過流檢測電路及過流保護電路的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種過流檢測電路及過流保護電路，包括：電流傳感器，用于采集電機功率模塊輸出的電流模擬信號；電流信號處理電路，與電流傳感器相連接，將電流傳感器采集到的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為運放可測量的電壓信號，并進行濾波及隔離，輸出電壓值；電流比較電路，與電流信號處理電路相連接，將電流信號處理電路輸出的電壓值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓上限值、基準(zhǔn)電壓下限值進行比較，判斷電壓值是否超出了預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓上下限范圍，并輸出檢測結(jié)果。本申請通過電流傳感器采集模擬信號，將采集到的模擬信號送到電流信號處理電路，通過比較器檢測是否發(fā)生過流，采用硬件實現(xiàn)輸出電流過流故障的快速響應(yīng)，可以對電機功率模塊起到及時的保護。
【專利說明】過流檢測電路及過流保護電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及電路【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種過流檢測電路及過流保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源問題及環(huán)境問題日益突出，電動車(包括電動汽車和電動自行車)的優(yōu)勢越來越被人們所接受。電機及電機控制器作為電動車的核心部件，其可靠性與用戶的人身及生命安全息息相關(guān)，因此保障電動車電機及電機控制器的可靠性就變得尤其重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，電動車普遍采用永磁同步電機作為驅(qū)動電機，由電機控制器來控制永磁同步電機的旋轉(zhuǎn)，而電機控制器中又以功率模塊為主流開關(guān)器件。在車輛行駛中，由于各種不可知的因素存在，電動車難免會出現(xiàn)系統(tǒng)的過流、短路等故障，這種過流、短路等故障的發(fā)生有時會直接導(dǎo)致電機功率模塊的損壞，此時電機將處于斷路狀態(tài)，而這對于在路上高速行駛的電動車是非常危險的，因此，在這種過流、短路等情況發(fā)生時，需要電機控制器能夠?qū)﹄姍C做出及時有效的保護。
[0004]但在上述現(xiàn)有技術(shù)中， 申請人:發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的電機控制器對過流、過壓等故障出現(xiàn)時的保護技術(shù)，只是通過主控芯片如DSP芯片中的軟件程序?qū)ο到y(tǒng)作過流、過壓的限制，而這種通過主控芯片實現(xiàn)的軟件限流技術(shù)并不能及時捕捉系統(tǒng)中異常的過流信號并做出快速有效反應(yīng)，難以對電機起到快速有效的保護作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N過流檢測電路及過流保護電路，以實現(xiàn)對過流的硬件檢測和快速反應(yīng)及保護。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下:
[0007]一種過流檢測電路，包括:
[0008]電流傳感器，用于米集電機功率模塊輸出的電流模擬信號；
[0009]電流信號處理電路，與所述電流傳感器相連接，將所述電流傳感器采集到的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為運放可測量的電壓信號，并進行濾波及隔離，輸出電壓值；
[0010]電流比較電路，與所述電流信號處理電路相連接，將所述電流信號處理電路輸出的電壓值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓上限值、基準(zhǔn)電壓下限值進行比較，判斷所述電壓值是否超出了預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓上下限范圍，并輸出檢測結(jié)果。
[0011]優(yōu)選地，所述電流信號處理電路包括:
[0012]電流輸入端，與所述電流傳感器相連接；
[0013]第一電阻，所述第一電阻的第一端與所述電流輸入端相連接，所述第一電阻的第二端接地；
[0014]第二電阻，所述第二電阻的第一端與所述電流輸入端相連接；
[0015]第一電容，所述第一電容的第一端與所述第二電阻的第二端相連接，所述第一電容的第二端接地；[0016]第三電阻，所述第三電阻的第一端與所述第二電阻的第二端相連接；
[0017]第一運算放大器，所述運算放大器的同相輸入端與所述第三電阻的第二端相連接，所述第一運算放大器的反相輸入端與所述第一運算放大器的輸出端相連接，所述第一運算放大器的輸出端作為所述電流信號處理電路的輸出端，輸出電壓值。
[0018]優(yōu)選地，所述電流比較電路包括:
[0019]電壓輸入端，與所述電流信號處理電路的輸出端相連接；
[0020]第四電阻，所述第四電阻的第一端與所述電壓輸入端相連接；
[0021]第五電阻，所述第五電阻的第一端用于輸入所述基準(zhǔn)電壓上限值；
[0022]第六電阻，所述第六電阻的第一端用于輸入所述基準(zhǔn)電壓下限值；
[0023]第七電阻，所述第七電阻的第一端與所述電壓輸入端相連接；
[0024]第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端與所述第四電阻的第二端相連接，所述第一比較器的反相輸入端與所述第五電阻的第二端相連接；
[0025]第二比較器，所述第二比較器的同相輸入端與所述第六電阻的第二端相連接，所述第二比較器的反相輸入端與所述第七電阻的第二端相連接；
[0026]二極管，所述二極管的正端與所述第一比較器的輸出端相連接，并與所述第二比較器的輸出端相連接，所述二極管的負(fù)端作為所述電流比較電路的輸出端，輸出檢測結(jié)果。
[0027]優(yōu)選地，所述電流傳感器為霍爾型電流傳感器。
[0028]一種過流保護電路，包括:U相過流檢測電路與V相過流檢測電路，所述U相過流檢測電路與V相過流檢測電路均采用如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的過流檢測電路。
[0029]優(yōu)選地，還包括:
[0030]FPGA/CPLD邏輯電路，所述FPGA/CPLD邏輯電路與所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路相連接，用于接收所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路輸出的檢測結(jié)果，根據(jù)所述檢測結(jié)果進行邏輯判斷，如所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路輸出的檢測結(jié)果中至少一個發(fā)生過流，所述FPGA/CPLD邏輯電路輸出故障信號。
[0031]優(yōu)選地，還包括:
[0032]W相過流檢測電路，所述W相過流檢測電路采用如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的過流檢測電路；則
[0033]所述FPGA/CPLD邏輯電路與所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路以及所述W相過流檢測電路相連接，用于接收所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路以及所述W相過流檢測電路輸出的檢測結(jié)果，根據(jù)所述檢測結(jié)果進行邏輯判斷，如所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路以及所述W相過流檢測電路輸出的檢測結(jié)果中至少一個發(fā)生過流，所述FPGA/CPLD邏輯電路輸出故障信號。
[0034]優(yōu)選地，還包括:
[0035]DSP控制系統(tǒng)，所述DSP控制系統(tǒng)與所述FPGA/CPLD邏輯電路相連接，用于接收所述FPGA/CPLD邏輯電路發(fā)送的故障信號，并響應(yīng)最高優(yōu)先級的中斷。
[0036]優(yōu)選地，還包括:
[0037]IGBT驅(qū)動電路，所述IGBT驅(qū)動電路與所述FPGA/CPLD邏輯電路相連接，用于接收所述FPGA/CPLD邏輯電路發(fā)送的故障信號，并發(fā)出不使能信號，關(guān)斷驅(qū)動的上下橋臂。
[0038]優(yōu)選地，還包括:[0039]故障指示燈電路，所述故障指示燈電路與所述FPGA/CPLD邏輯電路相連接，用于接收所述FPGA/CPLD邏輯電路發(fā)送的故障信號，并點亮故障指示燈，指示過流故障。
[0040]由以上技術(shù)方案可見，在本申請實施例中，通過電流傳感器進行采集模擬信號，再將采集到的模擬信號送到電流信號處理電路，并通過比較器檢測是否發(fā)生過流，采用硬件實現(xiàn)了輸出電流過流故障的快速響應(yīng)，可以對電機功率模塊起到及時的保護，避免軟件不能及時保護的安全隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0042]圖1為本申請實施例提供的一種過流檢測電路的不意圖；
[0043]圖2為本申請實施例提供的一種過流檢測電路中的電流/[目號處理電路的不意圖；
[0044]圖3為本申請實施例提供的一種過流檢測電路中的電流比較電路的示意圖；
[0045]圖4為本申請實施例提供的一種過流保護電路的示意圖；
[0046]圖5為本申請實施例提供的另一種過流保護電路的不意圖；
[0047]圖6為本申請實施例提供的又一種過流保護電路的示意圖；
[0048]圖7為本申請實施例提供的一種過流保護電路中的FPGA/CPLD邏輯電路的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0049]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。
[0050]實施例一:
[0051]圖1為本申請實施例提供的一種過流檢測電路的示意圖。
[0052]參照圖1所示，本申請實施例提供的一種過流檢測電路，包括:
[0053]電流傳感器I，用于米集電機功率模塊輸出的電流模擬信號；
[0054]在本申請實施例中，電機通常為電動車的永磁同步電機，電機功率模塊的交流電流采用霍爾型電流傳感器采集，并轉(zhuǎn)換為可以輸入運放的模擬電壓信號。
[0055]電流信號處理電路2，與所述電流傳感器I相連接，將所述電流傳感器I采集到的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為運放可測量的電壓信號，并進行濾波及隔離，輸出電壓值；
[0056]在本申請實施例中，電流信號處理電路2中可以包括RC濾波電路和跟隨器電路，用來抑制信號的干擾。
[0057]電流比較電路3，與所述電流信號處理電路2相連接，將所述電流信號處理電路2輸出的電壓值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓上限值、基準(zhǔn)電壓下限值進行比較，判斷所述電壓值是否超出了預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓上下限范圍，并輸出檢測結(jié)果。
[0058]在現(xiàn)有技術(shù)中，基于軟件的過流檢測主要是對電流上限的檢測，并不能對下限的過流做出處理。
[0059]而在本申請實施例中，電流比較電路中可以采用主要由兩個比較器、輸入信號及基準(zhǔn)電壓信號組成的過流信號檢測電路，兩個比較器分別用來檢測電流信號的上、下限過流。
[0060]由以上技術(shù)方案可見，在本申請實施例中，通過電流傳感器進行采集模擬信號，再將采集到的模擬信號送到電流信號處理電路，并通過比較器檢測是否發(fā)生過流，采用硬件實現(xiàn)了輸出電流過流故障的快速響應(yīng)，可以對電機功率模塊起到及時的保護，避免軟件不能及時保護的安全隱患。
[0061]實施例二:
[0062]圖2為本申請實施例提供的一種過流檢測電路中的電流信號處理電路的示意圖。
[0063]參照圖2所示，本申請實施例提供的一種過流檢測電路中的電流信號處理電路，包括:
[0064]電流輸入端I_IN，與所述電流傳感器相連接；
[0065]第一電阻Rl，所述第一電阻Rl的第一端與所述電流輸入端I_IN相連接，所述第一電阻Rl的第二端接地；
[0066]第二電阻R2，所述第二電阻R2的第一端與所述電流輸入端I_IN相連接；
[0067]第一電容Cl，所述第一電容Cl的第一端與所述第二電阻R2的第二端相連接，所述第一電容Cl的第二端接地；
[0068]第三電阻R3，所述第三電阻R3的第一端與所述第二電阻R2的第二端相連接；
[0069]第一運算放大器U1A，所述運算放大器UlA的同相輸入端與所述第三電阻R3的第二端相連接，所述第一運算放大器UlA的反相輸入端與所述第一運算放大器UlA的輸出端相連接，所述第一運算放大器UlA的輸出端作為所述電流信號處理電路2的輸出端，輸出電壓值。
[0070]在本申請實施例中，電機通常為電動車的永磁同步電機，電機功率模塊的交流電流采用霍爾型電流傳感器采集，并轉(zhuǎn)換為可以輸入運放的模擬電壓信號。
[0071]在本申請實施例中，如圖2所示，電流信號處理電路2包括:采樣電阻R1，R2和Cl組成的RC濾波電路，R3、U1、C2、C3組成的電壓跟隨器電路。本申請實施例中的電流信號處理電路主要是實現(xiàn)將電流傳感器采集的電流信號轉(zhuǎn)換為可測量的電壓信號，并且對此信號進行RC濾波及電壓跟隨器的隔離，以抑制對信號的干擾。
[0072]由以上技術(shù)方案可見，在本申請實施例中，通過電流傳感器進行采集模擬信號，再將采集到的模擬信號送到電流信號處理電路，并通過比較器檢測是否發(fā)生過流，采用硬件實現(xiàn)了輸出電流過流故障的快速響應(yīng)，可以對電機功率模塊起到及時的保護，避免軟件不能及時保護的安全隱患。
[0073]實施例三:
[0074]圖3為本申請實施例提供的一種過流檢測電路中的電流比較電路的示意圖。
[0075]參照圖3所示，本申請實施例提供的一種過流檢測電路中的電流比較電路，包括:
[0076]電壓輸入端C0M_I，與所述電流信號處理電路2的輸出端相連接；[0077]第四電阻R4，所述第四電阻R4的第一端與所述電壓輸入端C0M_I相連接；
[0078]第五電阻R5，所述第五電阻R5的第一端用于輸入所述基準(zhǔn)電壓上限值Vref+ ；
[0079]第六電阻R6，所述第六電阻R6的第一端用于輸入所述基準(zhǔn)電壓下限值Vref-；
[0080]第七電阻R7，所述第七電阻R7的第一端與所述電壓輸入端C0M_I相連接；
[0081 ] 第一比較器U2A，所述第一比較器U2A的同相輸入端與所述第四電阻R4的第二端相連接，所述第一比較器U2A的反相輸入端與所述第五電阻R5的第二端相連接；
[0082]第二比較器U2B，所述第二比較器U2B的同相輸入端與所述第六電阻R6的第二端相連接，所述第二比較器U2B的反相輸入端與所述第七電阻R7的第二端相連接；
[0083]二極管D1，所述二極管Dl的正端與所述第一比較器U2A的輸出端相連接，并與所述第二比較器U2B的輸出端相連接，所述二極管Dl的負(fù)端作為所述電流比較電路3的輸出端，輸出檢測結(jié)果。
[0084]在本申請實施例中，請參照圖3所示，電流信號比較電路3包括:跟隨器輸出的電壓信號C0M_I，基準(zhǔn)電壓Vref+、Vref-,由R4、R5、U2A、R6、R7、U2B及上拉電阻R8、二極管D1、下拉電阻R9組成。本電路中基準(zhǔn)電壓Vref+為上限的基準(zhǔn)值，若C0M_I值高于Vref+，則認(rèn)為發(fā)生了上限過流；基準(zhǔn)電壓Vref-為下限的基準(zhǔn)值，若C0M_I值低于Vref-，則認(rèn)為發(fā)生了下限過流。當(dāng)采集的電流信號在正常范圍內(nèi)時，上限比較器U2A、下限比較器U2B輸出均為低電平，此時二極管Dl截止，輸出的過流信號由下拉電阻作用直接拉為低電平；當(dāng)采集的電流信號上限發(fā)生過流時，比較器U2A輸出為高電平，二極管Dl導(dǎo)通，輸出過流信號CURRENT_0VER為高；當(dāng)采集的電流信號下限發(fā)生過流時，比較器U2B輸出為高電平，二極管Dl導(dǎo)通，輸出過流信號⑶RRENT_0VER為高，從而實現(xiàn)對功率模塊是否過流的檢測。
[0085]在現(xiàn)有技術(shù)中，基于軟件的過流檢測主要是對電流上限的檢測，并不能對下限的過流做出處理。
[0086]而在本申請實施例中，電流比較電路中可以采用主要由兩個比較器、輸入信號及基準(zhǔn)電壓信號組成的過流信號檢測電路，兩個比較器分別用來檢測電流信號的上、下限過流。
[0087]由以上技術(shù)方案可見，在本申請實施例中，通過電流傳感器進行采集模擬信號，再將采集到的模擬信號送到電流信號處理電路，并通過比較器檢測是否發(fā)生過流，采用硬件實現(xiàn)了輸出電流過流故障的快速響應(yīng)，可以對電機功率模塊起到及時的保護，避免軟件不能及時保護的安全隱患。
[0088]實施例四:
[0089]圖4為本申請實施例提供的一種過流保護電路的示意圖。
[0090]參照圖4所示,本申請實施例提供的一種過流保護電路,包括:
[0091 ] U相過流檢測電路4與V相過流檢測電路5，所述U相過流檢測電路4與V相過流檢測電路5均采用如實施例一到實施例三中任意一項所述的過流檢測電路。
[0092]在本申請實施例中，U相及V相電流過流檢測電路可以是完全相同的電路，也可以不相同，只要根據(jù)上述實施例中的硬件電路能夠?qū)崿F(xiàn)過流檢測，本實施例對所采取的具體檢測電路形式并不限定。
[0093]還包括:
[0094]FPGA/CPLD邏輯電路6，所述FPGA/CPLD邏輯電路6與所述U相過流檢測電路4和所述V相過流檢測電路5相連接，用于接收所述U相過流檢測電路4和所述V相過流檢測電路5輸出的檢測結(jié)果，根據(jù)所述檢測結(jié)果進行邏輯判斷，如所述U相過流檢測電路4和所述V相過流檢測電路5輸出的檢測結(jié)果中至少一個發(fā)生過流，所述FPGA/CPLD邏輯電路6
輸出故障信號。
[0095]在本申請實施例中，請參照圖3所示，電流信號比較電路3包括:跟隨器輸出的電壓信號C0M_I，基準(zhǔn)電壓Vref+、Vref-,由R4、R5、U2A、R6、R7、U2B及上拉電阻R8、二極管D1、下拉電阻R9組成。本電路中基準(zhǔn)電壓Vref+為上限的基準(zhǔn)值，若C0M_I值高于Vref+，則認(rèn)為發(fā)生了上限過流；基準(zhǔn)電壓Vref-為下限的基準(zhǔn)值，若C0M_I值低于Vref-，則認(rèn)為發(fā)生了下限過流。當(dāng)采集的電流信號在正常范圍內(nèi)時，上限比較器U2A、下限比較器U2B輸出均為低電平，此時二極管Dl截止，輸出的過流信號由下拉電阻作用直接拉為低電平；當(dāng)采集的電流信號上限發(fā)生過流時，比較器U2A輸出為高電平，二極管Dl導(dǎo)通，輸出過流信號CURRENT_0VER為高；當(dāng)采集的電流信號下限發(fā)生過流時，比較器U2B輸出為高電平，二極管Dl導(dǎo)通，輸出過流信號⑶RRENT_0VER為高，從而實現(xiàn)對功率模塊是否過流的檢測。
[0096]U相電流傳感器，用于采集功率模塊輸出的U相電流模擬信號'N相電流傳感器，用于采集功率模塊輸出的V相電流模擬信號；U相電流信號處理電路，將U相電流傳感器采集到的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為運放可測量的電壓信號，并且進行Re濾波及跟隨器的隔離；v相電流信號處理電路，將V相電流傳感器采集到的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為運放可測量的電壓信號，并且進行RC濾波及跟隨器的隔離;U相電流比較電路，將跟隨器輸出的電壓值與設(shè)置好的電流值的上、下限進行比較將比較后的數(shù)字信號送入FPGA/CPLD邏輯電路；V相電流比較電路，將跟隨器輸出的電壓值與設(shè)置好的電流值的上、下限進行比較將比較后的數(shù)字信號送入FPGA/CPLD邏輯電路；FPGA/CPLD邏輯電路對輸入的數(shù)字信號進行邏輯判斷，F(xiàn)PGA/CPLD邏輯電路主要由FPGA/CPLD邏輯器件組成，在邏輯器件內(nèi)部實現(xiàn)了邏輯轉(zhuǎn)換。
[0097]由以上技術(shù)方案可見，在本申請實施例中，通過電流傳感器進行采集模擬信號，再將采集到的模擬信號送到電流信號處理電路，并通過比較器檢測是否發(fā)生過流，采用硬件實現(xiàn)了輸出電流過流故障的快速響應(yīng)，可以對電機功率模塊起到及時的保護，避免軟件不能及時保護的安全隱患。
[0098]實施例五:
[0099]圖5為本申請實施例提供的另一種過流保護電路的不意圖。
[0100]參照圖5所示，本申請實施例提供的另一種過流保護電路，還包括:
[0101]W相過流檢測電路7，所述W相過流檢測電路7采用如實施例一到實施例三中任意一項所述的過流檢測電路；則
[0102]所述FPGA/CPLD邏輯電路6與所述U相過流檢測電路4和所述V相過流檢測電路5以及所述W相過流檢測電路7相連接，用于接收所述U相過流檢測電路4和所述V相過流檢測電路5以及所述W相過流檢測電路7輸出的檢測結(jié)果，根據(jù)所述檢測結(jié)果進行邏輯判斷，如所述U相過流檢測電路4和所述V相過流檢測電路5以及所述W相過流檢測電路
7輸出的檢測結(jié)果中至少一個發(fā)生過流，所述FPGA/CPLD邏輯電路6輸出故障信號。
[0103]在本申請實施例中，根據(jù)本發(fā)明的實施例，也可以對電動車永磁同步電機的輸出交流電流只采集兩路(U相電流和V相電流)，第三路(W相電流)可以通過計算獲得，由軟件來進行限流。[0104]由以上技術(shù)方案可見，在本申請實施例中，通過電流傳感器進行采集模擬信號，再將采集到的模擬信號送到電流信號處理電路，并通過比較器檢測是否發(fā)生過流，采用硬件實現(xiàn)了輸出電流過流故障的快速響應(yīng)，可以對電機功率模塊起到及時的保護，避免軟件不能及時保護的安全隱患。
[0105]實施例六:
[0106]圖6為本申請實施例提供的又一種過流保護電路的示意圖。本申請實施例主要由DSP控制系統(tǒng)、U相電流傳感器、V相電流傳感器、U相電流信號處理電路、V相電流信號處理電路、U相電流比較電路、V相電流比較電路、FPGA/CPLD邏輯電路、故障指示燈電路、IGBT驅(qū)動電路組成。
[0107]參照圖6所示，本申請實施例提供的又一種過流保護電路，還包括:
[0108]DSP控制系統(tǒng)8，所述DSP控制系統(tǒng)8與所述FPGA/CPLD邏輯電路6相連接，用于接收所述FPGA/CPLD邏輯電路6發(fā)送的故障信號，并響應(yīng)最高優(yōu)先級的中斷。
[0109]IGBT驅(qū)動電路9，所述IGBT驅(qū)動電路9與所述FPGA/CPLD邏輯電路6相連接，用于接收所述FPGA/CPLD邏輯電路6發(fā)送的故障信號，并發(fā)出不使能信號，關(guān)斷驅(qū)動的上下橋臂。
[0110]故障指示燈電路10，所述故障指示燈電路10與所述FPGA/CPLD邏輯電路6相連接，用于接收所述FPGA/CPLD邏輯電路6發(fā)送的故障信號，并點亮故障指示燈，指示過流故障。
[0111]在本申請實施例中，F(xiàn)PGA/CPLD對輸入的過流信號在內(nèi)部進行邏輯處理后輸出三路信號，其中一路輸出到IGBT驅(qū)動電路，同時發(fā)出信號對驅(qū)動電路不使能，封鎖PWM信號，IGBT驅(qū)動電路在收到FPGA/CPLD發(fā)出的不使能驅(qū)動電路的信號后關(guān)斷上下橋臂；第二路輸出到故障指示電路，故障指示燈電路在收到FPGA/CPLD輸出的高電平后，故障指示燈點亮用于指示發(fā)生了過流故障；第三路將過流故障信號反饋給DSP，DSP控制系統(tǒng)收到FPGA/CPLD邏輯電路送來的故障信號，用來響應(yīng)最高優(yōu)先級的中斷；
[0112]請參照圖7，為本申請實施例提供的FPGA/CPLD邏輯電路6的芯片結(jié)構(gòu)示意圖，其中的U_CURRENT_0VER為比較電路輸出的U相的過流信號，V_CURRENT_0VER為比較電路輸出的V相的過流信號；U_CURRENT_0VER_0UT為經(jīng)過邏輯運算后輸出到DSP控制系統(tǒng)的U相過流信號，V_CURRENT_0VER_0UT為經(jīng)過邏輯運算后輸出到DSP控制系統(tǒng)的V相過流信號；EN_DRIVER為邏輯電路輸入到IGBT驅(qū)動電路的使能信號，當(dāng)發(fā)生過流故障時，該信號不對驅(qū)動電路使能；由R10、LED1組成了故障指示電路，正常情況下，F(xiàn)PGA/CPLD輸出到該電路的信號為低電平，指示燈處于熄滅狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生過流故障時，F(xiàn)PGA/CPLD輸出到該電路的信號為高電平，指示燈點亮。
[0113]通過上述闡述可知，本申請實施例提供的過流保護電路，包括:U相電流傳感器，用于采集功率模塊輸出的U相電流模擬信號；V相電流傳感器，用于采集功率模塊輸出的V相電流模擬信號;u相電流信號處理電路，將U相電流傳感器采集到的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為運放可測量的電壓信號，并且進行RC濾波及跟隨器的隔離'N相電流信號處理電路，將V相電流傳感器采集到的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為運放可測量的電壓信號，并且進行RC濾波及跟隨器的隔離山相電流比較電路，將跟隨器輸出的電壓值與設(shè)置好的電流值的上、下限進行比較將比較后的數(shù)字信號送入FPGA/CPLD邏輯電路；V相電流比較電路，將跟隨器輸出的電壓值與設(shè)置好的電流值的上、下限進行比較將比較后的數(shù)字信號送入FPGA/CPLD邏輯電路；FPGA/CPLD邏輯電路對輸入的數(shù)字信號進行邏輯判斷，同時發(fā)出信號對驅(qū)動電路不使能，輸出高電平點亮故障指示燈并將故障信號上報給DSP ;故障指示燈電路在收到FPGA/CPLD輸出的高電平后，故障指示燈點亮用于指示發(fā)生了過流故障；DSP控制系統(tǒng)收到FPGA/CPLD邏輯電路送來的故障信號，用來響應(yīng)最高優(yōu)先級的中斷；IGBT驅(qū)動電路在收到FPGA/CPLD發(fā)出的不使能驅(qū)動電路的信號后關(guān)斷上下橋臂。
[0114]綜上所述與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實施例提供的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0115]本申請實施例提供的過流保護電路，電動車載永磁同步電機的三相電流通過兩個電流傳感器進行采集模擬信號，再將采集到的模擬信號送到電流信號處理電路，并通過比較器將過流信號轉(zhuǎn)化為高電平輸出給FPGA/CPLD，對檢測到的過流信號直接由FPGA/CPLD邏輯電路進行快速響應(yīng)與處理，采用硬件實現(xiàn)對輸出電流過流故障的快速響應(yīng)，可對功率模塊起到及時的保護，避免軟件不能及時保護的安全隱患；
[0116]同時，本申請實施例提供的過流保護電路可以對電動車永磁同步電機輸出的交流電流進行雙向的上下限峰值檢測，解決現(xiàn)有技術(shù)中軟件只能對電流上限進行限定的弊端，進一步提聞系統(tǒng)的保護等級。
[0117]此外，本申請實施例提供的過流保護電路只需要四個比較器和一個FPGA/CPLD邏輯電路組成，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。
[0118]需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。對于裝置類實施例而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。
[0119]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體`或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0120]以上所述僅僅是本申請技術(shù)方案的一部分優(yōu)選【具體實施方式】，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠充分理解或?qū)崿F(xiàn)本申請，而不是全部的實施例，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，基于以上實施例，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理，不做出創(chuàng)造性勞動前提下，還可以做出多種顯而易見的修改和潤飾，通過這些修改和潤飾所獲得的所有其他實施例，都可以應(yīng)用于本申請技術(shù)方案，這些都不影響本申請的實現(xiàn)，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請的保護范圍。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種過流檢測電路，其特征在于，包括: 電流傳感器，用于采集電機功率模塊輸出的電流模擬信號； 電流信號處理電路，與所述電流傳感器相連接，將所述電流傳感器采集到的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為運放可測量的電壓信號，并進行濾波及隔離，輸出電壓值； 電流比較電路，與所述電流信號處理電路相連接，將所述電流信號處理電路輸出的電壓值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓上限值、基準(zhǔn)電壓下限值進行比較，判斷所述電壓值是否超出了預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓上下限范圍，并輸出檢測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過流檢測電路，其特征在于，所述電流信號處理電路包括: 電流輸入端，與所述電流傳感器相連接； 第一電阻，所述第一電阻的第一端與所述電流輸入端相連接，所述第一電阻的第二端接地； 第二電阻，所述第二電阻的第一端與所述電流輸入端相連接； 第一電容，所述第一電容的第一端與所述第二電阻的第二端相連接，所述第一電容的第二端接地； 第三電阻，所述第三電阻的第一端與所述第二電阻的第二端相連接； 第一運算放大器，所述運算放大器的同相輸入端與所述第三電阻的第二端相連接，所述第一運算放大器的反相輸入端與所述第一運算放大器的輸出端相連接，所述第一運算放大器的輸出端作為所述電流信號處理電路的輸出端，輸出電壓值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過流檢測電路，其特征在于，所述電流比較電路包括: 電壓輸入端，與所述電流信號處理電路的輸出端相連接； 第四電阻，所述第四電阻的第一端與所述電壓輸入端相連接； 第五電阻，所述第五電阻的第一端用于輸入所述基準(zhǔn)電壓上限值； 第六電阻，所述第六電阻的第一端用于輸入所述基準(zhǔn)電壓下限值； 第七電阻，所述第七電阻的第一端與所述電壓輸入端相連接； 第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端與所述第四電阻的第二端相連接，所述第一比較器的反相輸入端與所述第五電阻的第二端相連接； 第二比較器，所述第二比較器的同相輸入端與所述第六電阻的第二端相連接，所述第二比較器的反相輸入端與所述第七電阻的第二端相連接； 二極管，所述二極管的正端與所述第一比較器的輸出端相連接，并與所述第二比較器的輸出端相連接，所述二極管的負(fù)端作為所述電流比較電路的輸出端，輸出檢測結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過流檢測電路，其特征在于，所述電流傳感器為霍爾型電流傳感器。
5.一種過流保護電路，其特征在于，包括:U相過流檢測電路與V相過流檢測電路，所述U相過流檢測電路與V相過流檢測電路均采用如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的過流檢測電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過流保護電路，其特征在于，還包括: FPGA/CPLD邏輯電路，所述FPGA/CPLD邏輯電路與所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路相連接，用于接收所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路輸出的檢測結(jié)果，根據(jù)所述檢測結(jié)果進行邏輯判斷，如所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路輸出的檢測結(jié)果中至少一個發(fā)生過流，所述FPGA/CPLD邏輯電路輸出故障信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過流保護電路，其特征在于，還包括: W相過流檢測電路，所述W相過流檢測電路采用如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的過流檢測電路；則 所述FPGA/CPLD邏輯電路與所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路以及所述W相過流檢測電路相連接，用于接收所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路以及所述W相過流檢測電路輸出的檢測結(jié)果，根據(jù)所述檢測結(jié)果進行邏輯判斷，如所述U相過流檢測電路和所述V相過流檢測電路以及所述W相過流檢測電路輸出的檢測結(jié)果中至少一個發(fā)生過流，所述FPGA/CPLD邏輯電路輸出故障信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的過流保護電路，其特征在于，還包括: DSP控制系統(tǒng)，所述DSP控制系統(tǒng)與所述FPGA/CPLD邏輯電路相連接，用于接收所述FPGA/CPLD邏輯電路發(fā)送的故障信號，并響應(yīng)最高優(yōu)先級的中斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的過流保護電路，其特征在于，還包括: IGBT驅(qū)動電路，所述IGBT驅(qū)動電路與所述FPGA/CPLD邏輯電路相連接，用于接收所述FPGA/CPLD邏輯電路發(fā)送的故障信號，并發(fā)出不使能信號，關(guān)斷驅(qū)動的上下橋臂。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的過流保護電路，其特征在于，還包括:` 故障指示燈電路，所述故障指示燈電路與所述FPGA/CPLD邏輯電路相連接，用于接收所述FPGA/CPLD邏輯電路發(fā)送的故障信號，并點亮故障指示燈，指示過流故障。
【文檔編號】H02H3/08GK103499736SQ201310504839
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】賈俊玲, 滕波, 范旭紅, 陳健, 鄭碧紅 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司