一种三相直流无刷电机的MOS管自检电路及方法技术

技术编号:18457841 阅读:171 留言:0更新日期:2018-07-18 12:20
本发明专利技术适用于电机领域,提供了一种三相直流无刷电机的MOS管自检电路及方法,该电路包括:控制单元,及具有三相驱动桥臂的驱动电路,每相驱动桥臂均包含一与该相驱动桥臂的MOS管相连的自举电路,自举电路至少包括自举二极管、自举电容,及驱动芯片;每相驱动桥臂还包括一与自举电容并联的自检用分压电阻以及采样电阻,采样电阻连接于该相驱动桥臂的电机相线上,与自举二极管、自检用分压电阻构成自检用分压电路,以对MOS管进行自检。通过本发明专利技术提供的电路结构对MOS管开关的开、短路进行自检,大大缩短了自检的时间,也避免了通过检测大电流的自检方式对MOS管造成的损坏,安全性能大大提高,同时电路成本也大大降低。

A self checking circuit and method of MOS tube for three phase brushless DC motor

The invention is applicable to the field of motor, and provides a self-examination circuit and method of MOS tube for a three-phase DC brushless motor. The circuit consists of a control unit and a driving circuit with a three-phase drive bridge arm. Each phase drive axle arm contains a bootstrap circuit connected with the MOS tube of the phase driven Bridge arm, and the bootstrap circuit includes at least the bootstrap. A diode, a bootstrap capacitor, and a driving chip; each phase drive bridge arm also includes a self checking voltage divider and a sampling resistor in parallel with the bootstrap capacitor. The sampling resistance is connected to the motor phase line of the phase driven bridge arm, and the self checking voltage circuit is formed with the self lifting diode and self detection voltage divider to conduct self inspection of the MOS tube. . Through the circuit structure provided by the invention to self check the open and short circuit of the MOS tube switch, the time of self inspection is shortened greatly, and the damage caused by the self inspection of the large current is avoided, the safety performance is greatly improved and the cost of the circuit is greatly reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种三相直流无刷电机的MOS管自检电路及方法
本专利技术属于电机领域,尤其涉及一种三相直流无刷电机的MOS管自检电路及方法。
技术介绍
在直流无刷电机BLDCM(BrushlessDirectCurrentMotor)的驱动电路中,MOS管属于比较脆弱的器件,经常会由于各种原因导致短路,进而损坏控制板,严重的还会冒烟或起火,或损坏电源或电池包;生产线在生产过程中会有连锡等缺陷,当产品在上电时可能会使MOS管损坏,导致该处开路,则控制板可能缺相运行,因此,在电机启动前需要对MOS管进行开短路自检。传统的MOS管自检方案是逐个对MOS管进行检测,这种自检方案中,一般是在驱动电路的一个桥臂中,先打开一个MOS管,然后检测是否有产生大电流,如果有产生大电流,则判定该桥臂有MOS管短路,但是,这种方案在检测过程中会产生大电流,该大电流会有可能对MOS管造成损伤,甚至超过保护电路的保护范围,造成好的MOS管也一并损坏。而且当产品使用一定时间后,MOS管的性能下降时,该检测方案产生的大电流有可能损坏MOS管。因此,现有的直流无刷电机的MOS管自检方案不但安全性不高,而且检测所花费的时间较长,特别是在对快速启动有要求的设备中,检测时间过长会加长启动等待时间,影响设备的使用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种三相直流无刷电机的MOS管自检电路及方法,旨在解决现有的直流无刷电机的MOS管自检方案安全性低,检测费时的问题。本专利技术实施例是这样实现的,一种三相直流无刷电机的MOS管自检电路,包括:控制单元,及具有三相驱动桥臂的驱动电路,每相驱动桥臂均包含一与该相驱动桥臂的MOS管相连的自举电路,所述自举电路至少包括自举二极管、自举电容,及驱动芯片;每相驱动桥臂还包括一与所述自举电容并联的自检用分压电阻以及采样电阻,所述采样电阻连接于该相驱动桥臂的电机相线上,与所述自举二极管、自检用分压电阻构成自检用分压电路,通过对所述采样电阻的电压进行采集、对比并输出至所述控制单元,以对MOS管进行自检。本专利技术还提供一种应用于上述的三相直流无刷电机电路的MOS管自检方法,所述方法包括:分别对各相驱动桥臂的自检用分压电路的采样电阻上的采样电压进行采集;输出用作与采样电压进行对比的参考电压;获取所述采样电压与参考电压的对比信号,根据所述对比信号判断所述待检测的MOS管是否短路。本专利技术还提供了另一种应用于上述三相直流无刷电机电路的MOS管自检方法,所述方法包括:控制驱动桥臂上待检测的MOS管导通,并采集该相驱动桥臂对应的自检用采样电路中的采样电阻上的采样电压;输出用作与采样电压进行对比的参考电压;获取所述采样电压与参考电压的对比信号,根据所述对比信号判断所述待检测的MOS管是否开路。本专利技术实施例提供的直流无刷电机电路中,在每个驱动桥臂的自举电路的自举电容上并联一分压电阻,并在电机相线上设置采样电阻,通过这种设置方式,将该采样电阻上的电压信号进行采样、处理,就可以方便地判断出该桥臂的MOS管的状态,采用本方案提供采样电路设置方式,每次可同时对三相的MOS管进行检测,大大缩短了自检的时间,反应更快,成本更低;同时也避免了通过检测大电流的自检方式对MOS管造成的损坏,安全性能大大提高。附图说明图1是本专利技术实施例提供的三相直流无刷电机电路的框图;图2是本专利技术实施例提供的三相直流无刷电机电路的原理图;图3是本专利技术实施例提供的自检信号采集单元的框图;图4是本专利技术实施例提供的采集模块的原理图;图5是本专利技术实施例提供的比较模块的原理图;图6是本专利技术实施例提供的一种基于三相直流无刷电机电路的MOS管自检方法的流程图;图7是本专利技术实施例提供的另一种基于三相直流无刷电机电路的MOS管自检方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供的直流无刷电机电路中,在每个驱动桥臂的自举电路的自举电容上并联一自检用分压电阻,并利用该自检用分压电阻和自举二极管以及采样电阻构成自检用分压电路,对该采样电阻上的电压信号进行采样、处理,即可实现对三相驱动桥臂的上、下MOS管的开、短路自检,大大缩短了自检的时间,同时也避免了通过检测大电流的自检方式对MOS管造成的损坏,安全性能大大提高。在本专利技术的一个实施例中,如图1~5所示,一种直流无刷电机电路,其包括:驱动电路10及控制单元20;其中,驱动电路10包括三相驱动桥臂,以下以其中单相驱动桥臂进行说明,三相驱动桥臂中的每相驱动桥臂11均包含一自举电路,该自举电路至少包括自举二极管D1(这里以D1作为示例,其他两个驱动桥臂为D3、D4)、自举电容C2(这里以C2作为示例,其他两个驱动桥臂为C9、C19),及驱动芯片U2(这里采用DGD0503芯片作为示例,并不用作限定,其他两个驱动桥臂上为U4、U6),其中,每相驱动桥臂11还包括一与所述自举电容并联的自检用分压电阻R1(这里以R1作为示例,其他两相驱动桥臂对应为R20、R21),以及一采样电阻R7(这里以R7作为示例,其他两相驱动桥臂对应为R19、R32),采样电阻R7连接于该相驱动桥臂的相线phase_U(其他两个桥臂对应为phase_V、phase_W)上,与自举二极管D1、自检用分压电阻R1构成自检用分压电路;通过对采样电阻的电压进行采集、处理,并将处理结果输出至所述控制单元实现三相驱动桥臂的MOS管的自检;其他两相驱动桥臂相似,这里不做赘述。通过本实施例的电路实现了对三相的MOS管的检测,大大缩短了自检的时间,既不影响设备的正常使用,同时也避免了通过检测大电流来检测MOS管的方式对MOS管造成的损坏,安全性能大大提高。在本专利技术实施例中,每相驱动桥臂包括有受控于所述自举电路的上桥臂开关,即MOS管Q1、Q3、Q5;与下桥臂开关,即MOS管Q2、Q4、Q6,通过该上桥臂开关与下桥臂开关的通断可驱动电机运行。在本专利技术的一个实施例中,在其中的一个驱动桥臂中,驱动电路电源15V、自举二极管D1、分压电阻R1,经过所述相线phase_U与所述采样电阻R7构成一分压电路,其中,采样电阻R7的另一端视为接地;其他两个驱动桥臂类似,这里不作赘述。本专利技术的一个实施例中,控制单元可为MCU,可采用STM8S105xx系列单片机,这里仅作为参考,具体不作限定,可以理解为本方案还可以采用能够达到类似功能的所有类型控制器。在本专利技术的一实施例中,自举电路的核心元件是自举二极管、自举电容以及与其配合的驱动芯片,在每相驱动桥臂中,驱动芯片通过驱动电路电源供电,自举二极管连接于驱动电路电源与所述自举电容之间,防止电压倒灌,所述自举电容的两端连接于所述驱动芯片的引脚上形成悬浮电源,从而为对应相驱动桥臂的上桥MOS管供电,以实现上桥MOS管的正常工作。详细地,如图示2中所示,从上到下依次有第一驱动桥臂、第二驱动桥臂及第三驱动桥臂,这里以第一驱动桥臂为例,驱动电路基于栅极驱动器进行搭建,本专利技术中的驱动芯片U2采用DGD0503芯片作为示例,驱动芯片U2通过15V的驱动电路电源(这里15V仅作示例用,不作限定)供电,自举电容C2连接于驱动芯片U2的Vb与Vs引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相直流无刷电机的MOS管自检电路,包括控制单元,及具有三相驱动桥臂的驱动电路,其特征在于,每相驱动桥臂均包含一与该相驱动桥臂的MOS管相连的自举电路,所述自举电路至少包括自举二极管、自举电容,及驱动芯片;每相驱动桥臂还包括一与所述自举电容并联的自检用分压电阻以及采样电阻,所述采样电阻连接于该相驱动桥臂的电机相线上,与所述自举二极管、自检用分压电阻构成自检用分压电路,通过对所述采样电阻的电压进行采集、对比并输出至所述控制单元,以对MOS管进行自检。

【技术特征摘要】
1.一种三相直流无刷电机的MOS管自检电路,包括控制单元,及具有三相驱动桥臂的驱动电路,其特征在于,每相驱动桥臂均包含一与该相驱动桥臂的MOS管相连的自举电路,所述自举电路至少包括自举二极管、自举电容,及驱动芯片;每相驱动桥臂还包括一与所述自举电容并联的自检用分压电阻以及采样电阻,所述采样电阻连接于该相驱动桥臂的电机相线上,与所述自举二极管、自检用分压电阻构成自检用分压电路,通过对所述采样电阻的电压进行采集、对比并输出至所述控制单元,以对MOS管进行自检。2.如权利要求1所述的三相直流无刷电机的MOS管自检电路,其特征在于,所述三相直流无刷电机电路还包括用于对所述采样电阻的电压进行采样,并输出至所述控制单元的自检信号采集单元。3.如权利要求2所述的三相直流无刷电机的MOS管自检电路,其特征在于,所述自检信号采集单元包括:采集模块,与所述采样电阻相连,用于获取采样电压;基准模块,用于提供参照电压;以及比较模块,用于对所述采样电压与参照电压进行对比,并向所述控制单元输出对比信号。4.如权利要求3所述的三相直流无刷电机的MOS管自检电路,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:李陆君
申请(专利权)人:惠州拓邦电气技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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