一种新型母线过流保护电路制造技术

本实用新型专利技术涉及过流保护领域，公开了一种新型母线过流保护电路。所述母线上串联有采样电阻；所述过流保护电路包括依次连接的低通滤波器、分压单元、电流采样比较器；所述低通滤波器与采样电阻并联；所述电流采样比较器的输出端外接单片机。本实用新型专利技术电路结构简单、对元件精度要求不高、成本低、抗干扰能力强的同时，采样精度高并能有效起到过流保护的作用。

A new type of busbar overcurrent protection circuit

The utility model relates to the field of overcurrent protection, and discloses a new type of busbar overcurrent protection circuit. The bus bar is connected with a sampling resistor in series, and the overcurrent protection circuit includes a low-pass filter, a voltage divider and a current sampling comparator connected in sequence. The low-pass filter is parallel to the sampling resistance, and the output terminal of the current sampling comparator is connected to the microcontroller. The utility model has the advantages of simple circuit structure, low requirement for component accuracy, low cost, strong anti-interference ability, and high sampling accuracy, and can effectively play the role of overcurrent protection.

【技术实现步骤摘要】
一种新型母线过流保护电路
本技术涉及过流保护
，更具体地，涉及一种新型母线过流保护电路。
技术介绍
在电机母线电流采样电路中，母线电流通过采样电阻产生压降，由于通常母线电流都在100安培以上，根据P=I2R，因此要求采样电阻的阻值要非常小，否则会产生非常大的功率损耗。因为采样电阻阻值非常小，输入母线过流保护电路的差分信号BUSS、BUSSG也非常微弱。传统电路是精确采样出母线电流的大小，再通过单片机里的程序算法计算出母线的电流是否超出设定值，从而判断是否需要进行保护动作。如图1所示，其实现方式为：通过OP运放把采集到的微小差分信号经过二级放大后送入主控单元进行计算电流的大小。现有技术存在以下几个缺点：现有技术电路的一个最大特点是OP运放引入了二级负反馈，因此要求R7=R11=R13=R15，R8=10*R9=10*R14，稍有偏差就会导致输出结果的误差非常大，因此现有技术中对这几个电阻的精度要求很高；电阻的精度难以达到，导致该方案的采样精度不高；并且此电路复杂，抗干扰能力弱，可靠性低。
技术实现思路
本技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种电路结构简单、对元件精度要求不高、抗干扰能力强的同时，采样精度高并能有效起到过流保护的新型母线过流保护电路。为解决上述技术问题，本技术的技术方案如下：提供一种新型母线过流保护电路，所述母线上串联有采样电阻；所述过流保护电路包括依次连接的低通滤波器、分压单元、电流采样比较器；所述低通滤波器的与采样电阻并联；所述电流采样比较器的输出端外接微控制器。本申请中通过设置低通滤波器，滤除母线上的高频干扰；通过调节分压单元输出的电压值以作为母线过流保护阈值。采集到的微弱差分信号通过低通滤波器后，与分压单元的输出保护阈值进行比较；若超出阈值，电流采样比较器就会输出一个信号给微控制器，微控制器不需要计算就可以跟据此信号做出相应的过流保护动作。优选地，所述低通滤波器采用电阻电容式。进一步优选地，所述低通滤波器包括电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电容C1；电阻R3和电容C1相互并联，电阻R3的两端分别连接有电阻R1和电阻R2，电阻R1和电阻R2未连接电阻R3的一端作为低通滤波器的输入端与采样电阻的两端连接，所述电容C1的两端作为低通滤波器的输出端与电流采样比较器连接。优选地，所述电流采样比较器采用电流采样比较芯片。进一步优选地，所述电流采样比较芯片采用AD8214芯片。此芯片外围电路简单，价格低廉。优选地，所述分压单元包括电阻R4和电阻R5；通过调节电阻R4和电阻R5的阻值可以调节分压单元输出的保护阈值；所述AD8214芯片的引脚Vs接电源；引脚+IN通过相互并联的滤波电容C2和分压电阻R4与低通滤波器的一个输出端连接；低通滤波器的另一个输出端与引脚-IN连接；引脚Vreg通过电阻R5与引脚+IN连接；引脚GND接地；引脚OUT通过电阻R6接地，并通过保护二极管D1连接电源，同时引脚OUT作为电流采样比较器的输出端外接微控制器。进一步地，所述微控制器为单片机。本技术的有益效果：本申请取消了现有技术使用的负反馈网络，电路结构简单、易于产品化；通过低通滤波器实现了抗干扰，通过设置分压单元，采用电流比较芯片实现采样电流和电流保护阈值进行电流比较，解决了微小信号波动易产生较大误差的影响，必须使用高精电阻、成本高的问题；同时，外接的微控制器不需要计算就可以跟据此信号做出相应的保护动作，解决了电路复杂的问题。本过流保护电路，不仅可以适用于母线过流保护，对于其他线路上的过流保护同样适用。附图说明图1为现有过流保护电路结构示意图。图2为实施例1电路结构示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术的具体含义。下面结合附图和实施例对本技术的技术方案做进一步的说明。实施例1如图1所示，现有技术中，通过OP运放把采集到的微小差分信号经过二级放大后送入主控单元进行计算电流的大小。此电路中为了保证采样的精确性，R7=R11=R13=R15，R8=10*R9=10*R14，对电阻的精度要求过高，难以实现产品化。并且引入二级负反馈放大器，电路复杂，对微小信号的敏感度很高，外界的极小干扰也会对最终输出结果产生比较大的影响。如图2所示，针对现有技术的缺点，本实施例提供一种新型母线过流保护电路。本实施例以应用到电动助力转向（EPS）
为例。EPS电机母线上串联有采样电阻；过流保护电路包括依次连接的低通滤波器、分压单元、电流采样比较器；低通滤波器的与采样电阻并联；所述电流采样比较器的输出端外接单片机。本实施例采用的低通滤波器包括电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电容C1；电阻R3和电容C1相互并联，电阻R3的两端分别连接有电阻R1和电阻R2，电阻R1和电阻R2未连接电阻R3的一端作为低通滤波器的输入端与采样电阻的两端连接，所述电容C1的两端作为低通滤波器的输出端与电流采样比较器连接。电阻R1未连接电阻R3的一端还连接有母线电源12V。本实施例的电流采样比较器采用外围电路简单、共模抑制比大、价格低廉的电流采样比较芯片AD8214芯片来实现。分压单元包括电阻R4和电阻R5；AD8214芯片的引脚Vs接电源12V；引脚+IN通过相互并联的滤波电容C2和分压电阻R4与低通滤波器的一个输出端连接；低通滤波器的另一个输出端与引脚-IN连接；引脚Vreg通过电阻R5与引脚+IN连接；引脚GND接地；引脚OUT通过电阻R6接地，并通过保护二极管D1连接电源5V，同时引脚OUT作为电流采样比较器的输出端外接单片机。本实施例中通过设定电阻R4和电阻R5的阻值来设定分压单元的输出保护阈值。采集到的微弱差分信号通过低通滤波器后，与电阻R4，电阻R5组成的分压单元的输出保护阈值进行比较，若超出阈值，AD8214芯片U1的5脚引脚OUT输出一个高电平信号给外接的单片机，单片机不需要计算就可以跟据此信号做出相应的保护动作。本实施例电路结构简单，成本低，采样精度高，能有效进行过流保护。本实施例已经通过了EMC电磁干扰实验测试，并成功应用在EPS量产控制器上。相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。显然，本技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型母线过流保护电路，所述母线上串联有采样电阻；其特征在于，所述过流保护电路包括依次连接的低通滤波器、分压单元、电流采样比较器；所述低通滤波器的与采样电阻并联；所述电流采样比较器的输出端外接微控制器。

【技术特征摘要】
1.一种新型母线过流保护电路，所述母线上串联有采样电阻；其特征在于，所述过流保护电路包括依次连接的低通滤波器、分压单元、电流采样比较器；所述低通滤波器的与采样电阻并联；所述电流采样比较器的输出端外接微控制器。2.根据权利要求1所述新型母线过流保护电路，其特征在于，所述低通滤波器采用电阻电容式。3.根据权利要求2所述新型母线过流保护电路，其特征在于，所述低通滤波器包括电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电容C1；电阻R3和电容C1相互并联，电阻R3的两端分别连接有电阻R1和电阻R2，电阻R1和电阻R2未连接电阻R3的一端作为低通滤波器的输入端与采样电阻的两端连接，所述电容C1的两端作为低通滤波器的输出端与电流采样比较器连接。4.根据权利要求1至3任意一项所述新型母线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锴，
申请(专利权)人：株洲易力达机电有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43