电机驱动电路制造技术

本发明专利技术提供了一种电机驱动电路，包括限流模块，所述限流模块用于接收第一脉宽调速信号并输出第二脉宽调速信号，当所述限流模块接收到的电流电压反馈信号大于所述过流参考电压时，所述限流模块持续输出低电平，直至所述第一脉宽调速信号转换为低电平；所述电机驱动电路输出的驱动电流的波形与所述第二脉宽调速信号相适配。如此配置，通过硬件实现了限流作用，避免了过流后关电机或者通过限占空比方式造成的短时间大电流冲击的情况，并且具有较快的响应速度，可以很好的保证电机的运行状态和保护硬件和电机本体。解决了现有技术中，限流功能通过微控制器实现，电机容易无法启动以及电流调节响应滞后，容易损坏微控制器和电机本体的问题。

【技术实现步骤摘要】
电机驱动电路
本专利技术涉及电机控制领域，特别涉及一种电机驱动电路。
技术介绍
图1为一种电机驱动电路的原理示意图。在现有技术中，所述电机驱动电路主要由微控制器1、预驱芯片2、B6桥3和电流反馈模块4四个部分组成。微控制器1产生6路的PWM(PulseWidthModulation，脉宽调速)信号MCU_HS1、MCU_HS2、MCU_HS3、MCU_LS1、MCU_LS2和MCU_LS3，经过预驱芯片2处理后产生6路用于直接驱动B6桥3的开关管(MH1、MH2、MH3、ML1、ML2和ML3)的PWM信号HS1_Gtae、HS2_Gtae、HS3_Gtae、LS1_Gtae、LS2_Gtae和LS3_Gtae。B6桥3的开关管按照预设逻辑闭合和断开，使得驱动电流流经三相无刷电机5，驱动三相无刷电机5转动。电机的工作电流流过采样电阻R1形成电压信号，电压信号经过运算放大器U3放大后输入到MCU_AD口，达到电流闭环反馈的效果。另外运放输出的电压信号会输入到比较器U4，比较器U4的另一端为固定的参考电压Vref。当电机电流超过一定值时，电流的电压反馈值MCU_AD_Current就会大于Vref，比较器U4的输出电压MCU_IO_Overcurrent就会由低电平翻转为高电平，此时可以触发MCU(MicrocontrollerUnit，微处理器)相应的中断响应，通过MCU将电机关闭或者将PWM占空比降低，实现降低电流的目的。这种电路主要存在两个问题。其一，针对发生过流后通过MCU直接将电机关闭的策略，因为过流的工况会出现在电机从停止到启动的过程，电机电流为其中Ubat为电源电压，Duty为PWM占空比，ε为反向电动势，R为回路电阻。由于启动过程中，转速为零，电机的反向电动势为零，启动过程会出现较大的电流冲击，如果在启动中检测到过流直接将电机关闭就会导致电机无法正常启动。其二，针对发生过流后通过MCU将PWM占空比降低实现降低电流的策略，由于电机控制的频率较高，一般在10kHz～20kHz之间，通过MCU触发降低PWM占空比会消耗一段时间，一般会在两个PWM周期以上，这段时间会产生一个较大的电流冲击，另外MCU降低占空比是一个动态的调整过程，在当前降低的占空比的PWM周期下电流仍然可能过流，需要下一个PWM周期继续降低占空比，直至电流低于过流限值，因此，这段时间内的电流都会超过电流限值，会有导致控制器和电机本体损坏的风险。总之，现有技术中，限流功能通过微控制器实现，电机容易无法启动以及电流调节响应滞后，容易损坏微控制器和电机本体的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电机驱动电路，以解决现有技术中，限流功能通过微控制器实现，电机容易无法启动以及电流调节响应滞后，容易损坏微控制器和电机本体的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电机驱动电路，所述电机驱动电路包括限流模块，所述限流模块用于接收第一脉宽调速信号并输出第二脉宽调速信号，当所述限流模块接收到的电流电压反馈信号小于或者等于过流参考电压时，所述第二脉宽调速信号与所述第一脉宽调速信号的波形相同；当所述限流模块接收到的所述电流电压反馈信号大于所述过流参考电压时，所述限流模块持续输出低电平，直至所述第一脉宽调速信号转换为低电平；所述电机驱动电路输出的驱动电流的波形与所述第二脉宽调速信号相适配。可选的，所述限流模块包括比较器、参考电压源开关元件、电阻、二极管和与非门元件，所述比较器的第一端用于获取所述电流电压反馈信号，并通过所述参考电压源开关元件与第一参考电压源连接，所述比较器的第二端与第二参考电压源连接，所述比较器的输出端与所述与非门元件的第二端连接；所述比较器被配置为，当第一端接收的电压大于第二端接收的电压时，输出高电平，否则输出低电平；所述参考电压源开关元件被配置为，当所述参考电压源开关元件的控制端接收到低电平信号时，导通电路，否则断开电路；所述第一参考电压源提供的电压大于所述过流参考电压；所述第二参考电压源用于提供所述过流参考电压；所述电阻的第一端用于获取所述第一脉宽调速信号，并与所述与非门元件的第一端连接，所述电阻的第二端用于输出所述第二脉宽调速信号，并与所述二极管的正极连接；所述二极管的负极与所述与非门元件的输出端连接；所述与非门元件的输出端与所述参考电压源开关元件的控制端连接。可选的，所述电机驱动电路包括电流反馈模块，所述电流反馈模块用于将流经三相无刷电机的电流转化为所述电流电压反馈信号。可选的，所述电机驱动电路包括控制信号转换模块，所述控制信号转换模块包括信号输入端和三个转换组，所述信号输入端用于接收所述第二脉宽调速信号并转发给三个转换组；每个所述转换组包括第一输出端、第二输出端、用于接收第一控制信号的第一输入端以及用于接收第二控制信号的第二输入端；在同一个所述转换组中，第一输出端输出高电平信号时，驱使三相无刷电机的一个相与电源导通，第二输出端输出高电平信号时，驱使所述三相无刷电机的同一个相与地极导通；在同一个所述转换组中，所述第一控制信号为第一电平时，第一输出端输出与所述第二脉宽调速信号波形相同的控制信号，第二输出端输出与所述第二脉宽调速信号波形相反的控制信号。可选的，在同一个所述转换组中，当第一输出端输出高电平时，第二输出端输出低电平。可选的，在同一个所述转换组中，所述第一控制信号为第二电平时，第一输出端输出低电平，第二输出端输出翻转后所述第二控制信号，所述第二电平与所述第一电平相反。可选的，所述转换组包括与门元件和或非门元件，所述与门元件的第一输入端用于获取由所述信号输入端转发的所述第二脉宽调速信号，所述与门元件的第二输入端被配置为所述转换组的第一输入端，所述与门元件的输出端被配置为所述转换组的第一输出端，所述与门元件的输出端还与所述或非门元件的第一输入端连接，所述或非门元件的第二输入端被配置为所述转换组的第二输入端，所述或非门元件的输出端被配置为所述转换组的第二输出端。可选的，所述电机驱动电路包括微控制器，所述微控制器用于输出所述第一脉宽调速信号、所述第一控制信号以及所述第二控制信号。可选的，当电流电压反馈信号大于所述过流参考电压时，所述限流模块输出限流触发信号，所述微控制器还用于获取所述电流电压反馈信号和/或所述限流模块输出的限流触发信号，并基于所述电流电压反馈信号和/或所述限流触发信号改变控制策略。可选的，所述电机驱动电路包括B6桥，所述B6桥包括三个驱动组，所述驱动组包括第一开关元件和第二开关元件，在同一个所述驱动组中，所述第一开关元件用于将三相无刷电机的一个相与电源连接，所述第二开关元件将所述三相无刷电机的同一个相与地极连接，所述驱动组和所述转换组相对应，当所述转换组的第一输出端输出高电平信号时，所对应的所述驱动组的第一开关元件导通，否则断开；当所述转换组的第二输出端输出高电平信号时，所对应的所述驱动组的第二开关元件导通，否则断开。可选的，所述电机驱动电路包括预驱芯片，所述预驱芯片包括相对应的六个输入端和输出端，当预驱芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路包括限流模块，所述限流模块用于接收第一脉宽调速信号并输出第二脉宽调速信号，当所述限流模块接收到的电流电压反馈信号小于或者等于过流参考电压时，所述第二脉宽调速信号与所述第一脉宽调速信号的波形相同；当所述限流模块接收到的所述电流电压反馈信号大于所述过流参考电压时，所述限流模块持续输出低电平，直至所述第一脉宽调速信号转换为低电平；/n所述电机驱动电路输出的驱动电流的波形与所述第二脉宽调速信号相适配。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路包括限流模块，所述限流模块用于接收第一脉宽调速信号并输出第二脉宽调速信号，当所述限流模块接收到的电流电压反馈信号小于或者等于过流参考电压时，所述第二脉宽调速信号与所述第一脉宽调速信号的波形相同；当所述限流模块接收到的所述电流电压反馈信号大于所述过流参考电压时，所述限流模块持续输出低电平，直至所述第一脉宽调速信号转换为低电平；
所述电机驱动电路输出的驱动电流的波形与所述第二脉宽调速信号相适配。


2.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，所述限流模块包括比较器、参考电压源开关元件、电阻、二极管和与非门元件，
所述比较器的第一端用于获取所述电流电压反馈信号，并通过所述参考电压源开关元件与第一参考电压源连接，所述比较器的第二端与第二参考电压源连接，所述比较器的输出端与所述与非门元件的第二端连接；所述比较器被配置为，当第一端接收的电压大于第二端接收的电压时，输出高电平，否则输出低电平；
所述参考电压源开关元件被配置为，当所述参考电压源开关元件的控制端接收到低电平信号时，导通电路，否则断开电路；
所述第一参考电压源提供的电压大于所述过流参考电压；所述第二参考电压源用于提供所述过流参考电压；
所述电阻的第一端用于获取所述第一脉宽调速信号，并与所述与非门元件的第一端连接，所述电阻的第二端用于输出所述第二脉宽调速信号，并与所述二极管的正极连接；
所述二极管的负极与所述与非门元件的输出端连接；
所述与非门元件的输出端与所述参考电压源开关元件的控制端连接。


3.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路包括电流反馈模块，所述电流反馈模块用于将流经三相无刷电机的电流转化为所述电流电压反馈信号。


4.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路包括控制信号转换模块，所述控制信号转换模块包括信号输入端和三个转换组，所述信号输入端用于接收所述第二脉宽调速信号并转发给三个转换组；每个所述转换组包括第一输出端、第二输出端、用于接收第一控制信号的第一输入端以及用于接收第二控制信号的第二输入端；在同一个所述转换组中，第一输出端输出高电平信号时，驱使三相无刷电机的一个相与电源导通，第二输出端输出高电平信号时，驱使所述三相无刷电机的同一个相与地极导通；
在同一个所述转换组中，所述第一控制信号为第一电平时，第一输出端输出与所述第二脉宽调速信号波形相同的控制信号，第二输出端输出与所述第二脉宽调速信号波形相反的控制信号。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄腾云，吴宏达，徐镇乾，卢林辉，何月青，刘斌彬，陈敏杰，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31