一种机器人电源系统的保护电路技术方案

本发明专利技术提供了一种机器人电源系统的保护电路，包括电压采集模块、电子保险丝模块、MCU控制器；电压采集模块用于实时采集输入电压，并将输入电压发送至MCU控制器；电子保险丝模块用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至MCU控制器；监测负载电流，将负载电流发送至MCU控制器；以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流的持续时长向MUC控制器触发软件过流保护请求；MCU控制器用于接收并监测负载电流，根据软件过流保护请求执行软件过流保护。本发明专利技术融合了硬件过流保护和软件过流保护，可实时监控负载运行情况，包括功率、电流、过流、短路等，功能集成度高。集成度高。集成度高。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人电源系统的保护电路


[0001]本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种机器人电源系统的保护电路。

技术介绍

[0002]现有的机器人电源系统通常使用了较多的电源通道，比如24V、12V、5V等不同电压值的电源通道，以连接各种24V负载、传感器、电机等。而现有的电源通道保护电路主要采用纯硬件保护电路，或者纯软件保护电路，功能较为单一，集成度低。申请号CN201420812792.8提供了一种过流保护电路，该过流保护电路包括相互连接的MCU控制单元、AD采样单元和开关单元；AD采样单元连接在受MCU控制单元控制的通路中检测点与MCU控制单元的AD模块端口之间，MCU控制单元根据获取到的该检测点的电压值判断通路中是否有短路情况，在电压异常时通过I/O端口控制开关单元断开通路的供电回路，从而以较低的成本实现快速及时的过流保护。上述技术方案为软件短路保护电路，然而该电路反应较慢，功能单一，无法对电路中过载现象进行监控，无法自主设置过流点参数。当机器人电源系统发生过流时无硬件过流限制，无法同时监控负载电压电流，发生短路情况时容易造成硬件损坏。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种机器人电源系统的保护电路，以解决现有保护电路存在的保护功能单一、无法实时监控电流、无法自主设置过流点参数的问题。
[0004]本专利技术的是这样实现的，一种机器人电源系统的保护电路，包括：
[0005]电压采集模块、电子保险丝模块、MCU控制器；
[0006]所述电压采集模块的输入端和所述电子保险丝模块的第一端共接于电源电压；
[0007]所述电压采集模块的输出端与所述MCU控制器的第一输入端连接；
[0008]所述电子保险丝模块的第二端与所述MCU控制器的第二输入端连接，第三端与负载连接；
[0009]所述电压采集模块用于实时采集输入电压，并将所述输入电压发送至所述MCU控制器；
[0010]所述电子保险丝模块用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至所述MCU控制器；监测负载电流，将负载电流发送至所述MCU控制器，以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流的持续时长向MUC控制器触发软件过流保护请求；
[0011]所述MCU控制器用于接收并监测负载电流，根据所述软件过流保护请求执行软件过流保护。
[0012]可选地，所述电子保险丝模块包括：
[0013]电子保险丝芯片、保险丝工作状态监测单元；
[0014]所述保险丝工作状态监测单元的一端与所述电子保险丝芯片连接，另一端与所述
MCU控制器连接；
[0015]所述保险丝工作状态监测单元用于在上电时默认关闭电子保险丝芯片，在上电后根据MCU控制器的开关信号开启或关闭所述电子保险丝芯片，在电子保险丝芯片工作期间获取电子保险丝芯片的工作状态信息并发送至所述MCU控制器。
[0016]可选地，所述保险丝工作状态监测单元包括：
[0017]第一电阻、第二电阻、开关器件；
[0018]所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端的共接点与所述MCU控制器的使能端EN连接；
[0019]所述第一电阻的第二端连接电源电压，所述第二电阻的第二端与所述开关器件的第一端连接；
[0020]所述开关器件的第二端与所述电子保险丝芯片的状态信号端EN/Fault连接，第三端接地。
[0021]可选地，所述电子保险丝模块还包括负载电流监测单元；
[0022]所述负载电流监测单元的一端与所述电子保险丝芯片的电流感应端Isense连接，另一端与所述MCU控制器连接；
[0023]所述负载电流监测单元用于按预设的电流电压比将流过电子保险丝芯片的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号发送至所述MCU控制器，以监测负载电流。
[0024]可选地，所述负载电流监测单元包括第一电容、第三电阻、第四电阻、第二电容；
[0025]所述第一电容的第一端和所述电子保险丝芯片的电压输出端Vout的共接点与负载连接；
[0026]所述第三电阻的第一端与所述电子保险丝芯片的电流感应端Isense连接；
[0027]所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端、第二电容的第一端之间的共接点，与所述MCU控制器连接；
[0028]所述第四电阻的第二端、第二电容的第二端、第一电容的第二端共接于地。
[0029]可选地，所述电子保险丝模块还包括过电流设置单元；
[0030]所述过电流设置单元的一端与所述电子保险丝芯片的极限电流端Ilim连接，另一端接地；
[0031]所述过电流设置单元用于设置过电流阈值和钳位电流；
[0032]所述电子保险丝芯片还用于当负载电流大于或等于所述过电流阈值时，调整负载电流为预设的钳位电流，以实现硬件过流保护，根据所述钳位电流的持续时长向MUC控制器触发软件过流保护请求；
[0033]所述MCU控制器用于根据所述软件过流保护请求关断所述电子保险丝芯片的输出。
[0034]可选地，所述电子保险丝模块还包括电压上升斜率调整单元；
[0035]所述电压上升斜率调整单元的一端与所述电子保险丝芯片的电压斜率端dv/dt连接，另一端接地；
[0036]所述电压上升斜率调整单元用于设置所述电子保险丝芯片的输出电压从零上升至目标电压的时间。
[0037]可选地，所述电子保险丝芯片还用于：
[0038]当输入电压大于预设的钳位电压时，降低内部晶体管的栅极驱动电压，以降低输出电压；以及监测内部晶体管的温度信息，当温度信息大于或等于预设温度阈值时，执行热保护，以关闭电压输出。
[0039]可选地，所述电子保险丝芯片还用于：
[0040]当监测到负载电流为反向电流且反向电流大于预设电流阈值时，执行反向电流保护，以关闭电压输出；
[0041]当监测到输入电压大于输出电压且持续时长大于预设时长阈值时，执行重启动，以启动电压输出。
[0042]可选地，所述电压采集模块包括第五电阻、第六电阻、第三电容；
[0043]所述第五电阻的第一端和所述第三电容的第一端共接于电源电压；
[0044]所述第三电容的第二端接地；
[0045]所述第五电阻的第二端和第六电阻的第一端的共接点与所述MCU控制器连接；
[0046]所述第六电阻的第二端接地。
[0047]本专利技术提供了一种机器人电源系统的保护电路，包括电压采集模块、电子保险丝模块、MCU控制器；其中所述电压采集模块用于实时采集输入电压，并将所述输入电压发送至所述MCU控制器；所述电子保险丝模块用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至所述MCU控制器；监测负载电流，将负载电流发送至所述MCU控制器；以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人电源系统的保护电路，其特征在于，包括：电压采集模块、电子保险丝模块、MCU控制器；所述电压采集模块的输入端和所述电子保险丝模块的第一端共接于电源电压；所述电压采集模块的输出端与所述MCU控制器的第一输入端连接；所述电子保险丝模块的第二端与所述MCU控制器的第二输入端连接，第三端与负载连接；所述电压采集模块用于实时采集输入电压，并将所述输入电压发送至所述MCU控制器；所述电子保险丝模块用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至所述MCU控制器；监测负载电流，将负载电流发送至所述MCU控制器，以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流的持续时长向MUC控制器触发软件过流保护请求；所述MCU控制器用于接收并监测负载电流，根据所述软件过流保护请求执行软件过流保护。2.如权利要求1所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述电子保险丝模块包括：电子保险丝芯片、保险丝工作状态监测单元；所述保险丝工作状态监测单元的一端与所述电子保险丝芯片连接，另一端与所述MCU控制器连接；所述保险丝工作状态监测单元用于在上电时默认关闭电子保险丝芯片，在上电后根据MCU控制器的开关信号开启或关闭所述电子保险丝芯片，在电子保险丝芯片工作期间获取电子保险丝芯片的工作状态信息并发送至所述MCU控制器。3.如权利要求2所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述保险丝工作状态监测单元包括：第一电阻、第二电阻、开关器件；所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端的共接点与所述MCU控制器的使能端EN连接；所述第一电阻的第二端连接电源电压，所述第二电阻的第二端与所述开关器件的第一端连接；所述开关器件的第二端与所述电子保险丝芯片的状态信号端EN/Fault连接，第三端接地。4.如权利要求2所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述电子保险丝模块还包括负载电流监测单元；所述负载电流监测单元的一端与所述电子保险丝芯片的电流感应端Isense连接，另一端与所述MCU控制器连接；所述负载电流监测单元用于按预设的电流电压比将流过电子保险丝芯片的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号发送至所述MCU控制器，以监测负载电流。5.如权利要求4所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述负载电流监...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹炜，柏林，刘彪，舒海燕，袁添厦，沈创芸，祝涛剑，方映峰，
申请(专利权)人：广州高新兴机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：