專利名稱：大電流設(shè)備的控制裝置與驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及大電流設(shè)備控制領(lǐng)域，尤其涉及大電流設(shè)備的控制裝置與驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，特別是大電流設(shè)備控制技術(shù)的提高，各種捆綁裝置或者起重裝置都被設(shè)計成電動控制了，例如貨物捆綁中的電動絞車、吉普車或越野車的電動絞盤、直升機起落架等，給物流運輸、吉普車或越野車救援或自救、直升機救援或貨物運輸帶來了極大地方便，使工作效率大大提高。 現(xiàn)在市場上的貨物捆綁用的電動絞車、越野車的電動絞盤、直升機起落架等，所使用的大電流設(shè)備的控制裝置非常簡單，控制裝置使用電磁繼電器控制，電磁繼電器直接與大電流設(shè)備相連，電磁繼電器一般由電磁鐵、銜鐵、彈簧片、觸點等組成，其工作電路由控制電路和工作電路兩部分構(gòu)成。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服彈簧的拉カ吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點(常開觸點)吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的拉カ返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點(常閉觸點)釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中導(dǎo)通以驅(qū)動大電流設(shè)備運轉(zhuǎn)、切斷以停止大電流設(shè)備運轉(zhuǎn)的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”;處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。使用電磁繼電器控制時，由于大電流設(shè)備的工作溫度范圍比較窄，在低于最低正常工作溫度的環(huán)境下，大電流設(shè)備的磁阻會增大，啟動扭カ會增大，減速齒輪的摩擦力也會増大，潤滑油會變粘稠甚至凝固，使?jié)櫥饔脺p弱，此時如果使用電磁繼電器直接驅(qū)動大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，將會導(dǎo)致大電流設(shè)備無法轉(zhuǎn)動。而且，電磁繼電器的正常工作溫度范圍也比較窄，一般為-20°C 70°C，低于最低正常工作溫度吋，電磁繼電器也無法工作。此外，電磁繼電器在驅(qū)動大電流設(shè)備運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生大量的熱，若不將熱量散出，則無法長時間使用?，F(xiàn)有的做法是使用巨大的散熱片，及時將熱量散出，而無法做到控制裝置的小型化。而且，采用電磁繼電器控制時，控制方式是按鍵控制。例如，越野車的電動絞盤上面有一根引出控制線，控制線的末端是按鍵，按鍵有3個檔，收緊、停止和放松，按下收緊按鈕，則電動絞盤進(jìn)行收緊動作，松開該按鍵，則按鍵自動回到停止位置，按下放松按鈕，則電動絞盤進(jìn)行放松動作，松開此按鍵，則按鍵自動回到停止位置。這樣只能手動控制，且無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程、無線控制，也無法精確測量拉カ并根據(jù)拉カ的大小進(jìn)行控制。綜上所述，現(xiàn)有大電流設(shè)備及其控制裝置無法在低溫時使用，而且控制裝置體積大、散熱系統(tǒng)復(fù)雜，只能實現(xiàn)手動控制，不能實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線控制，也無法實現(xiàn)精確的拉カ測量井根據(jù)拉カ的大小進(jìn)行控制。
實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提出一種大電流設(shè)備的控制裝置，使得大電流設(shè)備可以在低溫時使用。本實用新型的另一目的是提出一種大電流設(shè)備的驅(qū)動裝置，使得大電流設(shè)備可以在低溫時使用。為達(dá)到上述目的，本實用新型實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種大電流設(shè)備的控制裝置，該裝置包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、電 源管理模塊、以及微控制器，其中第一溫度傳感器，用于檢測大電流設(shè)備所處的環(huán)境溫度，并將所述溫度信號發(fā)送給微控制器；第二溫度傳感器，用于檢測大電流設(shè)備驅(qū)動模塊的溫度，并將所述溫度信號發(fā)送給微控制器；電源管理模塊，用于對外部電源進(jìn)行分壓，為控制裝置的各部分提供電壓源；微控制器，用于在大電流設(shè)備啟動過程中吋，采集電源管理模塊輸入的電源電壓，當(dāng)所采集的電源電壓在其正常工作電壓范圍內(nèi)，且接收到的第一溫度傳感器的環(huán)境溫度小于預(yù)先設(shè)定的環(huán)境溫度閾值時，輸出預(yù)先設(shè)定的脈沖寬度調(diào)制PWM信號至大電流設(shè)備驅(qū)動模塊；大電流設(shè)備啟動過程結(jié)束后，定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號，當(dāng)所述溫度值大于預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動模塊工作溫度閾值時，逐次増大當(dāng)前PWM信號的占空比，直至達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值。一種大電流設(shè)備的驅(qū)動裝置，該裝置包括受控于如上所述大電流設(shè)備的控制裝置的驅(qū)動模塊、電源輸入模塊、以及印制電路板PCB鋁基板，其中驅(qū)動模塊，用于接收來自控制裝置中的PWM脈沖信號，根據(jù)所述PWM脈沖信號輸出大電流設(shè)備所需的電壓和電流；電源輸入模塊，用于將外部電源提供給大電流設(shè)備的驅(qū)動模塊和所述控制裝置中的電源管理模塊；所述大電流設(shè)備的驅(qū)動模塊貼附在PCB鋁基板上。本實用新型的有益效果為，通過在大電流設(shè)備的運轉(zhuǎn)過程中根據(jù)當(dāng)前拉カ值、環(huán)境溫度值和電源電壓來控制大電流設(shè)備的轉(zhuǎn)速或啟動停止，使得大電流設(shè)備可以在低溫時使用，在電流出現(xiàn)異常時實現(xiàn)設(shè)備保護(hù)，可實現(xiàn)精確的拉力測量并根據(jù)拉カ的大小控制大電流設(shè)備的使用，并且通過使用PCB鋁基板散熱結(jié)構(gòu)可以減少控制裝置的體積，還可實現(xiàn)無線、遠(yuǎn)程控制。

圖I為本實用新型實施例的裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下通過具體實施例并參見附圖，對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。[0024]本實用新型通過檢測大電流設(shè)備所處的環(huán)境溫度，并根據(jù)所述環(huán)境溫度來調(diào)整PWM信號的輸出，使得大電流設(shè)備可以在低溫時使用，通過檢測流過大電流設(shè)備的電流大小，來控制大電流設(shè)備運轉(zhuǎn)，可以在電流出現(xiàn)異常時實現(xiàn)設(shè)備保護(hù)，通過檢測大電流設(shè)備的輸出力矩，可實現(xiàn)精確的拉力測量并根據(jù)拉カ的大小控制大電流設(shè)備的使用，并且，通過使用印制電路板PCB鋁基板散熱結(jié)構(gòu)可以減少控制裝置的體積。本實用新型還可實現(xiàn)無線、遠(yuǎn)程控制。本實用新型實施例的裝置結(jié)構(gòu)如圖I所示，一種大電流設(shè)備的控制裝置，包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、電源管理模塊、以及微控制器，其中第一溫度傳感器，用于檢測大電流設(shè)備所處的環(huán)境溫度，并將所述溫度信號發(fā)送給微控制器；微控制器將所述溫度信號換算成實際的溫度值。較佳地，第一溫度傳感器集成于微控制器，可以精確測量驅(qū)動模塊的溫度以及減少控制裝置的體積。第二溫度傳感器，用于檢測大電流設(shè)備驅(qū)動模塊的溫度，并將所述溫度信號發(fā)送給微控制器。較佳地，所述第二溫度傳感器貼附在印制電路板PCB鋁基板上。電源管理模塊，用于對外部電源進(jìn)行分壓，為控制裝置的各部分提供電壓源。所述電源管理模塊可由過壓過流保護(hù)電路、電源濾波電路和穩(wěn)壓電路構(gòu)成，因為大電流設(shè)備的控制裝置主要用于汽車或者直升機上，所以電源管理模塊經(jīng)過了特殊設(shè)計，可包含有負(fù)電壓沖擊保護(hù)電路、高壓脈沖保護(hù)電路、共模濾波電路、DC-DC降壓電路、線性穩(wěn)壓電路，以保證該模塊可以在比較惡劣的環(huán)境中工作。微控制器，用于在大電流設(shè)備啟動過程中吋，采集電源管理模塊輸入的電源電壓，當(dāng)所采集的電源電壓在其正常工作電壓范圍內(nèi)，且接收到的第一溫度傳感器的環(huán)境溫度小于預(yù)先設(shè)定的環(huán)境溫度閾值時，輸出預(yù)先設(shè)定的脈沖寬度調(diào)制PWM信號至大電流設(shè)備驅(qū)動模塊；大電流設(shè)備啟動過程結(jié)束后，定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號，當(dāng)所述溫度值大于預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動模塊工作溫度閾值時，逐次増大當(dāng)前PWM信號的占空比，直至達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值。其中，所述電源管理模塊輸入的電源電壓為外部電源電壓，其正常工作電壓范圍為8V 16V。所述環(huán)境溫度閾值由大電流設(shè)備和大電流設(shè)備驅(qū)動模塊的特性標(biāo)定，具體為若低于溫度X吋，啟動大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)運行后會導(dǎo)致大電流設(shè)備的磁阻增大、啟動扭カ増大、減速齒輪的摩擦カ增大、潤滑油變粘稠甚至凝固使?jié)櫥饔脺p弱、大電流設(shè)備驅(qū)動模塊的驅(qū)動能力降低，則將溫度X設(shè)定為環(huán)境溫度閾值。例如，若環(huán)境溫度閾值為-10°C，當(dāng)環(huán)境溫度低于-10°C吋，此時大電流設(shè)備驅(qū)動系統(tǒng)的各項指標(biāo)與高于-10°c相比有很大變化，包括大電流設(shè)備的磁阻増大、啟動扭カ增大和啟動電流增大、減速齒輪的摩擦カ增大、潤滑油變粘稠使?jié)櫥饔脺p弱、大電流設(shè)備驅(qū)動模塊的驅(qū)動能力降低，驅(qū)動模塊中MOS管或IGBT管因為瞬間大電流導(dǎo)致封裝無法承受劇烈的溫度變化而炸裂等，此時如果直接驅(qū)動大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，將會導(dǎo)致大電流設(shè)備無法轉(zhuǎn)動、瞬間電流過大導(dǎo)致MOS管或IGBT管炸裂或者燒毀線路等。[0038]因此,本實用新型使用低脈寬PWM加熱大電流設(shè)備和大電流設(shè)備驅(qū)動模塊,使大電流設(shè)備和大電流設(shè)備驅(qū)動模塊的溫度上升到正常溫度，然后加寬PWM脈沖的寬度使大電流設(shè)備低速平緩的啟動，待大電流設(shè)備運行正常時繼續(xù)加寬PWM脈沖以増加大電流設(shè)備的輸出力矩。預(yù)先設(shè)定的PWM信號就是上述的低脈寬PWM，用以加熱大電流設(shè)備和大電流設(shè)備驅(qū)動MOS管或IGBT管，預(yù) 先設(shè)定的PWM信號的占空比為使大電流設(shè)備處于啟動的臨界狀態(tài)下的PWM信號占空比。使大電流設(shè)備處于啟動的臨界狀態(tài)下運行可以保護(hù)大電流設(shè)備驅(qū)動模塊不至損壞。然后，設(shè)定PWM寄存器，具體為 當(dāng)需要大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)運行時，設(shè)定正轉(zhuǎn)模式PWM寄存器；當(dāng)需要大電流設(shè)備反轉(zhuǎn)運行吋，設(shè)定反轉(zhuǎn)模式PWM寄存器。PWM脈沖是通過微處理器內(nèi)部的PWM脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的，可以通過調(diào)整PWM脈沖發(fā)生器的寄存器來調(diào)整PWM脈沖的占空比。大電流設(shè)備啟動過程結(jié)束后，按預(yù)先設(shè)定的時間長度，定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號，大電流設(shè)備運行時，大電流設(shè)備驅(qū)動模塊的溫度會逐漸升高，當(dāng)所述溫度值大于預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動模塊工作溫度閾值時，多次増大PWM信號占空比，直至達(dá)到所述預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值。設(shè)定驅(qū)動模塊工作溫度閾值是為了保證驅(qū)動模塊中電子元器件有較佳的工作性能，所述驅(qū)動模塊工作溫度閾值由大電流設(shè)備驅(qū)動模塊中電子元器件的性能標(biāo)定，具體為若高于溫度Y，所述驅(qū)動模塊中電子元器件有較好的工作性能，則將溫度Y設(shè)定為驅(qū)動模塊工作溫度閾值。所述PWM信號占空比最大值的設(shè)定方法為當(dāng)拉カ設(shè)定值小于預(yù)先設(shè)定的拉カ閾值時，所述PWM信號占空比最大值為所述拉力閾值對應(yīng)的PWM信號占空比；當(dāng)拉カ設(shè)定值大于或等于預(yù)先設(shè)定的拉カ閾值時，所述PWM信號占空比最大值為100% ；所述拉カ閾值為拉動次數(shù)最多的物體的重量。例如，大電流設(shè)備最常被使用來拉動500kg左右的物體，這時，可以設(shè)定拉カ閾值為500kg，將PWM信號占空比設(shè)定為80%時，剛好可以產(chǎn)生500kg的拉力，因此，若拉カ設(shè)定值小于500kg，此時，設(shè)定PWM信號占空比為80%，若拉カ設(shè)定值大于500kg，此時，需要設(shè)定PWM信號占空比為100%，才可以產(chǎn)生超過500kg的拉力。本實用新型裝置若用在直升機和起重機上面不需要拉カ設(shè)定值，或者設(shè)定ー個比實際需拉動的物體重量大的拉カ值就可以了。PWM信號占空比最大值是根據(jù)實際測試得到的數(shù)據(jù)，例如，根據(jù)拉カ設(shè)定值的大小設(shè)定PWM信號占空比的最大值，這樣既可以保證絞車能夠拉到設(shè)定拉カ值，又不會因為PWM信號占空比太大而導(dǎo)致絞車轉(zhuǎn)速過高，可以節(jié)省用電。所述多次増大PWM信號占空比，直至達(dá)到所述預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值，是為了保證逐步增加大電流設(shè)備的輸出力矩,避免因為突然大幅度增大PWM脈沖而導(dǎo)致大電流設(shè)備及其驅(qū)動模塊損壞。[0053]較佳地，所述大電流的控制裝置進(jìn)ー步包括電流傳感器，用于檢測流過大電流設(shè)備的電流，并將所述電流信號發(fā)送給微控制器；所述電流傳感器為霍爾型電流傳感器；所述微控制器，進(jìn)ー步用于在所述定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號之前，當(dāng)來自電流傳感器的電流大于O且小于大電流設(shè)備的最小工作電流，或者大于預(yù)先設(shè)定的大電流設(shè)備的最大工作電流時，關(guān)閉PWM脈沖輸出；當(dāng)來自電流傳感器的電流大于大電流設(shè)備的最小工作電流且小于預(yù)先設(shè)定的大電流設(shè)備的最大工作電流時，定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號。即在大電流設(shè)備運轉(zhuǎn)時微控制器一直檢測流過大電流設(shè)備的電流，當(dāng)流過大電流設(shè)備的電流大于預(yù)先設(shè)定的大電流設(shè)備的最大工作電流時，停止大電流設(shè)備并報警。所述大電流設(shè)備的最小工作電流和最大工作電流根據(jù)大電流設(shè)備的性能標(biāo)定。較佳地，所述大電流的控制裝置進(jìn)ー步包括拉カ傳感器，用于檢測大電流設(shè)備的拉カ值，并將拉カ模擬信號輸出至信號調(diào)理模塊；信號調(diào)理模塊，用于為拉力傳感器提供激勵電壓，放大拉カ傳感器發(fā)送的拉カ模擬信號；ADC采集器，用于從信號調(diào)理模塊采集放大后的拉カ模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將所述拉カ數(shù)字信號發(fā)送至微控制器供微處理器分析處理；ADC采集器就是模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述微控制器，進(jìn)ー步用于在所述達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值之后，根據(jù)接收到的外部指令判斷大電流設(shè)備當(dāng)前在正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，若正轉(zhuǎn)，當(dāng)ADC采集器發(fā)送的拉カ值小于拉カ設(shè)定值時,定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號，當(dāng)所述溫度值大于預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動模塊工作溫度閾值時，逐次増大當(dāng)前PWM信號占空比，直至達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值；若反轉(zhuǎn)，當(dāng)反轉(zhuǎn)時間超過預(yù)先設(shè)定的時間長度時，關(guān)閉PWM脈沖輸出，當(dāng)反轉(zhuǎn)時間沒有超過預(yù)先設(shè)定的時間長度時，定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號，當(dāng)所述溫度值大于預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動模塊工作溫度閾值時，逐次増大當(dāng)前PWM信號占空比，直至達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值。反轉(zhuǎn)時，大電流設(shè)備中有自動離合裝置，使大電流設(shè)備反轉(zhuǎn)超過預(yù)先設(shè)定的時間長度后停止轉(zhuǎn)動，對大電流設(shè)備起保護(hù)作用。較佳地，所述大電流的控制裝置進(jìn)ー步包括輸入輸出模塊，用于向微控制器發(fā)送指令，接收微控制器的指令并輸出。所述輸入輸出模塊可以為按鍵、數(shù)碼管、指示燈，和/或，射頻收發(fā)模塊，其中按鍵，用于向微控制器發(fā)送解鎖指令、拉カ設(shè)定值和大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)指令；即可通過按鍵手動設(shè)定拉カ值，控制大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等；數(shù)碼管，用于顯示微控制器發(fā)送的當(dāng)前拉カ值、大電流設(shè)備控制的狀態(tài)、控制的模式及拉カ設(shè)定值的大??；指示燈，可在大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)時顯示紅色，反轉(zhuǎn)時顯示緑色；射頻收發(fā)模塊，用于以遠(yuǎn)程、無線的方式向微控制器發(fā)送拉カ設(shè)定值和大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)指令，接收并顯示微控制器發(fā)送的當(dāng)前拉カ值。[0070]其中，射頻收發(fā)模塊可用于遠(yuǎn)程無線控制大電流設(shè)備的控制裝置，通過上位機或手持的設(shè)備進(jìn)行操作 ，實現(xiàn)無線遠(yuǎn)程控制。而按鍵、數(shù)碼管、指示燈可用于手動控制大電流設(shè)備的控制裝置，與包含微控制器的控制板的接ロ可以為排線方式、金手指焊接方式或者板對板接插件，同樣也可以與控制板合在一起使用一塊電路板進(jìn)行布局。因為按鍵數(shù)量較少，所以按鍵可能被分配有不同功能，按鍵功能的劃分可以根據(jù)當(dāng)前的運行狀態(tài)進(jìn)行，例如，在大電流設(shè)備的控制裝置鎖定后，可以設(shè)定ー個解鎖鍵，ー個數(shù)碼管設(shè)定切換鍵，ー個數(shù)字増加鍵，ー個數(shù)字減小鍵，這樣就可以在按下解鎖鍵之后輸入密碼，數(shù)碼管切換鍵用來切換密碼設(shè)定位或確認(rèn)密碼輸入，數(shù)字增減鍵用來輸入數(shù)字；在該控制裝置解鎖后，按鍵的功能也進(jìn)行了切換，這時可以設(shè)定一個カ值設(shè)定鍵，ー個數(shù)字増加鍵，ー個數(shù)字減小鍵，按下カ值設(shè)定鍵，則進(jìn)入力值設(shè)定狀態(tài)，數(shù)字增減鍵用來増加或者減小所設(shè)定的カ值；在該控制裝置解鎖后，按鍵的功能還可以這樣設(shè)定ー個停止鍵，一個大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)鍵，ー個大電流設(shè)備反轉(zhuǎn)鍵，按下大電流設(shè)備正轉(zhuǎn)鍵或者反轉(zhuǎn)鍵，大電流設(shè)備進(jìn)入正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)狀態(tài)，按下停止鍵大電流設(shè)備停止。較佳地，所述微控制器，進(jìn)ー步包括當(dāng)所采集的電源電壓不在其正常工作電壓范圍內(nèi)，和/或所述環(huán)境溫度不在エ業(yè)級芯片正常工作溫度范圍內(nèi)時，禁止啟動大電流設(shè)備，并輸出錯誤提示信息。所述エ業(yè)級芯片的正常工作溫度范圍為_40°C 85°C。本實用新型實施例的大電流設(shè)備的驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)如圖I所示，該裝置包括受控于本實用新型實施例的大電流設(shè)備控制裝置的驅(qū)動模塊、電源輸入模塊、以及印制電路板PCB鋁基板，其中驅(qū)動模塊，用于接收來自控制裝置中的PWM脈沖信號，根據(jù)所述PWM脈沖信號輸出大電流設(shè)備所需的電壓和電流。所述驅(qū)動模塊包括:M0S管或IGBT管H橋電路、H橋驅(qū)動電路，其中H橋驅(qū)動電路，用于接收來自微控制器的PWM脈沖信號井根據(jù)所述PWM脈沖信號生成MOS管或IGBT管H橋電路所需的PWM脈沖信號，自身內(nèi)部的電荷泵將電源電壓提升產(chǎn)生H橋上臂所需的高電壓，還提供MOS管或IGBT管門極上升沿所需的瞬間大電流。MOS管或IGBT管H橋電路，用于根據(jù)H橋驅(qū)動電路輸出的PWM脈沖信號控制大電流設(shè)備的運轉(zhuǎn)，并提供大電流設(shè)備運轉(zhuǎn)所需的電壓和電流;M0S管或IGBT管H橋電路提供大電流設(shè)備運轉(zhuǎn)所需的大電流，井能通過不同上下臂的組合控制大電流設(shè)備的正反轉(zhuǎn)，MOS管或IGBT管H橋電路是主要的大電流設(shè)備功率驅(qū)動部分，也是發(fā)熱量最嚴(yán)重的部分。電源輸入模塊，用于將外部電源提供給大電流設(shè)備的驅(qū)動模塊和所述控制裝置中的電源管理模塊。所述大電流設(shè)備的驅(qū)動模塊貼附在PCB鋁基板上。因為MOS管或IGBT管在大電流設(shè)備運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生大量的熱，現(xiàn)有的做法是使用巨大的散熱片，及時將MOS管或IGBT管所產(chǎn)生的熱量散出，而無法做到裝置的小型化，本實用新型使用PCB鋁基板，可以將該PCB固定在大電流設(shè)備的外殼上面或者散熱片上面，將MOS管或IGBT管、以及第二溫度傳感器貼附在PCB鋁基板上，以保證及時將MOS管或IGBT管所產(chǎn)生的熱量散出，PCB板體積小，安裝方便，易干與大電流設(shè)備的外殼集成，可減小設(shè)備的體積的同時保證MOS管或IGBT管在提供大電流時可以正常工作。[0082]使用本實用新型裝置，可以控制峰值電流達(dá)120A的大電流設(shè)備，而使用大功率MOS管或IGBT管并聯(lián)的H橋電路，可以輸出300A甚至更大的電流，本實用新型裝置使用獨特的PCB鋁基板散熱結(jié)構(gòu)，與大電流設(shè)備融為一體，避免了添加大體積的散熱裝置。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大電流設(shè)備的控制裝置，其特征在于，該裝置包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、電源管理模塊、以及微控制器，其中 第一溫度傳感器，用于檢測大電流設(shè)備所處的環(huán)境溫度，并將所述溫度信號發(fā)送給微控制器； 第二溫度傳感器，用于檢測大電流設(shè)備驅(qū)動模塊的溫度，并將所述溫度信號發(fā)送給微控制器； 電源管理模塊，用于對外部電源進(jìn)行分壓，為控制裝置的各部分提供電壓源； 微控制器，用于在大電流設(shè)備啟動過程中時，采集電源管理模塊輸入的電源電壓，當(dāng)所采集的電源電壓在其正常工作電壓范圍內(nèi)，且接收到的第一溫度傳感器的環(huán)境溫度小于預(yù)先設(shè)定的環(huán)境溫度閾值時，輸出預(yù)先設(shè)定的脈沖寬度調(diào)制PWM信號至大電流設(shè)備驅(qū)動模塊； 大電流設(shè)備啟動過程結(jié)束后，定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號，當(dāng)所述溫度值大于預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動模塊工作溫度閾值時，逐次增大當(dāng)前PWM信號的占空比，直至達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括電流傳感器，用于檢測流過大電流設(shè)備的電流，并將所述電流信號發(fā)送給微控制器； 所述微控制器，進(jìn)一步用于在所述定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號之前，當(dāng)來自電流傳感器的電流大于O且小于大電流設(shè)備的最小工作電流，或者大于預(yù)先設(shè)定的大電流設(shè)備的最大工作電流時，關(guān)閉PWM脈沖輸出；當(dāng)來自電流傳感器的電流大于大電流設(shè)備的最小工作電流且小于預(yù)先設(shè)定的大電流設(shè)備的最大工作電流時，定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括 拉力傳感器，用于檢測大電流設(shè)備的拉力值，并將拉力模擬信號輸出至信號調(diào)理模塊； 信號調(diào)理模塊，用于為拉力傳感器提供激勵電壓，放大拉力傳感器發(fā)送的拉力模擬信號; ADC采集器，用于從信號調(diào)理模塊采集放大后的拉力模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將所述拉力數(shù)字信號發(fā)送至微控制器； 所述微控制器，進(jìn)一步用于在所述達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值之后，根據(jù)接收到的外部指令判斷大電流設(shè)備當(dāng)前在正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)， 若正轉(zhuǎn)，當(dāng)ADC采集器發(fā)送的拉力值小于拉力設(shè)定值時，定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號，當(dāng)所述溫度值大于預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動模塊工作溫度閾值時，逐次增大當(dāng)前PWM信號占空比，直至達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值； 若反轉(zhuǎn)，當(dāng)反轉(zhuǎn)時間超過預(yù)先設(shè)定的時間長度時，關(guān)閉PWM脈沖輸出，當(dāng)反轉(zhuǎn)時間沒有超過預(yù)先設(shè)定的時間長度時，定時接收來自第二溫度傳感器的溫度信號，當(dāng)所述溫度值大于預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動模塊工作溫度閾值時，逐次增大當(dāng)前PWM信號占空比，直至達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PWM信號占空比最大值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括輸入輸出模塊，用于向微控制器發(fā)送指令，接收微控制器的指令并輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一溫度傳感器集成于微控制器； 所述第二溫度傳感器貼附在印制電路板PCB鋁基板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于， 當(dāng)拉力設(shè)定值小于預(yù)先設(shè)定的拉力閾值時，所述PWM信號占空比最大值為所述拉力閾值對應(yīng)的PWM信號占空比； 當(dāng)拉力設(shè)定值大于或等于預(yù)先設(shè)定的拉力閾值時，所述PWM信號占空比最大值為100% ； 所述拉力閾值為拉動次數(shù)最多的物體的重量。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述微控制器，進(jìn)一步包括 當(dāng)所采集的電源電壓不在其正常工作電壓范圍內(nèi)，和/或所述環(huán)境溫度不在工業(yè)級芯片正常工作溫度范圍內(nèi)時，禁止啟動大電流設(shè)備，并輸出錯誤提示信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)先設(shè)定的PWM信號的占空比為使大電流設(shè)備處于啟動的臨界狀態(tài)下的PWM信號占空比。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)境溫度閾值由大電流設(shè)備和大電流設(shè)備驅(qū)動模塊的特性標(biāo)定； 所述驅(qū)動模塊工作溫度閾值由大電流設(shè)備驅(qū)動模塊中電子元器件的性能標(biāo)定。
10.一種大電流設(shè)備的驅(qū)動裝置，其特征在于，該裝置包括受控于如權(quán)利要求I至9的任一控制裝置的驅(qū)動模塊、電源輸入模塊、以及印制電路板PCB鋁基板，其中 驅(qū)動模塊，用于接收來自控制裝置中的PWM脈沖信號，根據(jù)所述PWM脈沖信號輸出大電流設(shè)備所需的電壓和電流； 電源輸入模塊，用于將外部電源提供給大電流設(shè)備的驅(qū)動模塊和所述控制裝置中的電源管理模塊； 所述大電流設(shè)備的驅(qū)動模塊貼附在PCB鋁基板上。
專利摘要本實用新型公開了大電流設(shè)備的控制裝置，包括第一溫度傳感器，檢測大電流設(shè)備所處的環(huán)境溫度并發(fā)給微控制器；第二溫度傳感器，檢測驅(qū)動模塊的溫度并發(fā)給微控制器；電源管理模塊，為控制裝置各部分提供電源；微控制器，在設(shè)備啟動時，當(dāng)采集的電源管理模塊的電源在其工作電壓內(nèi)，且環(huán)境溫度小于其閾值時，輸出預(yù)先設(shè)定的PWM信號至驅(qū)動模塊；設(shè)備啟動結(jié)束后，定時接收第二溫度傳感器的溫度，當(dāng)該溫度大于驅(qū)動模塊工作溫度閾值時，逐次增大當(dāng)前PWM占空比，直至達(dá)到PWM占空比最大值。本實用新型還公開了大電流設(shè)備的驅(qū)動裝置，本實用新型使得大電流設(shè)備可在低溫時使用。
文檔編號H02P1/16GK202395724SQ201120443260
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者唐智斌, 張俊輝, 高作鵬 申請人:無錫必創(chuàng)傳感科技有限公司, 浙江雙友物流器械股份有限公司