一种开关柜的电机电流检测电路及方法技术

本申请涉及一种电机电流检测电路及方法，其包括控制电路，所述控制电路包括MOS管，所述MOS管的漏极与电机的一端连接，所述电机的另一端连接电源；电流采样电路，所述电流采样电路包括采样电阻器R，所述采样电阻器R的一端与MOS管的源极连接，所述采样电阻器R的另一端接地；MCU，所述MCU的控制输出引脚与控制电路的输入端连接，用于控制MOS管通断；所述MCU的输入引脚与电流采样电路的输出端连接，用于接收电流采样电路的电流大小。本申请具有在保证电机电流采集精度的同时降低电机电流检测电路的成本的效果。的成本的效果。的成本的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种开关柜的电机电流检测电路及方法


[0001]本申请涉及开关柜
，尤其是涉及一种开关柜的电机电流检测电路及方法。

技术介绍

[0002]在开关柜中，电动操作控制器除了要求能准确可靠的通过电机的电动操作储能与合闸，还要求能准确采集出电机在动作过程中的电流波形并记录，以及通讯电流波形数据同步到后台。后台再根据电流波形对电机状态进行分析，从而判断电机的老化情况，当电机临近使用寿命时，提前预警。当电机运行过程中发生异常时，可以及时报警，提高开关柜整个控制系统的可靠性。
[0003]现有的电机电流采集通常是通过霍尔电流传感器与高精度放大器采集电机回路的电流值，计算后记录为电流波形。
[0004]上述通过霍尔电流传感器和高精度放大器采集电机电流虽然精度较高，但是成本较大，因此有待改进。

技术实现思路

[0005]为了降低电机电流检测电路的成本的问题，本申请提供一种开关柜的电机电流检测电路及方法。
[0006]一方面，本申请提供的一种开关柜的电机电流检测电路采用如下的技术方案：一种开关柜的电机电流检测电路，包括：控制电路，所述控制电路包括MOS管，所述MOS管的漏极与电机的一端连接，所述电机的另一端连接电源；电流采样电路，所述电流采样电路包括采样电阻器R，所述采样电阻器R的一端与MOS管的源极连接，所述采样电阻器R的另一端接地；MCU，所述MCU的控制输出引脚与控制电路的输入端连接，用于控制MOS管通断；所述MCU的输入引脚与电流采样电路的输出端连接，用于接收电流采样电路的电流大小。
[0007]通过采用上述技术方案，通过MCU输出信号给到控制电路，以使MOS管Q导通，从而使与电机串联的采样电阻器得电，通过获取采样电阻器R的电流值大小，从而得到电机的电流大小，相比采用霍尔电流传感器和高精度放大器相比，极大的降低了电机电流检测电路的成本。
[0008]优选的，所述电流采样电路还包括第一电阻器R1，所述第一电阻器R1一端连接在MOS管Q和采样电阻器R之间，所述第一电阻器R1的另一端与MCU输入引脚连接。
[0009]通过采用上述技术方案，第一电阻器R与MCU输入引脚连接，从而能够稳定的给MCU输入采样电阻器R的电压大小，通过MCU计算得出电流大小，即为电机电流大小。
[0010]优选的，所述控制电路还包括电源电路和驱动电路，所述电源电路与直流电源连接，所述电源电路的控制端与MCU的控制引脚连接，所述电源电路的输出端与驱动电路连接，用于给驱动电路供电；所述驱动电路的控制端与MCU的控制引脚连接，所述驱动电路的
输出端与MOS管的栅极连接。
[0011]通过采用上述技术方案，电源电路的控制端通过MCU控制给到驱动电路供电，因此可以使MCU控制驱动电路使MOS管导通的同时使电源电路给到驱动电路供电，从而降低控制电路功耗。
[0012]优选的，所述驱动电路包括第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第七电阻器R7、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3，所述第二电阻器R2的一端与第三电阻器R3的一端同时与MCU的控制引脚连接，所述第三电阻器R3的另一端与直流电源连接，所述第二电阻器R2的另一端与第一三极管Q1的基极连接，所述第四电阻器R4的一端连接在第二电阻器R2和第一三极管Q1之间，所述第四电阻器R4的另一端接地，所述第一三极管Q1的集电极与第五电阻器R5的一端连接，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第五电阻器R5的另一端与电源电路的输出端连接，所述第二三极管Q2的基极连接在第一三极管Q1和第五电阻器R5之间，所述第二三极管Q2的集电极与电源电路的输出端连接，所述第二三极管Q2的发射极与第三三极管Q3的发射极连接，所述第三三极管Q3的基极连接在第一三极管Q1和第二三极管Q2之间，所述第三三极管Q3的集电极接地，所述第六电阻器R6的一端连接在第二三极管Q2和第三三极管Q3之间，所述第六电阻器R6的另一端与MOS管Q的栅极连接，所述第七电阻器R7的一端连接在第六电阻器R6和MOS管Q之间，所述第七电阻器R7的另一端接地。
[0013]通过采用上述技术方案，MCU输出控制信号，通过第一三极管Q1、第二三极管Q2以及第三三极管Q3组成的推挽电路导通，从而能够稳定的控制MOS管的通断，从而能够提高电机电流的采样精度。
[0014]优选的，所述电源电路包括第四三极管Q4、第八电阻器R8以及第九电阻器R9，所述第八电阻器R8的一端与MCU的控制引脚连接，所述第八电阻器R8的另一端与第四三极管Q4的基极连接，所述第四三极管Q4的发射极与直流电源连接，所述第四三极管Q4的集电极与第二三极管Q2的集电极连接，所述第九电阻器R9的一端与第四三极管Q4的发射极连接，所述第九电阻器R9的另一端与第四三极管Q4的基极连接。
[0015]通过采用上述技术方案，MCU给电源电路输出控制信号，使第四三极管Q4导通，从而使直流电源给到驱动电路供电，从而降低控制电路的功耗。
[0016]优选的，所述电机并联有二极管D。
[0017]通过采用上述技术方案，并联在电机上的二极管D能够消除电机的反向电动势，从而提高电机的使用寿命。
[0018]另一方面，本申请提供的一种开关柜的电机电流检测方法采用如下的技术方案：一种开关柜的电机电流检测方法，应用于权利要求1所述的电机电流检测电路；所述方法包括：设置电流采样电路和PWM控制电路，将电流采样电路中的采样电阻器和PWM控制电路中的MOS管与电机串联，同时将电流采样电路的输出端与MCU连接，PWM控制电路的控制端与MCU连接；MCU输出控制信号，PWM控制电路控制MOS管的通断，通过电流采样电路以使MCU高速瞬时获取采样电阻器的n个连续瞬时电流值；对获取的n个连续瞬时电流值进行加权平均计算，得出一个时间点的电流值；电机运行期间的时间段内的各个时间点的电流值组成电流波形，电流波形储存在
MCU后传输到后台。
[0019]通过采用上述技术方案，通过与电机串联的采样电阻器来获取电机的电流值大小，并且通过MCU控制PWM控制电路控制MOS管的导通瞬时获取采样电阻器的N个连接瞬时电流值，然后对获取的n个连续瞬时电流值进行加权平均计算，得出一个时间点电流；电机运行期间的时间段内的各个时间点的电流值组成电流波形，电流波形储存后传输到后台，从而相比采用霍尔电流传感器和高精度放大器，极大的降低了电机电流采集的成本。
[0020]优选的，所述PWM控制电路控制MOS管关断时，电机电流的瞬时值Ioff与导通时电机电流的瞬时值Ion的关系式：f为PWM控制电路的频率，K1为瞬时频率f影响系数，L电机内部线圈电感值，K2为电机的电感量L影响系数，P为电机瞬时负载功率，K3为电机瞬时负载功率影响系数，D为PWM控制电路的占空比，K4为频率的占空比影响系数。
[0021]通过采用上述技术方案，由于PWM控制电路控制电机过程中，采样电阻器与电机实际电流存在不同，在PWM控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关柜的电机电流检测电路，其特征在于，包括：控制电路(1)，所述控制电路(1)包括MOS管，所述MOS管的漏极与电机的一端连接，所述电机的另一端连接电源；电流采样电路(2)，所述电流采样电路(2)包括采样电阻器R，所述采样电阻器R的一端与MOS管的源极连接，所述采样电阻器R的另一端接地；MCU，所述MCU的控制输出引脚与控制电路(1)的输入端连接，用于控制MOS管通断；所述MCU的输入引脚与电流采样电路(2)的输出端连接，用于接收电流采样电路(2)的电流大小。2.根据权利要求1所述的开关柜的电机电流检测电路，其特征在于：所述电流采样电路(2)还包括第一电阻器R1，所述第一电阻器R1一端连接在MOS管Q和采样电阻器R之间，所述第一电阻器R1的另一端与MCU输入引脚连接。3.根据权利要求1所述的开关柜的电机电流检测电路，其特征在于：所述控制电路(1)还包括电源电路(3)和驱动电路(4)，所述电源电路(3)与直流电源连接，所述电源电路(3)的控制端与MCU的控制引脚连接，所述电源电路(3)的输出端与驱动电路(4)连接，用于给驱动电路(4)供电；所述驱动电路(4)的控制端与MCU的控制引脚连接，所述驱动电路(4)的输出端与MOS管的栅极连接。4.根据权利要求3所述的开关柜的电机电流检测电路，其特征在于：所述驱动电路(4)包括第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第七电阻器R7、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3，所述第二电阻器R2的一端与第三电阻器R3的一端同时与MCU的控制引脚连接，所述第三电阻器R3的另一端与直流电源连接，所述第二电阻器R2的另一端与第一三极管Q1的基极连接，所述第四电阻器R4的一端连接在第二电阻器R2和第一三极管Q1之间，所述第四电阻器R4的另一端接地，所述第一三极管Q1的集电极与第五电阻器R5的一端连接，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第五电阻器R5的另一端与电源电路(3)的输出端连接，所述第二三极管Q2的基极连接在第一三极管Q1和第五电阻器R5之间，所述第二三极管Q2的集电极与电源电路(3)的输出端连接，所述第二三极管Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁忠伟，
申请(专利权)人：厦门立林高压电气有限公司，
类型：发明
国别省市：