保护电路、电路保护装置以及电机控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种保护电路、电路保护装置以及电机控制系统，所述保护电路包括：第一比较电路，具有第一输入端和第一输出端，第一输入端与输入电压电连接，第一输出端与执行电路电连接；第二比较电路，具有第二输入端和第二输出端，第二输入端与输入电压电连接；自锁电路，具有第三输入端和第三输出端，第三输入端与第二输出端电连接，第三输出端与第一输入端和第二输入端电连接，其中，所述第一比较电路具有第一阈值和小于第一阈值的第二阈值，当输入电压大于等于第一阈值时，第一输出端输出第一电平翻转信号，所述执行电路接收所述第一电平翻转信号从而关闭执行电路中的功率器件。

【技术实现步骤摘要】
保护电路、电路保护装置以及电机控制系统
本专利技术涉及一种保护电路、具有该保护电路电路保护装置以及电机控制系统。
技术介绍
功率器件(例如功率器件)已大量应用在电力电子控制领域，它以其可控性及高速开关特性可实现电源的高效及电机的复杂控制。在实际应用中不仅要保证系统的可靠性，同时也要能够保护价格昂贵的功率器件及其负载，这就要求控制系统必须具备一些保护措施。对于电流的控制主要包括限流保护控制，例如在电机启动或低速运行时由于其反电动势很小，尤其启动时电流会非常大，如果此时不加限制，过大的电流极易损坏功率器件及电机；以及过电流保护控制，例如在电路发生过电流故障时会在瞬间产生极大的短路电流，可以在极短的时间内损坏功率器件及电机，因此需要对过电流进行控制。为此需要设计一种兼具限流保护控制和过电流保护控制功能、响应速度快、具有成本效益的保护电路、具有该保护电路电路保护装置以及电机控制系统。
技术实现思路
本专利技术针对上文提到的问题和需求，提出一种保护电路、具有该保护电路电路保护装置以及电机控制系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题，并具有其他技术优势。根据本专利技术的一个方面，提出一种保护电路，基于输入电压执行电路保护操作，所述保护电路包括第一比较电路，具有第一输入端和第一输出端，第一输入端与输入电压电连接，第一输出端与执行电路电连接；第二比较电路，具有第二输入端和第二输出端，第二输入端与输入电压电连接；自锁电路，具有第三输入端和第三输出端，第三输入端与第二输出端电连接，第三输出端与第一输入端和第二输入端电连接。其中，所述第一比较电路具有第一阈值和小于第一阈值的第二阈值，当输入电压大于等于第一阈值时，第一输出端输出第一电平翻转信号，所述执行电路接收所述第一电平翻转信号从而关闭执行电路中的功率器件；当输入电压小于等于第二阈值时，第一输出端输出第二电平翻转信号，所述执行电路接收所述第二电平翻转信号从而开启执行电路中的功率器件。其中，所述第二比较电路具有大于第一阈值的第三阈值，当输入电压大于第三阈值时，第二输出端输出第三电平翻转信号，所述自锁电路接收所述第三电平翻转信号并锁存第一输入端和第二输入端的电压至预定电压，所述预定电压大于第三阈值，从而使得所述第一比较电路输出第一电平翻转信号以关闭执行电路中的功率器件。其中，所述自锁电路配置为接收外界的解锁信号从而解除锁存状态，第一输入端和第二输入端的电压恢复到输入电压。通过上述特征，当输入电压大于等于第一阀值或输入电压小于等于第二阈值时，第一输出端将输出限流控制逻辑，执行电路对接收的逻辑进行处理并控制执行电路中的功率器件的开启或关闭以维持电路中(例如负载)的电压和/或电流的稳定。当发生过电流故障时通过第二比较电路触发自锁电路，锁存第一输入端和第二输入端的电压至预定电压。上述方案在同时满足两种功能的情况下最大化精简电路，不仅降低了电路的复杂度，同时也优化了设计成本。在一些示例中，所述第一比较电路包括第一比较电压UR1、比较器U2、电阻R4、电阻R5和电阻R6，第一比较电压UR1与比较器U2的正向输入端电连接，电阻R4的一端与输入电压电连接，电阻R4的另一端与比较器U2的负向输入端电连接，电阻R5的一端与比较器U2的正向输入端电连接，电阻R5的另一端与比较器U2的输出端以及电阻R6的一端电连接，电阻R6的另一端与直流电压UC电连接。在一些示例中，所述第二比较电路包括第二比较电压UR2、比较器U1、电阻R1、电阻R2和电阻R3，第二比较电压UR2与比较器U1的正向输入端电连接，电阻R1的一端与输入电压电连接，电阻R1的另一端与比较器U1的负向输入端电连接，电阻R2的一端与比较器U1的正向输入端电连接，电阻R2的另一端与比较器U1的输出端以及电阻R3的一端电连接，电阻R3的另一端与直流电压UC电连接。在一些示例中，所述自锁电路包括三极管Q1和三极管Q2，三极管Q1的基极与比较器U1的输出端电连接，三极管Q1的发射极与预定电压U0电连接，三极管Q1的集电极与三极管Q2的发射极电连接，三极管Q2的基极与外界的解锁信号源电连接，三极管Q2的集电极与第一输入端和第二输入端电连接。在一些示例中，三极管Q1和三极管Q2为PNP三极管。在一些示例中，所述保护电路还包括控制器，所述控制器包括第一控制端口，所述第一控制端口为发出所述解锁信号的解锁信号源。在一些示例中，所述控制器还包括电连接至第二输出端的第二控制端口，配置为接收所述第三电平翻转信号以触发控制器开始计数一次并同时开始计时，计时达预设时间后，控制器的第一控制端口发出解锁信号从而解除锁存状态。在一些示例中，当输入电压仍大于第三阈值时，自锁电路被再次触发，并且控制器的制动引脚再次触发计数，且计数加一，当控制器的计数大于预设计数时，控制器停止输出解锁信号并指示电路出现故障。在一些示例中，所述第一电平翻转信号为从高电平翻转至低电平，所述第二电平翻转信号为从低电平翻转至高电平，所述第三电平翻转信号为从高电平翻转至低电平。在一些示例中，所述保护电路还包括采样电路，配置为采样负载的电压，该采样电路的输出端连接到第一比较电路和第二比较电路的输入端。在一些示例中，所述保护电路还包括放大电路，配置为将所述采样电路的电压信号放大并输出为输入电压，所述放大电路连接在采样电路的输出端与第一比较电路和第二比较电路的输入端之间。根据本专利技术的另一方面，提供一种电路保护装置，所述电路保护装置包括如前所述的保护电路。根据本专利技术的又一方面，提供一种电机控制系统，包括如前所述的电路保护装置。综上所述，本专利技术提出的保护电路集成了限电流保护功能和过电流保护功能，通过自锁电路实现过电流状态的锁存，在同时满足两种功能的情况下最大化精简电路，不仅降低了电路的复杂度，同时也优化了设计成本。此外，从电流检测到功率器件执行关闭动作全部由硬件电路执行，从而避免了使用软件处理方案所带来的时间延迟。经过测试发现，通过对器件响应速度的选择，硬件执行时间可以控制在5微秒以内，响应速度快，足够满足功率器件的过电流承受时间。本专利技术所提出的电路保护装置和电机控制系统由于具有上述保护电路，也具有同样的优势和益处。下文中将结合附图对实施本专利技术的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本专利技术的特征和优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下文中将对本专利技术实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本专利技术的一些实施例，而非将本专利技术的全部实施例限制于此。图1是根据本专利技术的第一实施例的保护电路的框图；图2是根据本专利技术的第二实施例的保护电路的框图；图3是根据本专利技术的第三实施例的保护电路的框图；图4是根据本专利技术的第四实施例的保护电路的框图；图5是根据本专利技术的保护电路的至少一实施例的结构示意图；图6示出了根据本专利技术的至少一实施例的保护电路的负载电压和比较器输出信号的曲线图；图7示出了根据本专利技术的至少一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保护电路，基于输入电压执行电路保护操作，所述保护电路包括：/n第一比较电路，具有第一输入端和第一输出端，第一输入端与输入电压电连接，第一输出端与执行电路电连接；/n第二比较电路，具有第二输入端和第二输出端，第二输入端与输入电压电连接；以及/n自锁电路，具有第三输入端和第三输出端，第三输入端与第二输出端电连接，第三输出端与第一输入端和第二输入端电连接，/n其中，所述第一比较电路具有第一阈值和小于第一阈值的第二阈值，当输入电压大于等于第一阈值时，第一输出端输出第一电平翻转信号，所述执行电路接收所述第一电平翻转信号从而关闭执行电路中的功率器件；/n当输入电压小于等于第二阈值时，第一输出端输出第二电平翻转信号，所述执行电路接收所述第二电平翻转信号从而开启执行电路中的功率器件；/n其中，所述第二比较电路具有大于第一阈值的第三阈值，当输入电压大于第三阈值时，第二输出端输出第三电平翻转信号，所述自锁电路接收所述第三电平翻转信号并锁存第一输入端和第二输入端的电压至预定电压，所述预定电压大于第三阈值，从而使得所述第一比较电路输出第一电平翻转信号以关闭执行电路中的功率器件，/n其中，所述自锁电路配置为接收外界的解锁信号从而解除锁存状态，第一输入端和第二输入端的电压恢复到输入电压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种保护电路，基于输入电压执行电路保护操作，所述保护电路包括：
第一比较电路，具有第一输入端和第一输出端，第一输入端与输入电压电连接，第一输出端与执行电路电连接；
第二比较电路，具有第二输入端和第二输出端，第二输入端与输入电压电连接；以及
自锁电路，具有第三输入端和第三输出端，第三输入端与第二输出端电连接，第三输出端与第一输入端和第二输入端电连接，
其中，所述第一比较电路具有第一阈值和小于第一阈值的第二阈值，当输入电压大于等于第一阈值时，第一输出端输出第一电平翻转信号，所述执行电路接收所述第一电平翻转信号从而关闭执行电路中的功率器件；
当输入电压小于等于第二阈值时，第一输出端输出第二电平翻转信号，所述执行电路接收所述第二电平翻转信号从而开启执行电路中的功率器件；
其中，所述第二比较电路具有大于第一阈值的第三阈值，当输入电压大于第三阈值时，第二输出端输出第三电平翻转信号，所述自锁电路接收所述第三电平翻转信号并锁存第一输入端和第二输入端的电压至预定电压，所述预定电压大于第三阈值，从而使得所述第一比较电路输出第一电平翻转信号以关闭执行电路中的功率器件，
其中，所述自锁电路配置为接收外界的解锁信号从而解除锁存状态，第一输入端和第二输入端的电压恢复到输入电压。


2.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述第一比较电路包括：第一比较电压UR1、比较器U2、电阻R4、电阻R5和电阻R6，第一比较电压UR1与比较器U2的正向输入端电连接，电阻R4的一端与输入电压电连接，电阻R4的另一端与比较器U2的负向输入端电连接，电阻R5的一端与比较器U2的正向输入端电连接，电阻R5的另一端与比较器U2的输出端以及电阻R6的一端电连接，电阻R6的另一端与直流电压UC电连接。


3.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述第二比较电路包括：
第二比较电压UR2、比较器U1、电阻R1、电阻R2和电阻R3，第二比较电压UR2与比较器U1的正向输入端电连接，电阻R1的一端与输入电压电连接，电阻R1的另一端与比较器U1的负向输入端电连接，电阻R2的一端与比较器U1的正向输入端电连接，电阻R2的另一端与比较器U1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学，张俊杰，刘超，
申请(专利权)人：江苏雷利电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32