專利名稱:一種ecm電機控制器的保護模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種ECM電機控制器的保護模塊，包括一級硬件過流保護單元，所述一級硬件過流保護單元包括電源模塊、微處理器、IGBT驅(qū)動模塊以及IGBT逆變電路，其中電源模塊為各部分電路供電，微處理器輸出若干路PWM信號到IGBT驅(qū)動模塊，IGBT驅(qū)動模塊輸出若干路PWM信號到IGBT逆變電路，其特征在于：IGBT逆變電路串接一壓降電阻R218，壓降電阻R218用于檢測流過IGBT逆變電路的電流并轉(zhuǎn)換成電壓值輸送到IGBT驅(qū)動模塊的輸入引腳IDC，由IGBT驅(qū)動模塊根據(jù)壓降電阻R218的電壓值判斷是否過流，若過流，IGBT驅(qū)動模塊將關(guān)斷輸出的若干路PWM信號從而關(guān)斷IGBT逆變電路，其安全可靠。
【專利說明】
一種ECM電機控制器的保護模塊
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本實用新型涉及一種ECM電機控制器的保護模塊，屬于電機技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]現(xiàn)有的ECM電機，電機控制器產(chǎn)生的驅(qū)動波形給電機供電。在某些狀況下，電機會出現(xiàn)故障，例如異常的電流狀況，故障防護線路識別故障，可以通過關(guān)停電機來回應(yīng)故障。
[0003]ECM電機控制器控制功率模塊給電機實體供電，是一個核心元件，也是一個容易出現(xiàn)故障的元件，由于流過功率模塊(IGBT逆變電路)的電流可能比較大，因此功率模塊發(fā)熱嚴(yán)重，一旦電流過大或者熱量不能快速散去，導(dǎo)致功率模塊損壞，整臺電機可能報廢，所以功率模塊的保護是ECM電機控制器穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。
[0004]功率模塊的保護傳統(tǒng)的方法可能涉利用傳感電壓信號，將電壓信號同預(yù)定的最高電壓信號相比較，根據(jù)比較結(jié)果，確定過流狀況是否存在。若是測定存在這種狀況，則功率模件可以利用硬件來初始化響應(yīng)，引起電機關(guān)停。
[0005]然而，單一的保護并不能很好地給功率模塊的有一個很好的保障，必需要有一個可以快速響應(yīng)，多級保護的機制，使到功率模塊的有一個很好的保障，即既可以穩(wěn)定可靠的工作，又可以對故障情況立即處理相應(yīng)，實施自我保護。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]本實用新型的目的是提供一種ECM電機控制器的保護模塊，既可以使IGBT逆變電路穩(wěn)定可靠的工作，又可以對故障情況立即處理相應(yīng)，實施自我保護，更加安全可靠。
[0007]本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。
[0008]—種ECM電機控制器的保護模塊，包括一級硬件過流保護單元，所述一級硬件過流保護單元包括電源模塊、微處理器、IGBT驅(qū)動模塊以及IGBT逆變電路，其中電源模塊為各部分電路供電，微處理器輸出若干路PWM信號到IGBT驅(qū)動模塊，IGBT驅(qū)動模塊輸出若干路PWM信號到IGBT逆變電路，IGBT逆變電路串接一壓降電阻R218，壓降電阻R218用于檢測流過IGBT逆變電路的電流并轉(zhuǎn)換成電壓值輸送到IGBT驅(qū)動模塊的輸入引腳IDC，由IGBT驅(qū)動模塊根據(jù)壓降電阻R218的電壓值判斷是否過流，若過流，IGBT驅(qū)動模塊將關(guān)斷輸出的若干路PWM信號從而關(guān)斷IGBT逆變電路。
[0009]上述ECM電機控制器的保護模塊還包括二級硬件過流保護單元，當(dāng)IGBT驅(qū)動模塊決定關(guān)斷輸出的若干路PWM信號時，IGBT驅(qū)動模塊產(chǎn)生一個中斷信號FOl并送到微處理器，微處理器將封鎖其輸出的若干路PWM信號，由此形成所述二級硬件過流保護單元。
[0010]上述ECM電機控制器的保護模塊還包括軟件過流保護單元，它包括放大濾波電路以及A/D轉(zhuǎn)換，壓降電阻R218用于檢測流過IGBT逆變電路的電流并轉(zhuǎn)換成電壓值經(jīng)放大濾波電路以及A/D轉(zhuǎn)換后輸送到微處理器的ad檢測引腳，由微處理器根據(jù)壓降電阻R218的電壓值UO與過流設(shè)定電壓值Uset I進行比較，若電壓值UO >電壓值Uset I則判斷為過流，微處理器將封鎖其輸出的若干路PWM信號。[0011 ]上述ECM電機控制器的保護模塊還包括過壓欠壓軟件保護單元，它包括直流母線電壓檢測電路，直流母線電壓檢測電路檢測的電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送到微處理器，微處理器得到直流母線電壓UlO的大小，當(dāng)所述直流母線電壓UlO大于設(shè)定的最大直流母線電壓Umax或者小于設(shè)定的最小直流母線電壓Umin時，微處理器將封鎖其輸出的若干路PffM信號，由此形成所述過壓欠壓軟件保護單元。
[0012]上述ECM電機控制器的保護模塊還包括過溫軟件保護單元，所述過溫軟件保護單元包括熱敏電阻、分壓電阻以及A/D轉(zhuǎn)換，熱敏電阻以及分壓電阻串接在一起且兩端分別連接在直流電源和地之間，熱敏電阻用于檢測IGBT逆變電路的溫度并轉(zhuǎn)換成電壓值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸送到微處理器，由微處理器根據(jù)熱敏電阻的電壓值U20與設(shè)定的過溫電壓值UlOO進行比較，若電壓值U20 >設(shè)定的過溫電壓值Ul 00，則判斷為過溫，微處理器將封鎖其輸出的若干路PffM信號。
[0013]上述ECM電機控制器的保護模塊還包括過溫硬件保護單元，所述過溫硬件保護單元包括熱敏電阻、分壓電阻以及比較器，熱敏電阻以及分壓電阻串接在一起且兩端分別連接在直流電源和地之間，熱敏電阻用于檢測IGBT逆變電路的溫度并轉(zhuǎn)換成電壓值輸送到比較器，由比較器根據(jù)熱敏電阻的電壓值判斷是否過溫，若過溫，比較器產(chǎn)生一個中斷信號F02并送到微處理器，微處理器將封鎖其輸出的若干路PffM信號。
[0014]上述IGBT驅(qū)動模塊和IGBT逆變電路可以集成在一起形成智能功率模塊IPM。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下效果:
[0016]I )IGBT逆變電路串接一壓降電阻R218，壓降電阻R218用于檢測流過IGBT逆變電路的電流并轉(zhuǎn)換成電壓值輸送到IGBT驅(qū)動模塊的輸入引腳IDC，由IGBT驅(qū)動模塊根據(jù)壓降電阻R218的電壓值判斷是否過流，若過流，IGBT驅(qū)動模塊將關(guān)斷輸出的若干路PffM信號從而關(guān)斷IGBT逆變電路，其結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)方案容易實現(xiàn)，當(dāng)IGBT逆變電路過流時，IGBT驅(qū)動模塊能迅速反應(yīng)并關(guān)斷輸出的若干路PWM信號從而關(guān)斷IGBT逆變電路，硬件保護可以快速響應(yīng)，使到功率模塊有一個很好的保障，安全、可靠；
[0017]2)當(dāng)IGBT驅(qū)動模塊決定關(guān)斷輸出的若干路PWM信號時，IGBT驅(qū)動模塊產(chǎn)生一個中斷信號FOl并送到微處理器，微處理器將封鎖其輸出的若干路PWM信號，由此形成所述二級硬件過流保護單元，形成多級的過流保護，進一步提高ECM電機控制器的保護模塊的安全性以及可靠性；
[0018]3)壓降電阻R218用于檢測流過IGBT逆變電路的電流并轉(zhuǎn)換成電壓值經(jīng)放大濾波電路以及A/D轉(zhuǎn)換后輸送到微處理器的ad檢測引腳，由微處理器根據(jù)壓降電阻R218的電壓值UO與過流設(shè)定電壓值U setl進行比較，若電壓值1]0>電壓值U s e 11則判斷為過流，微處理器將封鎖其輸出的若干路PWM信號，形成多級的過流保護，進一步提高ECM電機控制器的保護模塊的安全性以及可靠性。
[0019]4)ECM電機控制器的保護模塊還包括過溫軟件保護單元，所述過溫軟件保護單元包括熱敏電阻、分壓電阻以及A/D轉(zhuǎn)換，熱敏電阻用于檢測IGBT逆變電路的溫度并轉(zhuǎn)換成電壓值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸送到微處理器，由微處理器根據(jù)熱敏電阻的電壓值U20與設(shè)定的過溫電壓值Ul 00進行比較，若電壓值U20 >設(shè)定的過溫電壓值Ul 00，則判斷為過溫，微處理器將封鎖其輸出的若干路PWM信號，對使IGBT逆變電路穩(wěn)定可靠的工作，又可以對故障情況立即處理相應(yīng)，實施自我保護，更加安全可靠。【附圖說明】
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[0020]圖1是實施例中ECM電機的立體示意圖；
[0021 ]圖2是實施例中ECM電機控制器的立體示意圖；
[0022]圖3是實施例中ECM電機實體的立體示意圖；
[0023]圖4是實施例中ECM電機控制器的保護模塊的電路圖；
[0024]圖5是實施例中軟件過流保護單元的電路圖；
[0025]圖6是實施例中過壓欠壓軟件保護單元的電路圖；
[0026]圖7是實施例中過溫軟件保護單元的電路圖；
[0027]圖8是實施例中過溫硬件保護單元的電路圖。
【具體實施方式】
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[0028]下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)的描述。
[0029]實施例一:本實施例是一種ECM電機控制器的保護模塊，一般的ECM電機(即電子換向驅(qū)動電機)包括ECM電機實體I和ECM電機控制器2，如圖1、圖2、圖3所示，ECM電機實體I包括殼體11、定子組件12和轉(zhuǎn)子組件13，ECM電機控制器2包括控制盒22和安裝在控制盒22里面的控制線路板21。控制盒22通常安裝在殼體11的尾部。如圖4所示，所述ECM電機控制器的保護模塊包括一級硬件過流保護單元，所述一級硬件過流保護單元包括電源模塊、微處理器、IGBT驅(qū)動模塊以及IGBT逆變電路，其中電源模塊為各部分電路供電，微處理器輸出6路卩麗信號(？1、？2、？3、？4、？5和?6)到1681'驅(qū)動模塊，1681'驅(qū)動模塊輸出6路13麗信號(？01、卩02、？03、？04、？05、？06)到1681'逆變電路，具體的，1681'逆變電路由電子開關(guān)管01、02、03、
04、05和06組成，電子開關(guān)管叭、02、03、04、05和06的控制端分別由1681'驅(qū)動模塊輸出的6路?麗信號(？01、？02、？03、？04、？05、？06)驅(qū)動。1681'逆變電路串接一壓降電阻1?218，壓降電阻R218用于檢測流過IGBT逆變電路的電流并轉(zhuǎn)換成電壓值輸送到IGBT驅(qū)動模塊的輸入引腳IDC，由IGBT驅(qū)動模塊根據(jù)壓降電阻R218的電壓值判斷是否過流，若過流，IGBT驅(qū)動模塊將關(guān)斷輸出的若干路PWM信號從而關(guān)斷IGBT逆變電路。
[0030]所述ECM電機控制器的保護模塊還包括二級硬件過流保護單元，當(dāng)IGBT驅(qū)動模塊決定關(guān)斷輸出的若干路PWM信號時，IGBT驅(qū)動模塊產(chǎn)生一個中斷信號FOl并送到微處理器，微處理器將封鎖其輸出的若干路PWM信號，由此形成所述二級硬件過流保護單元。
[0031]圖4和圖5所示，所述ECM電機控制器的保護模塊還包括軟件過流保護單元，它包括放大濾波電路以及A/D轉(zhuǎn)換，壓降電阻R218用于檢測流過IGBT逆變電路的電流并轉(zhuǎn)換成電壓值經(jīng)放大濾波電路以及A/D轉(zhuǎn)換后輸送到微處理器的ad檢測引腳，由微處理器根據(jù)壓降電阻R218的電壓值UO與過流設(shè)定電壓值Use 11進行比較，若電壓值UO >電壓值Use 11則判斷為過流，微處理器將封鎖其輸出的若干路PWM信號。
[0032]如圖4和圖6所示，所述ECM電機控制器的保護模塊還包括過壓欠壓軟件保護單元，它包括直流母線電壓檢測電路(通過電阻Rl檢測直流母線電壓)，直流母線電壓檢測電路檢測的電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送到微處理器，微處理器得到直流母線電壓UlO的大小，當(dāng)所述直流母線電壓UlO大于設(shè)定的最大直流母線電壓Umax或者小于設(shè)定的最小直流母線電壓Umin時，微處理器將封鎖其輸出的若干路PffM信號，由此形成所述過壓欠壓軟件保護單元。
[0033]如圖7所示，所述ECM電機控制器的保護模塊還包括過溫軟件保護單元，所述過溫軟件保護單元包括熱敏電阻NTC、分壓電阻R205以及A/D轉(zhuǎn)換，熱敏電阻NTC以及分壓電阻R205串接在一起且兩端分別連接在直流電源和地之間，熱敏電阻NTC安裝在IGBT逆變電路附近用于檢測IGBT逆變電路的溫度并轉(zhuǎn)換成電壓值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸送到微處理器，由微處理器根據(jù)熱敏電阻NTC的電壓值U20與設(shè)定的過溫電壓值Ul 00進行比較，若電壓值U20 >設(shè)定的過溫電壓值UlOO，則判斷為過溫，微處理器將封鎖其輸出的若干路PffM信號。具體的，所述熱敏電阻NTC是放置于電子開關(guān)管旁邊以可更好地感應(yīng)電子開關(guān)管的溫度。
[0034]所述IGBT驅(qū)動模塊和IGBT逆變電路可以集成在一起形成智能功率模塊IPM。
[0035]實施例二:如圖4和圖8所示，本實施例與實施例一的不同之處在于:所述過溫硬件保護單元包括熱敏電阻NTC、分壓電阻R205以及比較器，熱敏電阻NTC以及分壓電阻R205串接在一起且兩端分別連接在直流電源和地之間，熱敏電阻NTC用于檢測IGBT逆變電路的溫度并轉(zhuǎn)換成電壓值輸送到比較器，由比較器根據(jù)熱敏電阻NTC的電壓值判斷是否過溫，若過溫，比較器產(chǎn)生一個中斷信號F02并送到微處理器，微處理器將封鎖其輸出的若干路PWM信號。
[0036]以上實施例為本發(fā)明的較佳實施方式，但本發(fā)明的實施方式不限于此，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種ECM電機控制器的保護模塊，包括一級硬件過流保護單元，所述一級硬件過流保護單元包括電源模塊、微處理器、IGBT驅(qū)動模塊以及IGBT逆變電路，其中電源模塊為各部分電路供電，微處理器輸出若干路PWM信號到IGBT驅(qū)動模塊，IGBT驅(qū)動模塊輸出若干路PWM信號到IGBT逆變電路，其特征在于:IGBT逆變電路串接一壓降電阻R218，壓降電阻R218用于檢測流過IGBT逆變電路的電流并轉(zhuǎn)換成電壓值輸送到IGBT驅(qū)動模塊的輸入引腳IDC，由IGBT驅(qū)動模塊根據(jù)壓降電阻R218的電壓值判斷是否過流，若過流，IGBT驅(qū)動模塊將關(guān)斷輸出的若干路PffM信號從而關(guān)斷IGBT逆變電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ECM電機控制器的保護模塊，其特征在于:還包括二級硬件過流保護單元，當(dāng)IGBT驅(qū)動模塊決定關(guān)斷輸出的若干路PffM信號時，IGBT驅(qū)動模塊產(chǎn)生一個中斷信號FOl并送到微處理器，微處理器將封鎖其輸出的若干路PffM信號，由此形成所述二級硬件過流保護單元。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種ECM電機控制器的保護模塊，其特征在于:還包括軟件過流保護單元，它包括放大濾波電路以及A/D轉(zhuǎn)換，壓降電阻R218用于檢測流過IGBT逆變電路的電流并轉(zhuǎn)換成電壓值經(jīng)放大濾波電路以及A/D轉(zhuǎn)換后輸送到微處理器的ad檢測引腳，由微處理器根據(jù)壓降電阻R218的電壓值UO與過流設(shè)定電壓值Usetl進行比較，若電壓值U0>電壓值Usetl則判斷為過流，微處理器將封鎖其輸出的若干路PffM信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種ECM電機控制器的保護模塊，其特征在于:還包括過壓欠壓軟件保護單元，它包括直流母線電壓檢測電路，直流母線電壓檢測電路檢測的電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送到微處理器，微處理器得到直流母線電壓UlO的大小，當(dāng)所述直流母線電壓Ul O大于設(shè)定的最大直流母線電壓Umax或者小于設(shè)定的最小直流母線電壓Umin時，微處理器將封鎖其輸出的若干路PWM信號，由此形成所述過壓欠壓軟件保護單元。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種ECM電機控制器的保護模塊，其特征在于:它還包括過溫軟件保護單元，所述過溫軟件保護單元包括熱敏電阻、分壓電阻以及A/D轉(zhuǎn)換，熱敏電阻以及分壓電阻串接在一起且兩端分別連接在直流電源和地之間，熱敏電阻用于檢測IGBT逆變電路的溫度并轉(zhuǎn)換成電壓值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸送到微處理器，由微處理器根據(jù)熱敏電阻的電壓值U2 O與設(shè)定的過溫電壓值U1 O進行比較，若電壓值U20 >設(shè)定的過溫電壓值UlOO，則判斷為過溫，微處理器將封鎖其輸出的若干路PffM信號。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種ECM電機控制器的保護模塊，其特征在于:還包括過溫硬件保護單元，所述過溫硬件保護單元包括熱敏電阻、分壓電阻以及比較器，熱敏電阻以及分壓電阻串接在一起且兩端分別連接在直流電源和地之間，熱敏電阻用于檢測IGBT逆變電路的溫度并轉(zhuǎn)換成電壓值輸送到比較器，由比較器根據(jù)熱敏電阻的電壓值判斷是否過溫，若過溫，比較器產(chǎn)生一個中斷信號F02并送到微處理器，微處理器將封鎖其輸出的若干路PffM信號。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種ECM電機控制器的保護模塊，其特征在于:所述IGBT驅(qū)動模塊和IGBT逆變電路可以集成在一起形成智能功率模塊IPM。
【文檔編號】H02H5/04GK205724849SQ201620340944
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】趙勇, 邊文清, 陳云生
【申請人】中山大洋電機股份有限公司