專利名稱：開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多功能保護(hù)電路，尤其涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
工作在強(qiáng)電環(huán)境中的SRD驅(qū)動(dòng)電路由于外部干擾或者控制器出現(xiàn)故障等原因引起高電壓、大電流，很可能就此燒毀功率器件，甚至燒毀電機(jī)繞組，所以對功率電路和電機(jī)的保護(hù)是至關(guān)重要的。目前保護(hù)電路中用的比較多的是功率主回路的電壓、電流、過熱保護(hù)，但是針對極易引起系統(tǒng)災(zāi)難性后果的驅(qū)動(dòng)電路掉電、主控芯片內(nèi)存擁塞指針紊亂等問題仍缺乏行之有效的系統(tǒng)保護(hù)措施
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，它具有對各相繞組電流分別施控，適合高電壓、大電容、任意相數(shù)的SRD系統(tǒng)，且控制方式比較簡單的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，它包括主要由多個(gè)開關(guān)器件、續(xù)流二極管、三相電機(jī)繞組組成的三相不對稱半橋型主電路，開關(guān)器件的控制端設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路與供電電源模塊連接，它還包括DSP控制器，DSP控制器自帶脈寬調(diào)制電路，DSP控制器的輸出端與脈沖封鎖電路輸入端連接，脈沖封鎖電路輸出端與三相不對稱半橋型主電路的所有開關(guān)器件的控制端連接；各三相電機(jī)繞組與過流保護(hù)電路串聯(lián)，三相不對稱半橋型主電路的電壓端與過電壓保護(hù)電路并聯(lián)；在三相不對稱半橋型主電路中開關(guān)器件中驅(qū)動(dòng)電路的供電電源模塊設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路；DSP控制器的復(fù)位指令輸出端口與功率電路看門狗保護(hù)電路的復(fù)位端連接；過電流保護(hù)電路、過電壓保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路以及功率電路看門狗保護(hù)電路的輸出端與邏輯判斷電路輸入端連接，邏輯判斷電路輸出端與脈沖封鎖電路控制端連接，通過對脈沖封鎖電路控制端的檢測，進(jìn)行對三相不對稱半橋型主電路進(jìn)行保護(hù)。所述驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路主要由芯片MAX813L和反相器組成，芯片MAX813L的PFI引腳連接待監(jiān)測驅(qū)動(dòng)電路的供電電源模塊，芯片MAX813L的磯引腳接反相器的輸入端。所述功率電路看門狗保護(hù)電路主要由芯片CD4060和振蕩器組成，所述振蕩器采用晶振電路。所述過電壓保護(hù)電路包括比較器，比較器的正輸入端與電阻R53的一端和電容C7一端的接點(diǎn)連接，電阻R53的另一端與電阻R49的一端連接，電阻R49的另一端分別與電容C7的另一端及電阻R51的一端連接，電阻R51的另一端分別與比較器的負(fù)輸入端和電阻R50連接，電阻R50與相應(yīng)的電源連接，比較器的輸出端分別與電阻R52和邏輯判斷電路輸入端連接，電阻R52與相應(yīng)的電源連接。[0008]所述過電流保護(hù)電路包括芯片LM339，芯片LM339包括比較器U8A、比較器U8B和比較器U8C，比較器U8A、比較器U8B和比較器U8C的負(fù)輸入端均與電阻R38的一端和電阻R39的一端的連接點(diǎn)連接，電阻R39接地，電阻R38的另一端分別與相應(yīng)電源及芯片LM339的電源引腳和電容C3—端的接點(diǎn)連接，電容C3接地；比較器U8A的正輸入端分別與電容C4的一端及電阻R42的一端連接，電阻R42的另一端與電阻R40的一端連接，電阻R40的另一端與電容C4的另一端連接，比較器U8B的正輸入端分別與電容C5的一端及電阻R45的一端連接，電阻R45的另一端與電阻R43的一端連接，電阻R43的另一端與電容C5的另一端連接，比較器U8C的正輸入端分別與電容C6的一端及電阻R48的一端連接，電阻R48的另一端與電阻R46的一端連接，電阻R46的另一端與電容C6的另一端連接，電阻R40的另一端與電容C4的另一端的連接點(diǎn)、電阻R43的另一端與電容C5的另一端的連接點(diǎn)和電阻R46的另一端與電容C6的另一端的連接點(diǎn)均接地。所述三相不對稱半橋型主電路的開關(guān)器件選用IGBT絕緣柵雙極型。所述三相不對稱半橋型主電路的續(xù)流二極管選用快速恢復(fù)二極管。一種具有保護(hù)電路的開關(guān)磁阻電機(jī)功率電路，它包括主要由多個(gè)開關(guān)器件、續(xù)流二極管、三相電機(jī)繞組組成的三相不對稱半橋型主電路，開關(guān)器件的控制端設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路與供電電源模塊連接，它還包括DSP控制器和脈寬調(diào)制電路，DSP控制器的輸出端與脈寬調(diào)制電路的輸入端連接，脈寬調(diào)制電路的輸出端與脈沖封鎖電路輸入端連接，脈沖封鎖電路輸出端與三相不對稱半橋型主電路的所有開關(guān)器件的控制端連接；各三相電機(jī)繞組與過流保護(hù)電路串聯(lián)，三相不對稱半橋型主電路的電壓端與過電壓保護(hù)電路并聯(lián)；在三相不對稱半橋型主電路中開關(guān)器件中驅(qū)動(dòng)電路的供電電源模塊設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路，過電流保護(hù)電路、過電壓保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路以及功率電路看門狗保護(hù)電路的輸出端與邏輯判斷電路輸入端連接，邏輯判斷電路輸出端與脈沖封鎖電路控制端連接，通過對脈沖封鎖電路控制端的檢測，進(jìn)行對三相不對稱半橋型主電路進(jìn)行保護(hù)。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型能自動(dòng)判斷過壓、過流、驅(qū)動(dòng)電路掉電、DSP跑飛故障，并產(chǎn)生相應(yīng)措施保護(hù)SRM電機(jī)，不對稱半橋?qū)﹂_關(guān)器件電壓容量要求較低，各相繞組電流可以分別施控，適合高電壓、大電容、任意相數(shù)的SRD系統(tǒng)，并且控制方式比較簡單。

圖I為本實(shí)用新型的整體框圖；圖2為三相不對稱半橋型主電路圖；圖3為或門電路；圖4為脈沖封鎖電路；圖5為過電壓保護(hù)電路；圖6為過電流保護(hù)電路；圖7為驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路；圖8為功率電路看門狗保護(hù)電路。其中，I. DSP控制器，2.脈沖封鎖電路，3.三相不對稱半橋型主電路，4.驅(qū)動(dòng)電路，
5.過電流保護(hù)電路，6.過電壓保護(hù)電路，7.功率電路看門狗保護(hù)電路，8.驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路，9.邏輯判斷電路，10.供電電源模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖I所示，一種開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，它包括主要由多個(gè)開關(guān)器件、續(xù)流二極管、三相電機(jī)繞組組成的三相不 對稱半橋型主電路3，開關(guān)器件的控制端設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路4，驅(qū)動(dòng)電路4與供電電源模塊10連接，它還包括DSP控制器I，DSP控制器I的輸出端與脈沖封鎖電路2輸入端連接，脈沖封鎖電路2輸出端與三相不對稱半橋型主電路3的所有開關(guān)器件的控制端連接；各三相電機(jī)繞組與過電流保護(hù)電路5串聯(lián)，三相不對稱半橋型主電路3的電壓端與過電壓保護(hù)電路6并聯(lián)；在三相不對稱半橋型主電路3中開關(guān)器件中驅(qū)動(dòng)電路4的供電電源模塊10設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路8 ；DSP控制器I的復(fù)位指令輸出端口與功率電路看門狗保護(hù)電路7的復(fù)位端連接；過電流保護(hù)電路5、過電壓保護(hù)電路6、驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路8以及功率電路看門狗保護(hù)電路7的輸出端與邏輯判斷電路9輸入端連接，邏輯判斷電路9輸出端與脈沖封鎖電路2控制端連接，通過對脈沖封鎖電路2控制端的檢測，進(jìn)行對三相不對稱半橋型主電路3進(jìn)行保護(hù)。如圖2所示，為三相不對稱半橋型主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，三相不對稱半橋型主電路3的主開關(guān)器件選用IGBT絕緣柵雙極型，三相不對稱半橋型主電路3的續(xù)流二極管選用快速恢復(fù)二極管，所述三相不對稱半橋型主電路3的所有主開關(guān)器件柵極和由芯片74HC245組成的脈沖封鎖電路2中的pwm輸出端連接，脈沖封鎖電路2中芯片74HC245的19號管腳和或門電路的輸出端連接，或門電路的輸入端分別與過電流保護(hù)電路5的輸出端、過電壓保護(hù)電路6的輸出端、驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路8的輸出端和功率電路看門狗保護(hù)電路7的輸出端連接。如圖3. 4所示，當(dāng)電路出現(xiàn)過壓(0V)、過流(0C)、DSP故障(DSP ERR)、和驅(qū)動(dòng)電路掉電(LP18V)當(dāng)中的任何一種或幾種故障時(shí)，經(jīng)過74HC32或門電路輸出使能OE信號，這一信號接入74HC245芯片的19號管腳涵上，電路正常工作時(shí)石！沒有高電平輸入，PWM波輸出使IGBT正常導(dǎo)通工作，當(dāng)檢測到高電平加到?jīng)錾蠒r(shí)，PWM輸出被封鎖，使得IGBT可靠截至，從而有效避免設(shè)備損壞，待及時(shí)排除故障后復(fù)位工作重新開始。如圖5所示，當(dāng)由于某種原因引起主回路電源電壓升高，超過了允許范圍，勢必會引起開關(guān)管或電機(jī)定子繞組的損壞，因此必須對過電壓進(jìn)行檢測和保護(hù)。參考門限電壓信號接入比較器的引腳8，實(shí)時(shí)測量電壓信號接入比較器的引腳9中，如果主回路電源電壓過高，則比較器LM339的輸出為高電平，將會產(chǎn)生一過壓信號(OV)至脈沖封鎖電路2，迅速封閉脈沖輸出截至IGBT，實(shí)現(xiàn)過壓的保護(hù)，避免功率電路、電機(jī)損壞。如圖6所示，過電流保護(hù)電路的主要作用是，防止電動(dòng)機(jī)繞組電流的峰值電流超過功率開關(guān)元件額定值而造成的元件損壞。當(dāng)電機(jī)的某一相繞組電流較大，達(dá)到比較器的設(shè)定值時(shí)，LM339輸出高電平電流過流信號至脈沖封鎖單元，使脈沖信號禁止從而起到限流的作用。如圖7所示，工業(yè)現(xiàn)場由于電源電壓不穩(wěn)可能會使驅(qū)動(dòng)電路電源電壓降低或掉電，IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路是IGBT可靠、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的基礎(chǔ)，IGBT驅(qū)動(dòng)電源掉電將會使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行不能正常運(yùn)行，在主電路供電情況下會導(dǎo)致器件擊穿。功率電子部件驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)環(huán)節(jié)可以通過偵測IGBT驅(qū)動(dòng)回路電源狀態(tài)，對此類關(guān)鍵性故障進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)采用MAX813L芯片實(shí)時(shí)檢測電源故障，電源故障輸入端(PFI)連接待監(jiān)測的驅(qū)動(dòng)電路供電電源模塊，系統(tǒng)正常工作時(shí)該引腳電平為18伏。當(dāng)該端輸入電壓低于I.25V時(shí)，電源故障輸出端丨^^丨保持高電平，電源電壓變低或掉電時(shí)，輸出由高電平變?yōu)榈?電平。利用這一特性，把驅(qū)動(dòng)電路電源信號接入(PFI)端，正常工作時(shí)電源電壓為18V，電源電壓變低或掉電時(shí)，電源故障輸出端丨^丨由高電平變?yōu)榈碗娖?，?jīng)過一個(gè)反相器后將故障信號(LP18V)送至脈沖封鎖信號，及時(shí)將IGBT關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)。如圖8所示，當(dāng)DSP控制器I程序“跑飛”時(shí)，其IO端口處于不可控狀態(tài)，長時(shí)間置高的PWM信號輸出會引起功率管一直導(dǎo)通，燒壞器件和電機(jī)。為了能夠在DSP控制器I失控的情況下封鎖功率驅(qū)動(dòng)脈沖，設(shè)計(jì)由基于帶進(jìn)位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CD4060的功率回路限時(shí)保護(hù)電路，電路CD4060由一振蕩器和14級二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器位組成，振蕩器的結(jié)構(gòu)采用晶振電路，CD4060的復(fù)位引腳接DSP控制器I的復(fù)位指令CLR信號輸出端口，CLR為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零且振蕩器使用無效。DSP正常工作時(shí)，按照指定時(shí)間間隔清零CD4060計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)“喂狗”操作，因此PWM脈沖會一直輸出從而使得功率電路正常工作。當(dāng)DSP發(fā)生故障時(shí)，“喂狗”信號不能及時(shí)給復(fù)位端，則CD4060則輸出計(jì)數(shù)達(dá)限脈沖，產(chǎn)生DSP_ERR信號至脈沖封鎖電路2，該信號進(jìn)入脈沖封鎖電路2禁止驅(qū)動(dòng)脈沖輸出，從而對功率部件及系統(tǒng)起到保護(hù)作用。上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，它包括主要由多個(gè)開關(guān)器件、續(xù)流二極管、三相電機(jī)繞組組成的三相不對稱半橋型主電路，開關(guān)器件的控制端設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路與供電電源模塊連接，其特征是，它還包括DSP控制器，DSP控制器自帶脈寬調(diào)制電路，DSP控制器的輸出端與脈沖封鎖電路輸入端連接，脈沖封鎖電路輸出端與三相不對稱半橋型主電路的所有開關(guān)器件的控制端連接；各三相電機(jī)繞組與過電流保護(hù)電路串聯(lián)，三相不對稱半橋型主電路的電壓端與過電壓保護(hù)電路并聯(lián)；在三相不對稱半橋型主電路中開關(guān)器件中驅(qū)動(dòng)電路的供電電源模塊設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路；DSP控制器的復(fù)位指令輸出端口與功率電路看門狗保護(hù)電路的復(fù)位端連接；過電流保護(hù)電路、過電壓保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路以及功率電路看門狗保護(hù)電路的輸出端與邏輯判斷電路輸入端連接，邏輯判斷電路輸出端與脈沖封鎖電路控制端連接，通過對脈沖封鎖電路控制端的檢測，進(jìn)行對三相不對稱半橋型主電路進(jìn)行保護(hù)。
2.如權(quán)利要求I所述開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，其特征是，所述驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路主要由芯片MAX813L和反相器組成，芯片MAX813L的PFI引腳連接待監(jiān)測的驅(qū)動(dòng)電路的供電電源模塊，芯片MAX813L的7^3引腳接反相器的輸入端。
3.如權(quán)利要求I所述開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，其特征是，所述功率電路看門狗保護(hù)電路主要由芯片CD4060和振蕩器組成，所述振蕩器采用晶振電路。
4.如權(quán)利要求I所述開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，其特征是，所述過電壓保護(hù)電路包括比較器，比較器的正輸入端與電阻R53的一端和電容C7 —端的接點(diǎn)連接，電阻R53的另一端與電阻R49的一端連接，電阻R49的另一端分別與電容C7的另一端及電阻R51的一端連接，電阻R51的另一端分別與比較器的負(fù)輸入端及電阻R50連接，電阻R50與相應(yīng)的電源連接，比較器的輸出端分別與電阻R52和邏輯判斷電路輸入端連接，電阻R52與相應(yīng)的電源連接。
5.如權(quán)利要求I所述開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，其特征是，所述過電流保護(hù)電路包括芯片LM339，芯片LM339包括比較器U8A、比較器U8B和比較器U8C，比較器U8A、比較器U8B和比較器U8C的負(fù)輸入端均與電阻R38的一端及電阻R39的一端的連接點(diǎn)連接，電阻R39接地，電阻R38的另一端分別與相應(yīng)電源及芯片LM339的電源引腳和電容C3 一端的接點(diǎn)連接，電容C3接地；比較器U8A的正輸入端分別與電容C4的一端和電阻R42的一端連接，電阻R42的另一端與電阻R40的一端連接，電阻R40的另一端與電容C4的另一端連接，比較器U8B的正輸入端分別與電容C5的一端和電阻R45的一端連接，電阻R45的另一端與電阻R43的一端連接，電阻R43的另一端與電容C5的另一端連接，比較器U8C的正輸入端分別與電容C6的一端和電阻R48的一端連接，電阻R48的另一端與電阻R46的一端連接，電阻R46的另一端與電容C6的另一端連接，電阻R40的另一端與電容C4的另一端的連接點(diǎn)、電阻R43的另一端與電容C5的另一端的連接點(diǎn)和電阻R46的另一端與電容C6的另一端的連接點(diǎn)均接地。
6.如權(quán)利要求I所述開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，其特征是，所述三相不對稱半橋型主電路的開關(guān)器件選用IGBT絕緣柵雙極型。
7.如權(quán)利要求I所述開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，其特征是，所述三相不對稱半橋型主電路的續(xù)流二極管選用快速恢復(fù)二極管。
8.一種開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，它包括主要由多個(gè)開關(guān)器件、續(xù)流二極管、三相電機(jī)繞組組成的三相不對稱半橋型主電路，開關(guān)器件的控制端設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路與供電電源模塊連接，其特征是，它還包括DSP控制器和脈寬調(diào)制電路，DSP控制器的輸出端與脈寬調(diào)制電路的輸入端連接，脈寬調(diào)制電路的輸出端與脈沖封鎖電路輸入端連接，脈沖封鎖電路輸出端與三相不對稱半橋型主電路的所有開關(guān)器件的控制端連接；各三相電機(jī)繞組與過流保護(hù)電路串聯(lián)，三相不對稱半橋型主電路的電壓端與過電壓保護(hù)電路并聯(lián)；在三相不對稱半橋型主電路中開關(guān)器件中驅(qū)動(dòng)電路的供電電源模塊設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路，過電流保護(hù)電路、過電壓保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路掉電保護(hù)電路以及 功率電路看門狗保護(hù)電路的輸出端與邏輯判斷電路輸入端連接，邏輯判斷電路輸出端與脈沖封鎖電路控制端連接，通過對脈沖封鎖電路控制端的檢測，進(jìn)行對三相不對稱半橋型主電路進(jìn)行保護(hù)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種開關(guān)磁阻電機(jī)主功率電路的多功能保護(hù)電路，它包括三相不對稱半橋型主電路，開關(guān)器件的控制端設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路與供電電源模塊連接，它還包括DSP控制器，DSP控制器自帶脈寬調(diào)制電路，DSP控制器與脈沖封鎖電路連接，脈沖封鎖電路在與所有開關(guān)器件的控制端連接；各三相電機(jī)繞組與過流保護(hù)電路串聯(lián)，主電路的電壓端與過電壓保護(hù)電路并聯(lián)；供電電源模塊設(shè)有掉電保護(hù)電路；DSP控制器的復(fù)位輸出端與看門狗電路復(fù)位端連接；各保護(hù)電路都與邏輯判斷電路輸入端連接，邏輯判斷電路輸出端與脈沖封鎖電路控制端連接，通過對脈沖封鎖電路控制端的檢測，自動(dòng)判斷過壓、過流、驅(qū)動(dòng)電路掉電、DSP跑飛故障，進(jìn)而保護(hù)SRM電機(jī)。
文檔編號H02H7/08GK202737444SQ20122043493
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者席艷, 貢亮, 劉成良 申請人:席艷