，减少信号噪声引起的该关断电路的误动作。

在本实施方式中，基于上述电机控制器的关断电路，当SBC(基础芯片，即上述基础检测电路)安全状态正常(即芯片上各个硬件连接件处于正常运行状态)时，该电路可以根据系统状态进行ASCH及ASCL的独立控制，使电机控制系统进入安全状态；当SBC安全状态异常时，由硬件(如上述的第二逻辑控制电路)实现下桥ASCL，响应快速；同时屏蔽传统PWM发波路径，硬件上避免信号控制电路与关断电路同时运行；ASCH及ASCL(即第一逻辑控制电路和第二逻辑控制)硬件上实现互锁功能，具体的，当基础输入信号、上桥输入信号和下桥输入信号均为高电平信号时，确定输出异常控制信号，避免ASCH及ASCL同时有效，系统更可靠；本实施方式关断电路中的逻辑电路与正常PWM电路供电独立分开，减少在使用时从电源上存在共因失效的风险。

实施例二：一种电机控制器，应用上述实施例一所述的关断控制电路，还可包括现有与该关断控制电路独立的PWM信号控制电路，还可包括单片机，用于控制发出PWM使能信号、基础信号、上桥(输入)信号、下桥(输入)信号等；还可包括用于根据PWM使能电路、第一逻辑控制电路、第二逻辑控制电路输出信号控制电机运行状态(正常运行、滑行或抱死)的控制模块。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电机控制器关断控制电路，其特征在于，包括：

PWM使能电路，包括PWM使能信号输入端和PWM使能信号输出端；

基础检测电路，包括基础信号输入端，用于确定芯片上元器件运行状态；

上桥信号输入端和下桥信号输入端，用于芯片上桥信号和芯片下桥信号的输入；

第一逻辑控制电路，包括多个与非门及输出芯片下桥短路信号的第一信号输出端；

第二逻辑控制电路，包括与非门和多个与门、以及用于输出芯片上桥短路信号的第二信号输出端；

所述基础检测电路的第一信号输出端、第二信号输出端和第三信号输出端分别连接所述PWM使能电路、第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路；

在各个电路下基于上桥输入信号、下桥输入信号及基础输入信号控制选择输出PWM使能信号、第一信号或第二信号。

2.根据权利要求1所述的关断控制电路，其特征在于：

所述第一逻辑控制电路包括依次连接的第一与非门、第二与非门、第三与非门；

所述第一与非门的第一输入端和第二输入端分别连接上桥信号输入端，所述第一与非门的输出端连接第二与非门的第一输入端；

所述下桥信号输入端连接至所述第二与非门的第二输入端，所述第二与非门的输出端连接所述第三与非门的第一输入端；

所述基础检测电路的第一信号输出端连接至所述第三与非门的第二输入端，所述第三与非门的输出端连接所述第一信号输出端。

3.根据权利要求1所述的关断控制电路，其特征在于：

所述第二逻辑控制电路包括依次连接的第四与非门、第一与门、第二与门；

所述第四与非门的第一输入端和第二输入分别连接至下桥信号输入端，所述第四与非门的输出端连接至第一与门的第一输入端；

所述基础检测电路的第二输出端连接所述第一与门的第二输入端，所述第一与门的输出端连接所述第二与门的第二输入端；

所述上桥信号输入端连接所述第二与门的第一输入端，所述第二与门的输出端连接所述第二信号输出端。

4.根据权利要求1所述的关断控制电路，其特征在于：

所述PWM使能电路包括第三与门；

所述PWM使能信号输入端连接所述第三与门的第一输入端，所述基础检测电路的第二输出端连接所述第三与门的第二输入端；

所述第三与门的输出端连接PWM使能信号输出端。

5.根据权利要求1所述的关断控制电路，其特征在于：

各个与非门均设置为：

当各个输入端为高电平信号，则输出端输出低电平信号；

当任一输入端为低电平信号，则输出端输出高电平信号；

各个与门均设置为：

当各个输入端均为高电平信号/低电平信号，则输出端输出高电平信号/低电平信号；

当各个输入端包括高电平信号和低电平信号，则输出端输出为低电平信号。

6.根据权利要求1所述的关断控制电路，其特征在于：

所述上桥信号输入端和所述下桥信号输入端还分别连接有由电容和电阻形成的滤波电路；

所述电容一端与上桥信号输入端/所述下桥信号输入端连接，另一端接地；

所述电阻一端与上桥信号输入端/所述下桥信号输入端连接，另一端连接所述电容接地一侧。

7.根据权利要求1所述的关断控制电路，其特征在于：

当所述基础信号输入端为低电平信号，则通过第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路输出所述第一信号。

8.根据权利要求6所述的关断控制电路，其特征在于：

当所述基础信号输入端、上桥信号输入端和下桥信号输入端均为高电平信号时，由PWM使能信号输出端输出异常控制信号。

9.根据权利要求6所述的关断控制电路，其特征在于：

所述基础信号输入端为高电平信号：

当所述上桥信号输入端为低电平信号，所述下桥信号输入端为低电平信号时，由PWM使能信号输出端输出PWM使能信号；

当所述上桥信号输入端为低电平信号，所述下桥信号输入端为高电平信号时，通过第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路输出第一信号；

当所述上桥信号输入端为高电平信号，所述下桥信号输入端为低电平信号时，通过第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路输出第二信号。

10.一种电机控制器，其特征在于：应用上述权利要求1-9中任一项所述的关断控制电路。