一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，包括主控芯片、與主控芯片相連的電壓轉(zhuǎn)換芯片、溫度檢測(cè)電路和過熱保護(hù)電路，所述電機(jī)溫度檢測(cè)電路包括參考電壓調(diào)理電路、分壓測(cè)量電路、溫度過熱限值比較電路；所述過熱保護(hù)電路包括與溫度檢測(cè)電路的輸出端相連的觸發(fā)保持電路、與觸發(fā)保持電路相連的復(fù)位電路，所述復(fù)位電路的輸入端還與主控芯片的復(fù)位信號(hào)輸出端相連，所述觸發(fā)保持電路的輸出端還與電壓轉(zhuǎn)換芯片相連。本實(shí)用新型可以快速檢測(cè)電機(jī)溫度，提供超快速響應(yīng)硬件電機(jī)過熱保護(hù)，并具有過熱保護(hù)信號(hào)自保持功能，且保護(hù)溫度值可自由設(shè)定，具有通用性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)現(xiàn)容易等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路領(lǐng)域，特別涉及一種一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]新能源汽車目前普遍采用永磁同步電機(jī)作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行。而永磁同步電機(jī)必須工作在一定溫度范圍，如果超出其工作溫度范圍可能導(dǎo)致電機(jī)永磁體退磁等問題，因此對(duì)電機(jī)的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，并在準(zhǔn)確測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行可靠的過熱保護(hù)對(duì)于保證永磁同步電機(jī)安全工作尤為重要。
[0003]目前常用的過熱保護(hù)形式為依靠軟件檢測(cè)進(jìn)行過熱保護(hù)，而由于軟件檢測(cè)的速度相對(duì)較慢，不能很及時(shí)的測(cè)量出永磁同步電機(jī)過熱的發(fā)生，檢測(cè)出后再關(guān)斷輸出信號(hào)也需較長(zhǎng)時(shí)間，而永磁同步電機(jī)從過熱到退磁的時(shí)間很短，因此軟件檢測(cè)不能很好地為功率器件提供過熱保護(hù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)現(xiàn)容易的一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，該電路可以快速檢測(cè)電機(jī)溫度，提供超快速響應(yīng)硬件電機(jī)過熱保護(hù)，并且保護(hù)溫度值可自由設(shè)定，通用性好，并具有過熱保護(hù)信號(hào)自保持功能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，包括主控芯片、與主控芯片相連的電壓轉(zhuǎn)換芯片、溫度檢測(cè)電路和過熱保護(hù)電路，其中:上述電機(jī)溫度檢測(cè)電路包括參考電壓調(diào)理電路、分壓測(cè)量電路、溫度過熱限值比較電路，參考電壓調(diào)理電路和分壓測(cè)量電路的輸出端分別連接到溫度過熱限值比較電路的兩個(gè)不同的輸入端，分壓測(cè)量電路的輸出端和溫度過熱限值比較電路的輸出端均連接到主控芯片上；上述過熱保護(hù)電路包括與溫度檢測(cè)電路的輸出端相連的觸發(fā)保持電路、與觸發(fā)保持電路相連的復(fù)位電路，復(fù)位電路的輸入端還與主控芯片的復(fù)位信號(hào)輸出端相連，觸發(fā)保持電路的輸出端還與電壓轉(zhuǎn)換芯片相連。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述參考電壓調(diào)理電路包括電阻Rl、電阻R2、電容Cl，其中，電阻Rl與電源VCC相連，電阻R2接地，電阻Rl與電阻R2串聯(lián)，電阻R2兩端還并聯(lián)有電容Cl。
[0007]進(jìn)一步，上述分壓測(cè)量電路由電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、電容C3和安裝在電機(jī)內(nèi)部的熱敏電阻RTl組成，其中，電阻R3與電源相連，電阻R5和電容C3均接地，電阻R3、電容C2、電阻R5依次串聯(lián)在一起，電阻R4與電容C3串聯(lián)后并聯(lián)在電容C2和電阻R5兩端，上述熱敏電阻RTl并聯(lián)在電容C2兩端。
[0008]進(jìn)一步，上述溫度過熱限值比較電路包括比較器UIA。
[0009]進(jìn)一步，上述比較器ΠΑ為一個(gè)運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的同相輸入端與參考電壓調(diào)理電路的輸出端相連，運(yùn)算放大器的反相輸入端與分壓測(cè)量電路的輸出端相連。[0010]進(jìn)一步，上述復(fù)位電路包括電阻R6、電阻R7、電容C4、電容C5、二極管Dl、二極管D2、電阻R8、電阻R9，其中:電阻R6連接到主控芯片的復(fù)位信號(hào)輸出端；電阻R6和電容C4串聯(lián)后，電容C4連接到二極管D2的正極，二極管D2的負(fù)極同時(shí)連接到二極管Dl的正極、電阻R8的一端、電阻R9的一端、電容C3的一端以及觸發(fā)保持電路的一個(gè)輸入端；電阻R8的另一端和二極管Dl的負(fù)極均連接到電源VCC上；電阻R9的另一端與觸發(fā)保持電路的一個(gè)輸出端相連；電容C5的另一端接地；電阻R7 —端連接在電容C4和二極管D2之間，另一端接地。
[0011 ] 進(jìn)一步，上述觸發(fā)保持電路包括比較器U1B、比較器U1C、比較器UlD和一個(gè)分壓電路，其中:比較器UlB的正相輸入端、比較器UlC的反相輸入端、比較器UlD的反向輸入端均與分壓電路相連；比較器UlD的正相輸入端與上述二極管D2的負(fù)極相連；比較器UlB的反相輸入端和比較器UlC的正相輸入端均與比較器UlD的輸出端相連；比較器UlC的輸出端與電阻R9相連；比較器UlB的輸出端與電壓轉(zhuǎn)換芯片相連；比較器UlD的輸出端還通過電容C6接地；比較器UlB電源端連接電源VCC，接地端接地；還包括過流判斷電路，過流判斷電路的輸出端同時(shí)連接到比較器UlB的反相輸入端和上比較器UlC的正相輸入端。
[0012]進(jìn)一步，上述分壓電路由電容C7、電阻R11、電阻RlO構(gòu)成，電阻Rll連接電源VCC、電阻RlO接地，電阻Rll與電阻RlO串聯(lián)，電容C7并聯(lián)在電阻RlO兩端。
[0013]進(jìn)一步，上述觸發(fā)保持電路還包括電容CS和電阻R12 ;上述比較器UlB的電源端還通過電容C8接地；上述比較器UlB的輸出端還通過電阻R12連接電源VCC。
[0014]本實(shí)用新型的工作原理是:熱敏電阻RTl安裝于永磁同步電機(jī)內(nèi)部，其電阻值隨安裝處的溫度變化而變化，用于測(cè)量永磁同步電機(jī)的內(nèi)部溫度。分壓測(cè)量電路將電機(jī)溫度變化對(duì)應(yīng)的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)并進(jìn)行濾波處理，濾波處理后的電壓信號(hào)一方面送到主控芯片的一個(gè)端口，由主控芯片完成永磁同步電機(jī)內(nèi)部溫度的測(cè)量；另一方面,接入溫度過熱限值比較電路，與過熱保護(hù)值對(duì)應(yīng)參考電壓調(diào)理電路中電阻R2上分得的電壓進(jìn)行比較，如其電壓大于電阻R2上分得的電壓即表示電機(jī)溫度超過預(yù)設(shè)保護(hù)值，溫度過熱限值比較電路即反轉(zhuǎn)輸出低電平信號(hào)，低電平信號(hào)一邊送至主控芯片進(jìn)行錯(cuò)誤中斷處理，一邊送至過熱保護(hù)電路，過熱保護(hù)電路輸出高電平信號(hào)至電壓轉(zhuǎn)換芯片，使電壓轉(zhuǎn)換芯片停止工作，不再向驅(qū)動(dòng)板傳輸控制電機(jī)運(yùn)行信號(hào)，使電機(jī)停止運(yùn)行。電機(jī)停止運(yùn)行后電機(jī)的內(nèi)部溫度將逐漸降低，至溫度檢測(cè)電路電壓值低于R2分壓值時(shí)溫度過熱限值比較電路反轉(zhuǎn)輸出高電平，電機(jī)過熱故障狀態(tài)消失，但過熱保護(hù)電路的輸出在過熱保護(hù)電路的保持下依然輸出高電平，使電壓轉(zhuǎn)換芯片繼續(xù)封死控制電機(jī)運(yùn)行的輸出。電機(jī)溫度繼續(xù)降低，直至由主控芯片采集到電機(jī)溫度降低到預(yù)設(shè)電機(jī)工作恢復(fù)溫度后，由主控制芯片輸出復(fù)位信號(hào)，過熱保護(hù)電路復(fù)位，輸出低電平信號(hào)，電壓轉(zhuǎn)換芯片繼續(xù)工作，向驅(qū)動(dòng)板輸出由主控芯片提供的信號(hào)控制電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。
[0015]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0016]1、本實(shí)用新型響應(yīng)時(shí)間低至納秒級(jí)，響應(yīng)速度快，能及時(shí)測(cè)量出電機(jī)內(nèi)部溫度，并進(jìn)行快速的錯(cuò)誤中斷，保證電機(jī)安全高效運(yùn)行。
[0017]2、本實(shí)用新型可匹配多種熱敏電阻、保護(hù)溫度值可自由設(shè)定，通用性強(qiáng)；
[0018]3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不僅限于此。
[0021]【實(shí)施例1】
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例的一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，包括主控芯片、與主控芯片相連的電壓轉(zhuǎn)換芯片、溫度檢測(cè)電路和過熱保護(hù)電路，上述電壓轉(zhuǎn)換芯片還與控制電機(jī)運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)板相連，其中:上述電機(jī)溫度檢測(cè)電路包括參考電壓調(diào)理電路、分壓測(cè)量電路、溫度過熱限值比較電路，參考電壓調(diào)理電路和分壓測(cè)量電路的輸出端分別連接到溫度過熱限值比較電路的兩個(gè)不同的輸入端，分壓測(cè)量電路的輸出端和溫度過熱限值比較電路的輸出端均連接到主控芯片上；上述過熱保護(hù)電路包括與溫度檢測(cè)電路的輸出端相連的觸發(fā)保持電路、與觸發(fā)保持電路相連的復(fù)位電路，復(fù)位電路的輸入端還與主控芯片的復(fù)位信號(hào)輸出端相連，觸發(fā)保持電路的輸出端還與電壓轉(zhuǎn)換芯片相連。
[0023]上述參考電壓調(diào)理電路包括電阻Rl、電阻R2、電容Cl，其中，電阻Rl與電源VCC相連，電阻R2接地，電阻Rl與電阻R2串聯(lián)，電阻R2兩端還并聯(lián)有電容Cl。
[0024]上述分壓測(cè)量電路由電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、電容C3和安裝在電機(jī)內(nèi)部的熱敏電阻RTl組成，其中，電阻R3與電源相連，電阻R5和電容C3均接地，電阻R3、電容C2、電阻R5依次串聯(lián)在一起，電阻R4與電容C3串聯(lián)后并聯(lián)在電容C2和電阻R5兩端，上述熱敏電阻RTl并聯(lián)在電容C2兩端。
[0025]上述溫度過熱限值比較電路為比較器UIA。
[0026]上述復(fù)位電路包括電阻R6、電阻R7、電容C4、電容C5、二極管Dl、二極管D2、電阻R8、電阻R9，其中:電阻R6連接到主控芯片的復(fù)位信號(hào)輸出端；電阻R6和電容C4串聯(lián)后，電容C4連接到二極管D2的正極，二極管D2的負(fù)極同時(shí)連接到二極管Dl的正極、電阻R8的一端、電阻R9的一端、電容C3的一端以及觸發(fā)保持電路的一個(gè)輸入端；電阻R8的另一端和二極管Dl的負(fù)極均連接到電源VCC上；電阻R9的另一端與觸發(fā)保持電路的一個(gè)輸出端相連；電容C5的另一端接地；電阻R7 —端連接在電容C4和二極管D2之間，另一端接地。
[0027]上述觸發(fā)保持電路包括比較器U1B、比較器U1C、比較器UlD和一個(gè)分壓電路，其中:比較器UlB的正相輸入端、比較器UlC的反相輸入端、比較器UlD的反向輸入端均與分壓電路相連；比較器UlD的正相輸入端與上述二極管D2的負(fù)極相連；比較器UlB的反相輸入端和比較器UlC的正相輸入端均與比較器UlD的輸出端相連；比較器UlC的輸出端與電阻R9相連；比較器UlB的輸出端與電壓轉(zhuǎn)換芯片相連；比較器UlD的輸出端還通過電容C6接地；比較器UlB電源端連接電源VCC，接地端接地；還包括過流判斷電路，過流判斷電路的輸出端同時(shí)連接到比較器UlB的反相輸入端和比較器UlC的正相輸入端。
[0028]上述分壓電路由電容C7、電阻Rl1、電阻RlO構(gòu)成，電阻RlI連接電源VCC、電阻RlO接地，電阻Rll與電阻RlO串聯(lián)，電容C7并聯(lián)在電阻RlO兩端。
[0029]本實(shí)施例中，Rl、R2、Cl組成過熱保護(hù)值對(duì)應(yīng)參考電壓調(diào)理電路；R3、R4、R5、C2、C3組成分壓測(cè)量電路，將電機(jī)溫度變化對(duì)應(yīng)的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)供主控制芯片測(cè)量；比較器UlA構(gòu)成電機(jī)的溫度過熱限值比較電路；R6~R12、C4~C8、U1、D1、D2組成過熱保護(hù)電路。熱敏電阻RTl安裝于永磁同步電機(jī)內(nèi)部，其電阻值隨安裝處的溫度變化而變化，用于測(cè)量永磁同步電機(jī)的內(nèi)部溫度，圖1是正向溫度系數(shù)熱敏電阻(電阻值隨溫度的升高而變大)的接法，如采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻則需將R4的右端由上圖中的“A”點(diǎn)移至上圖中的“B”點(diǎn)。分壓測(cè)量電路將電機(jī)溫度變化對(duì)應(yīng)的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)并進(jìn)行濾波處理后送主控芯片U2的ADCl端口，由主控芯片完成永磁同步電機(jī)內(nèi)部溫度的測(cè)量。濾波后的電壓信號(hào)還被送入比較器UlA中，與過熱保護(hù)值對(duì)應(yīng)參考電壓調(diào)理電路中R2上分得的電壓做比，如其大于R2上分得的電壓即表示電機(jī)溫度超過預(yù)設(shè)保護(hù)值，UlA即反轉(zhuǎn)輸出低電平信號(hào)送至主控芯片進(jìn)行錯(cuò)誤中斷處理，同時(shí)將該低電平信號(hào)送至過熱保護(hù)電路。過熱保護(hù)電路UlB輸出高電平信號(hào)至電壓轉(zhuǎn)換芯片U3的OE腳，使U3停止工作，不再向驅(qū)動(dòng)板傳輸控制電機(jī)運(yùn)行的PWM信號(hào)，使電機(jī)停止運(yùn)行。電機(jī)停止運(yùn)行后電機(jī)的內(nèi)部溫度將逐漸降低，至溫度檢測(cè)電路電壓值低于R2分壓值時(shí)UlA反轉(zhuǎn)輸出高電平，電機(jī)過熱故障狀態(tài)消失，但OE狀態(tài)在自保持電路的保持下依然輸出高電平，使電壓轉(zhuǎn)換芯片繼續(xù)封死控制電機(jī)運(yùn)行的PWM輸出。電機(jī)溫度繼續(xù)降低，直至主控芯片采集到電機(jī)溫度降低到預(yù)設(shè)電機(jī)工作回復(fù)溫度后，由主控芯片輸出RST信號(hào)，過熱保護(hù)電路復(fù)位，UlB輸出低電平信號(hào)，U3繼續(xù)工作，向驅(qū)動(dòng)板輸出由主控芯片U2提供的PWM信號(hào)控制電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。本實(shí)施例中分壓測(cè)量電路可匹配多種熱敏電阻，通用性好；參考電壓調(diào)理電路可調(diào)整Rl和R2的阻值，從而可任意設(shè)置保護(hù)溫度值，進(jìn)一步增強(qiáng)本電路的通用性。
[0030]【實(shí)施例2】
[0031]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中的電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，其觸發(fā)保持電路還包括電容C8和電阻Rl2 ;上述比較器UlB的電源端還通過電容C8接地；上述比較器UlB的輸出端還通 過電阻R12連接電源VCC。
[0032]上述比較器ΠΑ為一個(gè)運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的同相輸入端與參考電壓調(diào)理電路的輸出端相連，運(yùn)算放大器的反相輸入端與分壓測(cè)量電路的輸出端相連。
[0033]以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，包括主控芯片、與主控芯片相連的電壓轉(zhuǎn)換芯片、溫度檢測(cè)電路和過熱保護(hù)電路，其特征在于，所述電機(jī)溫度檢測(cè)電路包括參考電壓調(diào)理電路、分壓測(cè)量電路、溫度過熱限值比較電路，所述參考電壓調(diào)理電路和所述分壓測(cè)量電路的輸出端分別連接到溫度過熱限值比較電路的兩個(gè)不同的輸入端，所述分壓測(cè)量電路的輸出端和溫度過熱限值比較電路的輸出端均連接到主控芯片上；所述過熱保護(hù)電路包括與溫度檢測(cè)電路的輸出端相連的觸發(fā)保持電路、與觸發(fā)保持電路相連的復(fù)位電路，所述復(fù)位電路的輸入端還與主控芯片的復(fù)位信號(hào)輸出端相連，所述觸發(fā)保持電路的輸出端還與電壓轉(zhuǎn)換芯片相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，其特征在于，所述參考電壓調(diào)理電路包括電阻R1、電阻R2、電容Cl，其中，電阻Rl與電源VCC相連，電阻R2接地，電阻Rl與電阻R2串聯(lián)，電阻R2兩端還并聯(lián)有電容Cl。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，其特征在于，所述分壓測(cè)量電路由電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、電容C3和安裝在電機(jī)內(nèi)部的熱敏電阻RTl組成，其中，電阻R3與電源相連，電阻R5和電容C3均接地，電阻R3、電容C2、電阻R5依次串聯(lián)在一起，電阻R4與電容C3串聯(lián)后并聯(lián)在電容C2和電阻R5兩端，所述熱敏電阻RTl并聯(lián)在電容C2兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，其特征在于，所述溫度過熱限值比較電路包括比較器UIA。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，其特征在于，所述比較器ΠΑ為一個(gè)運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的同相輸入端與參考電壓調(diào)理電路的輸出端相連，運(yùn)算放大器的反相輸入端與分壓測(cè)量電路的輸出端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)溫度檢測(cè)及過熱保護(hù)電路，其特征在于，所述復(fù)位電路包括電阻R6、電阻R7、電容C4、電容C5、二極管D1、二極管D2、電阻R8、電阻R9，其中:電阻R6連接到主控芯片的復(fù)位信號(hào)輸出端；電阻R6和電容C4串聯(lián)后，電容C4連接到二極管D2的正極，二極管D2的負(fù)極同時(shí)連接到二極管Dl的正極、電阻R8的一端、電阻R9的一端、電容C3的一端以及觸發(fā)保持電路的一個(gè)輸入端；所述電阻R8的另一端和二極管Dl的負(fù)極均連接到電源VCC上；所述電阻R9的另一端與觸發(fā)保持電路的一個(gè)輸出端相連；所述電容C5的另一端接地；所述電阻R7 —端連接在電容C4和二極管D2之間，另一端接地。
【文檔編號(hào)】H02H7/08GK203481794SQ201320337620
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月13日
【發(fā)明者】耿向真, 陳奇志, 王強(qiáng)恒, 何沙洋 申請(qǐng)人:成都聯(lián)騰動(dòng)力控制技術(shù)有限公司