一种三相电机驱动保护电路制造技术

本发明专利技术涉及一种三相电机驱动保护电路，包括驱动芯片使能控制单元、逻辑处理单元和分别与逻辑处理单元连接的U相、V相、W相过流监控单元、母线过流监控单元、母线欠压过压监控单元、U及V相过温监控单元、W相及电机定子过温监控单元；驱动芯片使能控制单元与逻辑处理单元连接，包括微处理器、驱动芯片和D触发器，D触发器的输入端与逻辑处理单元的输出端连接，D触发器的输出端与驱动芯片的使能端连接，微处理器与驱动芯片的控制端口连接，微处理器的IO端口与逻辑处理单元的其中一个输入端连接。与现有技术相比，本发明专利技术当三相电机驱动系统发生过压、欠压、过流、过温等故障以及微控制器发生复位时，电机停转，控制过程简单且成本低。

A Three-phase Motor Driving and Protecting Circuit

The invention relates to a three-phase motor driving and protection circuit, which includes driving chip enabling control unit, logic processing unit and U-phase, V-phase, W-phase overcurrent monitoring unit, bus overcurrent monitoring unit, bus undervoltage overvoltage monitoring unit, U-phase and V-phase overtemperature monitoring unit, W-phase and motor stator overtemperature monitoring unit connected with logic processing unit respectively. Connect with logic processing unit, including microprocessor, driver chip and D flip-flop, input end of D flip-flop is connected with output end of logic processing unit, output end of D flip-flop is connected with enable end of driver chip, control port of microprocessor and driver chip is connected, IO port of microprocessor is connected with one of input end of logic processing unit. Compared with the prior art, the invention has simple control process and low cost when overvoltage, undervoltage, overcurrent, overtemperature and other faults occur in the three-phase motor drive system and reset of the microcontroller.

【技术实现步骤摘要】
一种三相电机驱动保护电路
本专利技术涉及新能源驱动
，尤其是涉及一种三相电机驱动保护电路。
技术介绍
电机是汽车中主要的执行器，其功能是将电能转化为机械能。实现能量的远距离传输，同时通过合适的布线，大大减少了汽车布线的难度和机械机构的复杂程度。在汽车领域，三相永磁同步电机常用于转向系统，以及新能源汽车的动力驱动系统等；三相无刷直流电机常用于水泵、风扇、天窗、进排气系统等。三相电机驱动系统，一般由电源、微控制器、(预)驱动芯片、功率驱动器件等构成。根据电机的实际运用情况，可选择电机类型，例如：水泵一般选用三相无刷直流电机，新能源汽车动力驱动一般选用三相永磁同步电机；根据整车的电气情况及负载情况，选择驱动类型，例如：在传统燃油车领域，由于整车电压为12V(乘用车)或24V(商用车)，属于低压驱动方式，一般采用(预)驱动芯片加上金属氧化物场效应管(Mosfet)进行电机驱动。在新能源汽车领域，由于整车电压高达几百伏特，属于高压驱动方式，一般采用带隔离的(预)驱动芯片加上绝缘栅型双极性晶体管(IGBT)进行电机驱动。当电机驱动系统发生过流、过压、欠压、过温等故障时，由于电压应力、电流应力、温度应力发生突变，容易损坏(预)驱动芯片、Mosfet、IGBT等。特别现在的IGBT内部温度采样用负温度系数热敏电阻，由于要避免高压电源对热敏电阻的影响，在IGBT内部布局时，热敏电阻与晶元之间存在隔离间距，增加了热阻因此，对于IGBT的过温保护，更需要增加硬件保护措施，设置合理的过温保护阀值，实现预期的过温保护功能，避免IGBT过温损坏。当前，在新能源汽车电驱动系统中，一般采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片，监控电驱系统的过流、过压、欠压、过温等故障。FPGA芯片成本较高，且控制时需要编程介入，增加了控制难度。并且，目前各半导体厂商还没有推出符合功能安全的FPGA芯片。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种三相电机驱动保护电路。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种三相电机驱动保护电路，包括驱动芯片使能控制单元、逻辑处理单元和分别与逻辑处理单元连接的U相过流监控单元、V相过流监控单元、W相过流监控单元、母线过流监控单元、母线欠压过压监控单元、U及V相过温监控单元、W相及电机定子过温监控单元；所述驱动芯片使能控制单元与所述逻辑处理单元连接，包括微处理器、驱动芯片和D触发器，所述D触发器的输入端与所述逻辑处理单元的输出端连接，所述D触发器的输出端与驱动芯片的使能端连接，所述微处理器与驱动芯片的控制端口连接，所述微处理器的IO端口与逻辑处理单元的其中一个输入端连接。优选的，所述逻辑处理单元包括第一4输入与门，所述第一4输入与门的输出端为逻辑处理单元的输出端，所述第一4输入与门的四个输入端分别连接第二、第三、第四、第五4输入与门的输出端，所述第二、第三、第四、第五4输入与门的输入端为逻辑处理单元的输入端，与各监控单元的输出端及微处理器的IO端口连接。优选的，所述U相过流监控单元、V相过流监控单元、W相过流监控单元、母线过流监控单元、母线欠压过压监控单元、U及V相过温监控单元、W相及电机定子过温监控单元分别都包括2通道比较器，各个2通道比较器的两个输出端为对应监控单元的输出端。优选的，所述第二4输入与门的其中两个输入端与U相过流监控单元的两个输出端连接，另外两个输入端与V相过流监控单元的两个输出端连接；所述第三4输入与门的其中两个输入端与W相过流监控单元的两个输出端连接，另外两个输入端与母线过流监控单元的两个输出端连接；所述第四4输入与门的其中两个输入端与母线欠压过压监控单元的两个输出端连接，另外两个输入端与U及V相过温监控单元的两个输出端连接；所述第五4输入与门的其中两个输入端与W相及电机定子过温监控单元的两个输出端连接，另外两个输入端分别与微处理器的IO端口和与门供电电源连接。优选的，所述U相过流监控单元、V相过流监控单元、W相过流监控单元、母线过流监控单元中的2通道比较器的第一通道的反向输入端分别与第二通道的正向输入端连接相同的信号，分别连接电机U相电流传感器输出端、电机V相电流传感器输出端、电机W相电流传感器输出端、母线电流传感器输出端；所述U相过流监控单元、V相过流监控单元、W相过流监控单元、母线过流监控单元中的2通道比较器的第一通道的正向输入端分别连接U相电流正向阀值电压、V相电流正向阀值电压、W相电流正向阀值电压、母线电流正向阀值电压；所述U相过流监控单元、V相过流监控单元、W相过流监控单元、母线过流监控单元中的2通道比较器的第二通道的负向输入端分别连接U相电流负向阀值电压、V相电流负向阀值电压、W相电流负向阀值电压、母线电流负向阀值电压。优选的，所述母线欠压过压监控单元的2通道比较器的第一通道的反向输入端及第二通道的正向输入端分别都连接母线电压传感器输出端，该2通道比较器的第一通道的正向输入端连接母线电压正向阀值，该2通道比较器的第二通道的负向输入端连接母线电压负向阀值。优选的，所述U及V相过温监控单元的2通道比较器的第一通道的正向输入端、第一通道的负向输入端、第二通道的正向输入端和第二通道的负向输入端分别连接U相功率器件温度传感器输出端、U相功率器件过温阀值、V相功率器件温度传感器输出端和V相功率器件过温阀值。优选的，所述W相及电机定子过温监控单元的2通道比较器的第一通道的正向输入端、第一通道的负向输入端、第二通道的正向输入端和第二通道的负向输入端分别连接W相功率器件温度传感器输出端、W相功率器件过温阀值、电机定子线圈温度传感器输出端和电机定子线圈过温阀值。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、提供一种三相电机驱动保护电路，通过设置合理的电压、电流、温度等保护阀值，当三相电机驱动系统发生过压、欠压、过流、过温等故障以及微控制器发生复位时，电机(预)驱动芯片被禁用，功率驱动器件断开，电机停转，控制过程简单快捷，且成本低；并且可设置电驱动系统允许的瞬态过流、过压、欠压、过温等工况可接受的持续时间。2、本电路在使用过程中，对于瞬态的过流、过压、欠压等故障时，可硬件过滤，并不影响电机的运转；电机在开关的过程中，产生的电流过流尖峰、电压欠压尖峰、电压过压尖峰，由于电压、电流的尖峰持续时间低于D型触发器的稳态建立时间，因此，瞬态的过流、过压、欠压故障被硬件过滤，避免电机的频繁重启。附图说明图1为本专利技术三相电机驱动保护电路的结构示意图；图2为实施例中三相电机驱动保护电路的结构示意图。图中标注：1、驱动芯片使能控制单元，2、逻辑处理单元，3、U相过流监控单元，4、V相过流监控单元，5、W相过流监控单元，6、母线过流监控单元，7、母线欠压过压监控单元，8、U及V相过温监控单元，9、W相及电机定子过温监控单元。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本申请提出一种三相电机驱动保护电路，包括驱动芯片使能控制单元1、逻辑处理单元2和分别与逻辑处理单元2连接的U相过流监控单元3、V相过流监控单元4、W相过流监控单元5、母线过流监控单元6、母本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相电机驱动保护电路，其特征在于，包括驱动芯片使能控制单元、逻辑处理单元和分别与逻辑处理单元连接的U相过流监控单元、V相过流监控单元、W相过流监控单元、母线过流监控单元、母线欠压过压监控单元、U及V相过温监控单元、W相及电机定子过温监控单元；所述驱动芯片使能控制单元与所述逻辑处理单元连接，包括微处理器、驱动芯片和D触发器，所述D触发器的输入端与所述逻辑处理单元的输出端连接，所述D触发器的输出端与驱动芯片的使能端连接，所述微处理器与驱动芯片的控制端口连接，所述微处理器的IO端口与逻辑处理单元的其中一个输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种三相电机驱动保护电路，其特征在于，包括驱动芯片使能控制单元、逻辑处理单元和分别与逻辑处理单元连接的U相过流监控单元、V相过流监控单元、W相过流监控单元、母线过流监控单元、母线欠压过压监控单元、U及V相过温监控单元、W相及电机定子过温监控单元；所述驱动芯片使能控制单元与所述逻辑处理单元连接，包括微处理器、驱动芯片和D触发器，所述D触发器的输入端与所述逻辑处理单元的输出端连接，所述D触发器的输出端与驱动芯片的使能端连接，所述微处理器与驱动芯片的控制端口连接，所述微处理器的IO端口与逻辑处理单元的其中一个输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种三相电机驱动保护电路，其特征在于，所述逻辑处理单元包括第一4输入与门，所述第一4输入与门的输出端为逻辑处理单元的输出端，所述第一4输入与门的四个输入端分别连接第二、第三、第四、第五4输入与门的输出端，所述第二、第三、第四、第五4输入与门的输入端为逻辑处理单元的输入端，与各监控单元的输出端及微处理器的IO端口连接。3.根据权利要求2所述的一种三相电机驱动保护电路，其特征在于，所述U相过流监控单元、V相过流监控单元、W相过流监控单元、母线过流监控单元、母线欠压过压监控单元、U及V相过温监控单元、W相及电机定子过温监控单元分别都包括2通道比较器，各个2通道比较器的两个输出端为对应监控单元的输出端。4.根据权利要求3所述的一种三相电机驱动保护电路，其特征在于，所述第二4输入与门的其中两个输入端与U相过流监控单元的两个输出端连接，另外两个输入端与V相过流监控单元的两个输出端连接；所述第三4输入与门的其中两个输入端与W相过流监控单元的两个输出端连接，另外两个输入端与母线过流监控单元的两个输出端连接；所述第四4输入与门的其中两个输入端与母线欠压过压监控单元的两个输出端连接，另外两个输入端与U及V相过温监控单元的两个输出端连接；所述第五4输入与门的其中两个输入端与W相及电机定子过温监控单元的两个输出端连接，另外两个输入端分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宏亮，徐福祥，
申请(专利权)人：上海思致汽车工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31