本發(fā)明涉及h橋電路驅(qū)動(dòng)電路，尤其是涉及h橋電路過流及短路專用保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，直流電機(jī)控制系統(tǒng)多采用?h?橋電路驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)工作。直流電機(jī)工作過程中，當(dāng)外部機(jī)械或直流電機(jī)故障（如堵轉(zhuǎn)、短路）時(shí)極易造成h橋電路燒壞。為解決上述問題，常規(guī)的辦法是在電源端增加熔斷式或自恢復(fù)式保險(xiǎn)絲來防止h橋電路或直流電機(jī)燒壞。使用熔斷式保險(xiǎn)絲雖然能夠避免后級(jí)電路元件或直流電機(jī)燒壞，但熔斷式保險(xiǎn)絲熔斷后需要人工到現(xiàn)場(chǎng)更換。而自恢復(fù)式保險(xiǎn)是一種溫度敏感器件，需要過熱才能起到保護(hù)作用，延遲了保護(hù)時(shí)間，容易導(dǎo)致被保護(hù)電路燒毀；另外，因?yàn)樽曰謴?fù)式保險(xiǎn)和溫度有關(guān)，當(dāng)工作溫度發(fā)生變化時(shí)，它的保護(hù)電流隨之發(fā)生變化，并且變化還很大，易造成保護(hù)不當(dāng)。

2、中國發(fā)明專利cn203553904u，公開了一種伺服電機(jī)的過流及短路保護(hù)電路，通過電流采樣電阻將電流采樣信號(hào)直接輸入單片機(jī)進(jìn)行判斷h橋是否短路/過流，由于單片機(jī)采樣需要有間隔時(shí)間，切斷最快也需要幾十毫秒，不能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)硬件進(jìn)行保護(hù)操作。

3、中國發(fā)明專利cn211880321u公開了一種用于h橋電路的可控邏輯電路及h橋電路，該方案解決的是防止h橋電路上、下橋臂同時(shí)打開而導(dǎo)致短路問題，未解決因外部機(jī)械或電機(jī)故障（如堵轉(zhuǎn)、短路）時(shí)造成的h橋電路燒壞問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出了一種h橋電路過流及短路專用保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)h橋電路發(fā)生短路或過流時(shí)迅速關(guān)閉h橋電路。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：

3、本發(fā)明所述h橋電路過流及短路專用保護(hù)裝置，包括用于檢測(cè)直流電機(jī)控制系統(tǒng)h橋電路過流及短路的采樣電阻r20、用于控制所述h橋電路通斷的驅(qū)動(dòng)icu3、電流監(jiān)控及防護(hù)單元；所述驅(qū)動(dòng)icu3輸出控制端與h橋電路輸入控制端連接，驅(qū)動(dòng)icu3使能端與所述電流監(jiān)控及防護(hù)單元控制信號(hào)輸出端連接，電流監(jiān)控及防護(hù)單元控制信號(hào)輸入端連接所述采樣電阻。

4、可選擇地，所述電流監(jiān)控及防護(hù)單元，包括集成運(yùn)算放大器u1和比較器u2；所述集成運(yùn)算放大器u1同相輸入端通過由r2、c1組成的低通濾波器與所述采樣電阻r20連接，集成運(yùn)算放大器u1反相輸入端通過由組成的r3、c2高通濾波器與集成運(yùn)算放大器u1輸出端連接，u1輸出端電壓與其同相輸入端的輸入信號(hào)關(guān)系：，通過選擇合適的電阻大小，實(shí)現(xiàn)電流放大倍數(shù)調(diào)整。

5、集成運(yùn)算放大器u1輸出端通過r4與所述比較器u2同相輸入端連接,比較器u2反相輸入端通過由電阻r5、r6組成的分壓電路與工作電源vcc連接，通過調(diào)整兩電阻r5、r6，可以改變比較器u2輸出高電平時(shí)電流大小，比較器u2輸出端與所述驅(qū)動(dòng)icu3使能端連接。

6、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)icu3的信號(hào)輸入端分別與所述直流電機(jī)控制系統(tǒng)的微控制器的邏輯信號(hào)輸出端連接；所述電流監(jiān)控及防護(hù)單元的采樣電阻r20采集的短路信號(hào)與直流電機(jī)控制系統(tǒng)的所述微控制器的外部中斷信號(hào)輸入端連接。

7、本發(fā)明使用集成運(yùn)算放大器和比較器組成的保護(hù)電路，當(dāng)直流電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)生短路或過流情況時(shí)，能夠在幾微秒內(nèi)關(guān)閉h橋電路，從而確保直流電機(jī)控制系統(tǒng)的電路板元件和直流電機(jī)不受損壞。并且將采樣電阻采集的短路信號(hào)接入直流電機(jī)控制系統(tǒng)的微控制器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行鎖存，便于進(jìn)行邏輯控制和操作。同時(shí)，本發(fā)明具備模塊化設(shè)計(jì)，可用于保護(hù)其他大功率開關(guān)器件。

技術(shù)特征：

1.一種h橋電路過流及短路專用保護(hù)裝置，其特征在于：包括用于檢測(cè)直流電機(jī)控制系統(tǒng)h橋電路過流及短路的采樣電阻、用于控制所述h橋電路通斷的驅(qū)動(dòng)icu3、電流監(jiān)控及防護(hù)單元；所述驅(qū)動(dòng)icu3輸出控制端與h橋電路輸入控制端連接，驅(qū)動(dòng)icu3使能端與所述電流監(jiān)控及防護(hù)單元控制信號(hào)輸出端連接，電流監(jiān)控及防護(hù)單元控制信號(hào)輸入端連接所述采樣電阻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述h橋電路過流及短路專用保護(hù)裝置，其特征在于：所述電流監(jiān)控及防護(hù)單元，包括集成運(yùn)算放大器u1和比較器u2；所述集成運(yùn)算放大器u1同相輸入端通過低通濾波器與所述采樣電阻連接，集成運(yùn)算放大器u1反相輸入端通過高通濾波器與集成運(yùn)算放大器u1輸出端連接；集成運(yùn)算放大器u1輸出端與所述比較器u2同相輸入端連接，比較器u2反相輸入端通過分壓電路與工作電源連接，比較器u2輸出端與所述驅(qū)動(dòng)icu3使能端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述h橋電路過流及短路專用保護(hù)裝置，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)icu3的信號(hào)輸入端分別與所述直流電機(jī)控制系統(tǒng)的微控制器的邏輯信號(hào)輸出端連接；所述電流監(jiān)控及防護(hù)單元的采樣電阻采集的短路信號(hào)與直流電機(jī)控制系統(tǒng)的所述微控制器的外部中斷信號(hào)輸入端連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種H橋電路過流及短路專用保護(hù)裝置，包括用于檢測(cè)直流電機(jī)控制系統(tǒng)H橋電路過流及短路的采樣電阻R20、用于控制H橋電路通斷的驅(qū)動(dòng)ICU3、電流監(jiān)控及防護(hù)單元；驅(qū)動(dòng)ICU3輸出控制端與H橋電路輸入控制端連接，驅(qū)動(dòng)ICU3使能端與電流監(jiān)控及防護(hù)單元控制信號(hào)輸出端連接，電流監(jiān)控及防護(hù)單元控制信號(hào)輸入端連接所述采樣電阻。本發(fā)明使用集成運(yùn)算放大器和比較器組成的保護(hù)電路，當(dāng)直流電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)生短路或過流情況時(shí)，能夠在幾微秒內(nèi)關(guān)閉H橋電路，從而確保直流電機(jī)控制系統(tǒng)的電路板元件和直流電機(jī)不受損壞。并且將采樣電阻采集的短路信號(hào)接入直流電機(jī)控制系統(tǒng)的微控制器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行鎖存，便于進(jìn)行邏輯控制和操作。

技術(shù)研發(fā)人員：王超,王聰,鄭金平,尤紅艷,李東,劉聰,魏文娟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安圖實(shí)驗(yàn)儀器（鄭州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23