一種正反轉電機電路的安全保護電路的製作方法

2023-04-23 19:48:46 1

本發明涉及電機驅動電路領域，特別是涉及一種正反轉電機電路的安全保護電路。

背景技術：

在使用電晶體與場效應管控制的電機正反電路中，經常會出現電機過流過載而燒壞驅動管與燒焦pcb電路板的現象，特別是在正反控制電路的開發與調試控制的初級階段，或因軟體調試不當與硬體電路參數設計不當，更容易燒壞正反轉驅動電路。

因此，有必要設計一種新的正反轉電機電路，以克服上述問題。

技術實現要素：

針對背景技術所面臨的問題，本發明的目的在於提供一種正反轉電機電路的安全保護電路，它由邏輯處理電路、電機驅動電路、與電流檢測電路組成。當邏輯處理電路及電流檢測電路的信號端都完全正確時，輸出信號給所述電機驅動電路，完成電機的正反轉換，當邏輯處理電路及電機驅動電路的信號端中有一信號不正確時，所述正反轉電機電路的安全保護電路關斷輸出，從而解決了正反控制電路的開發與調試控制的初級階段，或因軟體調試不當與硬體電路參數設計不當，容易燒壞正反轉驅動電路的問題。

為實現上述目的，本發明採用以下技術手段：一種正反轉電機電路的安全保護電路，其包括：一邏輯處理電路；一電機驅動電路，所述電機驅動電路的輸入端與所述邏輯處理電路的輸出端連接，所述電機驅動電路的輸出端用於與一電機連接；一電流檢測電路，用於檢測所述電機驅動電路的電流強度，所述電流檢測電路一端與所述電機驅動電路連接，另一端與所述邏輯處理電路的輸入端連接；所述邏輯處理電路由第一與門、或非門、第二與門及第三與門組成，所述第一與門的輸入端設有兩個，分別為正轉信號輸入端及反轉信號輸入端，所述第一與門的輸出端連接所述或非門的一個輸入端，所述第二與門設有兩個輸入端，一個輸入端連接所述或非門輸出端，另一個輸入端連接所述正轉信號輸入端，所述第三與門也設有兩個輸入端，一個輸入端連接所述或非門U1輸出端，另一個輸入端連接所述反轉信號輸入端，所述第二與門的輸出端與所述第三與門的輸出端分別與所述電機驅動電路的輸入端連接。

作為上述方案的進一步改進，包括所述電機驅動電路包括一第一電路部，所述第一電路部設有一個第一場效應管、一個第二場效應管及一個晶體三極體，所述第二與門的輸出端通過串聯一第一電阻與所述晶體三極體的基極連接，所述第一場效應管的柵極通過一第二電阻與所述晶體三極體的集電極連接，所述第一場效應管的源極用於與一電源連接。所述第二場效應管的柵極通過串聯一第三電阻與所述第三與門的輸出端連接，所述第二場效應管的源極與所述電流檢測電路連接，所述第二場效應管的漏極與所述第一場效應管的漏極連接，所述第二場效應管的漏極與所述第一場效應管的漏極都與所述第一電路部的輸出端連接。所述電機驅動電路包括一第二電路部，所述第二電路部與所述第一電路部並聯。所述第二電路部包括一個第三場效應管、一個第四場效應管及一個晶體三極體，所述晶體三極體的基極通過串聯一第四電阻與所述第三與門的輸出端連接，所述晶體三極體的集電極通過一第五電阻與所述第三場效應管的柵極連接。所述第四場效應管的柵極通過串聯一第六電阻與所述第二與門的輸出端連接，所述第四場效應管的源極與所述電流檢測電路連接，所述第四場效應管的漏極與所述第三場效應管的漏極連接，且都與所述第二電路部的輸出端連接。所述第一場效應管的型號與所述第三場效應管的型號都是SUD19P06-60L，所述第二場效應管的型號與所述第四場效應管的型號都是SUD23N6-31L。所述第一電阻的阻值與所述第四電阻的阻值都是2K歐姆，所述第二電阻的阻值與所述第五電阻的阻值都是4.7K歐姆，所述第三電阻的阻值與所述第六電阻的阻值都是1K歐姆。所述電流檢測電路包括一線性霍爾電流傳感器，所述霍爾電流傳感器設有一輸入端用於與所述第二場效應管的源極及所述第四場效應管的源極連接。所述霍爾電流傳感器的型號為ACS712-20。

與現有技術相比，本發明的所述邏輯處理電路由第一與門、或非門、第二與門、及第三與門組成，所述第一與門的輸入端設有兩個，分別為正轉信號輸入端及反轉信號輸入端，所述第一與門的輸出端連接所述或非門的一個輸入端，所述第二與門設有兩個輸入端，一個輸入端連接所述或非門輸出端，另一個輸入端連接所述正轉信號輸入端，所述第三與門也設有兩個輸入端，一個輸入端連接所述或非門輸出端，另一個輸入端連接所述反轉信號輸入端，所述第二與門的輸出端與所述第三與門的輸出端分別與所述電機驅動電路的輸入端連接；所述電流檢測電路的另一端與所述邏輯處理電路的輸入端連接為控制信號，當控制信號或者正反轉信號亂套時，所述邏輯處理電路輸出信號為零，使得所述電機驅動電路輸入為零，從而起到了保護電機的作用。

附圖說明

圖1為本發明的邏輯處理電路的原理框圖；

圖2為本發明的電機驅動電路的原理框圖；

圖3為本發明的電流檢測電路的原理框圖。

具體實施方式

為了更進一步闡述本發明所採取的技術手段及取得的效果，下面結合附圖及較佳實施例，對本發明的技術方案，進行清楚和完整的描述。

如圖1至圖3所示，本發明的正反轉電機電路的安全保護電路，其包括：一邏輯處理電路、一電機驅動電路，所述電機驅動電路的輸入端與所述邏輯處理電路的輸出端連接，所述電機驅動電路的輸出端用於與一電機連接。一電流檢測電路，用於檢測所述電機驅動電路的電流強度，所述電流檢測電路一端與所述電機驅動電路連接，另一端與所述邏輯處理電路的輸入端連接。

如圖1至圖3所示，所述邏輯處理電路由第一與門U2-A、或非門U1-A、第二與門U2-B及第三與門U2-C組成。所述第一與門U2-A的輸入端設有兩個，分別為正轉信號輸入端及反轉信號輸入端。所述或非門U1-A與所述第一與門U2-A連接，所述第一與門U2-A的輸出端連接所述或非門U1-A的一個輸入端。所述或非門U1-A的輸出端與所述第二與門U2-B連接，所述第二與門U2-B設有兩個輸入端，一個輸入端連接所述或非門U1-A輸出端，另一個輸入端連接所述正轉信號輸入端。所述第三與門U2-C也設有兩個輸入端，一個輸入端連接所述或非門U1-A的輸出端，另一個輸入端連接所述反轉信號輸入端，所述第二與門U2-B的輸出端A1與所述第三與門U2-C的輸出端B1分別與所述電機驅動電路的輸入端連接。

如圖1至圖3所示，所述電機驅動電路包括一第一電路部，所述第一電路部設有一個第一場效應管Q1、一個第二場效應管Q3及一個晶體三極體，所述第二與門U2-B的輸出端A1通過串聯一第一電阻R4與所述晶體三極體的基極連接，所述第一場效應管Q1的柵極通過一第二電阻R5與所述晶體三極體的集極連接，所述第一場效應管Q1的源極用於與一電源連接。所述第二場效應管Q3的柵極通過串聯一第三電阻R3與所述第三與門U2-C的輸出端B1連接，所述第二場效應管Q3的源極與所述電流檢測電路連接，所述第二場效應管Q3的漏極與所述第一場效應管Q1的漏極連接，所述第二場效應管Q3的漏極與所述第一場效應管Q1的漏極都與所述第一電路部的輸出端OUT2連接。

如圖1至圖3所示，所述電機驅動電路包括一第二電路部，所述第二電路部與所述第一電路部並聯。所述第二電路部包括一個第三場效應管Q4、一個第四場效應管Q6及一個晶體三極體，所述晶體三極體的基極通過串聯一第四電阻R8與所述第三與門U2-C的輸出端B1連接，所述晶體三極體的集電極通過一第五電阻R9與所述第三場效應管Q4的柵極連接。所述第四場效應管Q6的柵極通過串聯一第六電阻R7與所述第二與門U2-B的輸出端A1連接，所述第四場效管Q6的源極與所述電流檢測電路連接，所述第四場效應管Q6的漏極與所述第三場效應管Q4的漏極連接，且都與所述第二電路部的輸出端OUT1連接。所述第一場效應管Q1的型號與所述第三場效應管Q4的型號都是SUD19P06-60L（該型號可以根據電機的功率電流需要更換），所述第二場效應管Q3的型號與所述第四場效應管Q6的型號都是SUD23N6-31L（該型號可以根據電機的功率電流需要更換）。所述第一電阻R4的阻值與所述第四電阻R8的阻值都是2K歐姆，所述第二電阻R5的阻值與所述第五電阻R9的阻值都是4.7K歐姆，所述第三電阻R3的阻值與所述第六電阻R7的阻值都是1K歐姆。所述晶體三極體的型號為8050。

如圖1至圖3所示，所述電流檢測電路包括一線性霍爾電流傳感器，所述霍爾電流傳感器設有一輸入端用於與所述第二場效應管Q3的源極及所述第四場效應管Q6的源極連接。所述霍爾電流傳感器的型號為ACS712-20，所述霍爾電流傳感器的IP1及IP2與所述第二場效應管Q3的源極、所述第四場效應管Q6的源極連接。

當所述正反轉電機電路的安全保護電路一開始啟動時，假設所述正轉信號輸入端輸入高電平1時，所述反轉信號輸入端輸入低電平0時表示所述電機正轉，此時所述正轉信號輸入端的信號及所述反轉信號輸入端的信號屬於正確信號，則第一與門U2-A的輸出信號為低電平0，而所述電流檢測電路的電流為零，則或非門U1-A的兩個輸入端的輸入信號都為低電平，使得所述或非門U1-A輸出信號為高電平；所述第二與門U2-B的兩個輸入端的信號都為高電平，則所述第二與門U2-B的輸出信號為高電平；而所述反轉信號輸入信號為低電平0，則所述第三與門U2-C的輸出信號為低電平，使得所述第三場效應管Q4及所述第二場效應管Q3不導通，從而此時所述第一電路部的輸出端OUT1輸出為0。所述第二與門U2-B的輸出信號為高電平使得所述第一場效應管Q1、與所述第一場效應管Q6導通，此時所述第二電路部的輸出端OUT2輸出為1，使得所述電機驅動電路的輸出電壓(OUT2-OUT1)為正值使得所述電機正轉。所述第二電路部導通同時使得所述第四場效應管Q6的源極向所述霍爾電流傳感器輸入電流，從而使得所述電流檢測電路輸出高電平值，所述電流檢測電路輸出高電值，經U5轉換成穩定的低電平0，進入所述或非門U1-A的輸入端。又如假設所述正轉信號輸入端輸入低電平0時，所述反轉信號輸入端輸入高電平1時表示所述電機反轉，此時所述正轉信號輸入端的信號及所述反轉信號輸入端的信號屬於正確信號，則第一與門U2-A的輸出信號為低電平0，而所述電流檢測電路的輸出電平為零，則或非門U1-A的兩個輸入端的輸入信號都為低電平，使得所述或非門U1-A輸出信號為高電平。所述反轉信號輸入信號為高電平1，則所述第三與門U2-C的輸出信號為高電平，使得所述第二場效應管Q3、與所述第三場效應管Q4導通，從而此時所述第一電路部的輸出端OUT1輸出為1。而所述第二與門U2-B的輸出信號為低電平使得所述第四場效應管Q6不導通，從而使得所述第二電路部不導通，此時所述第二電路部的輸出端OUT2輸出為0，使得所述電機驅動電路的輸出電壓(OUT2-OUT1)為負值使得所述電機反轉。即所述邏輯處理電路既可以實現電源的正反變換，也可以實現電機的正反轉。即是U2-B輸出高電平時，Q1導通，Q6導通，形成電流通路,OUT2是+，OUT1是-，；當U2-C輸出高電平時，Q4導通，Q3導通，形成電流通路，OUT1是+，OUT2是-。

如圖1至圖3所示，電流檢測電路狀態是：通過調整R15，R16的比值，可以決定該電路的電流保護值，一旦電路OUT1與OUT2輸出電流超過設定值，該保護電路輸出高電平，正常工作時是輸出低電平。

如圖3所示，在其它實施例中，進一步包括一反相器U5，所述反相器設在所述電流檢測電路的U4-B的7腳與U1-A之間。

當所述正反轉電機電路的安全保護電路一開始啟動時，假設所述正轉信號輸入端輸入高電平1時，所述反轉信號輸入端也輸入高電平1時，此時所述正轉信號輸入端的信號及所述反轉信號輸入端的信號屬於錯誤信號，則第一與門U2-A輸出高電平，使得所述或非門U1-A輸出低電平，從而使得所述第二與門U2-B及所述第三與門U2-C都輸出低電平，此時所述電機驅動電路沒有信號輸入，則電機不轉動，以此避免了正反控制電路的開發與調試控制的初級階段，或因軟體調試不當與硬體電路參數設計不當，更容易燒壞正反轉驅動電路的問題。

以上詳細說明僅為本發明之較佳實施例的說明，非因此局限本發明的專利範圍，所以，凡運用本創作說明書及圖示內容所為的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。