本發(fā)明實施例涉及電機驅動電流控制技術領域，尤其涉及一種延時電流控制裝置。

背景技術：

電機作為最主要的機電能量的轉換裝置，其應用范圍已遍及經濟中的各個領域和人們的日常生活，直流電機是電機中的一個重要分支，其具有良好的啟動和調速特性以及較大的轉矩，因此應用領域也是十分廣泛，例如金融、醫(yī)療衛(wèi)生等領域。

在直流電機的使用過程中，一般都會對直流電機的工作電流進行檢測，一旦檢測到工作電流超過直流電機的額定電流，就會通過電機驅動芯片等器件控制降低直流電機的工作電流或者直接使直流電機停止工作。

但是，在實際的使用過程中，直流電機在啟動和制動的過程中往往需要較大的電流，一般都會大于直流電機的額定電流，然而，如果為此將額定電流設置得過高，會導致直流電機和驅動電路中的電子器件(例如場效應晶體管)長時間工作在超負荷狀態(tài)，容易燒毀。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種延時電流控制裝置，以解決現(xiàn)有技術中在對直流電機進行工作電流采樣及反饋控制的同時，無法對直流電機進行大于額定電流的大電流啟動和制動的技術缺陷。

本發(fā)明實施例提供了一種延時電流控制裝置，包括：電流采樣電路、延時電路以及電壓比較電路；

所述電流采樣電路，用于對驅動控制電路輸出的采樣電流進行采樣，并將所述采樣電流信號轉換為采樣電壓信號，所述驅動控制電路用于驅動目標電器；

所述延時電路，用于獲取所述采樣電壓信號，并在設定延時時間后，將所述采樣電壓信號輸入至所述電壓比較電路；

所述電壓比較電路，用于將所述采樣電壓信號與參考電壓信號進行比較，并將比較結果反饋至所述驅動控制電路，以實現(xiàn)對所述目標電器的電流控制。

在上述裝置的基礎上，優(yōu)選的是，所述電流采樣電路，包括：電流采樣電阻R1；

其中，所述電流采樣電阻R1的第一端與所述驅動控制電路的采樣電流輸出端、以及所述延時電路的輸入端相連；所述電流采樣電阻R1的第二端接地。

在上述裝置的基礎上，優(yōu)選的是，所述延時電路，包括：延時電阻R2和延時電容C1；

其中，所述延時電阻R2的第一端與所述電流采樣電路的輸出端相連，所述延時電阻R2的第二端與所述延時電容C1的第一端，以及所述電壓比較電路的輸入端相連；所述延時電容C1的第二端接地。

在上述裝置的基礎上，優(yōu)選的是，所述電壓比較電路包括：電壓比較器、第一分壓電阻R3和第二分壓電阻R4；

所述第一分壓電阻R3的第一端與電源Vcc相連，所述第一分壓電阻R3的第二端與所述第二分壓電阻R4的第一端、以及所述電壓比較器的同向輸入端相連，所述第二分壓電阻R4的第二端接地；

所述電壓比較器的反向輸入端與所述延時電路的輸出端相連，所述電壓比較器的輸出端與所述驅動控制電路相連。

在上述裝置的基礎上，優(yōu)選的是，所述目標電器包括：三相直流電機；所述驅動控制電路包括：場效應晶體管驅動控制電路；

其中，所述場效應晶體管驅動控制電路的第一輸出端、第二輸出端以及第三輸出端分別與所述三相直流電機的第一輸入端、第二輸入端以及第三輸入端相連；

所述場效應晶體管驅動控制電路的采樣電流輸出端與所述電流采樣電路的輸入端相連。

在上述裝置的基礎上，優(yōu)選的是，所述延時電路的延時時間的時間量級為毫秒級。

在上述裝置的基礎上，優(yōu)選的是，所述電流采樣電阻R1、所述第一分壓電阻R3、所述第二分壓電阻R4以及所述電源Vcc滿足下述對應關系：

其中：I額為所述目標電器的額定電流。

在上述裝置的基礎上，優(yōu)選的是，所述三相直流電機進一步包括：三相直流有刷電機，以及三相直流無刷電機。

本發(fā)明實施例提供了一種延時電流控制裝置，通過使用電流采樣電路對驅動控制電路輸出的采樣電流進行采樣，并將采樣電流信號轉換為采樣電壓信號，使用延時電路獲取采樣電壓信號，并在設定延時時間后，將采樣電壓信號輸入至電壓比較電路，以及使用電壓比較電路將采樣電壓信號與參考電壓信號進行比較，并將比較結果反饋至驅動控制電路，解決了現(xiàn)有技術中在對直流電機進行工作電流采樣及反饋控制的同時，無法對直流電機進行大于額定電流的大電流啟動和制動的技術缺陷，實現(xiàn)了直流電機在啟動和制動時，在設定延時時間內不受過流限制，可以大電流啟動和制動。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種延時電流控制裝置的結構圖；

圖2a是本發(fā)明實施例二提供的一種延時電流控制裝置的結構圖；

圖2b是本發(fā)明實施例二提供的一種三相直流電機的延時電流控制裝置的結構圖；

圖2c是本發(fā)明實施例二提供的三相直流電機啟動、正常工作和制動時的工作電流。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖對本發(fā)明具體實施例作進一步的詳細描述。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。

另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部內容。在更加詳細地討論示例性實施例之前應當提到的是，一些示例性實施例被描述成作為流程圖描繪的處理或方法。雖然流程圖將各項操作(或步驟)描述成順序的處理，但是其中的許多操作可以被并行地、并發(fā)地或者同時實施。此外，各項操作的順序可以被重新安排。當其操作完成時所述處理可以被終止，但是還可以具有未包括在附圖中的附加步驟。所述處理可以對應于方法、函數(shù)、規(guī)程、子例程、子程序等等。

實施例一

圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種延時電流控制裝置的結構圖，本實施例中延時電流控制裝置的結構具體包括：電流采樣電路101、延時電路102以及電壓比較電路103。

電流采樣電路101，用于對驅動控制電路201的輸出的采樣電流進行采樣，并將采樣電流信號轉換為采樣電壓信號，驅動控制電路201用于驅動目標電器202。

在本實施例中，電流采樣電路101具體可以包括電流采樣電阻等，電流采樣電阻的阻值具體可以依據(jù)電壓比較器103同相輸入端輸入的參考電壓信號的電壓值和目標電器202的額定電流值來確定，電流采樣電阻的功率參數(shù)具體可以依據(jù)目標電器202大電流啟動時的電流值和電流采樣電阻自身的阻值來確定。

在本實施例中，驅動控制電路201在向目標電器202輸出驅動電流的同時，還會向電流采樣電路101輸出相同的采樣電流，以便電流采樣電路101進行采樣。其中，驅動控制電路201典型的可以是場效應管驅動控制電路等，目標電器202典型的可以是直流電機等。

延時電路102，用于獲取采樣電壓信號，并在設定延時時間后，將采樣電壓信號輸入至電壓比較電路103。

在本實施例中，延時電路102具體可以包括延時電阻和延時電容等，延時電阻的阻值和延時電容的容值具體可以依據(jù)設定延時時間來確定。延時電路102典型的可以是RC延時電路等。

進一步地，當使用RC延時電路作為本實施例中的延時電路102時，可以依據(jù)實際需求設置多級延時，也就是可以將多個RC延時電路串聯(lián)，以使其總體延時時間滿足實際需求。

電壓比較電路103，用于將采樣電壓信號與參考電壓信號進行比較，并將比較結果反饋至驅動控制電路201，以實現(xiàn)對目標電器202的電流控制。

在本實施例中，電壓比較電路103具體可以包括電壓比較器、第一分壓電阻和第二分壓電阻等。其中，電壓比較器典型的可以是LM339和LM393等。其中，第一分壓電阻和第二分壓電阻的阻值比值具體可以依據(jù)參考電壓信號的電壓值和所接入電源的電壓值來確定。

在本實施例中，當采樣電壓信號大于參考電壓信號時，電壓比較器電路103輸出比較結果至驅動控制電路201，以使驅動控制電路201減小目標電器202的驅動電流或使目標電器202停止工作；當采樣電壓信號小于參考電壓信號時，電壓比較器電路103輸出比較結果至驅動控制電路201，以使驅動控制電路201按照現(xiàn)有狀態(tài)繼續(xù)向目標電器202輸出驅動電流。

本發(fā)明實施例一提供了一種延時電流控制裝置，通過增加延時電路102，使得電流采樣電路101的采樣電壓信號可以經過設定延時時間后，再輸入至電壓比較電路103，由此，可以使得直流電機的工作電流在設定延時時間內不受其自身的額定電流限制，從而實現(xiàn)直流電機的大電流啟動和大電流制動。

實施例二

本實施例以上述實施例為基礎進行優(yōu)化，在圖2a中示出了實施例二的一種延時電流控制裝置的結構圖。

如圖2a所示，電流采樣電路101具體優(yōu)化為：電流采樣電阻R1，電流采樣電阻R1的第一端與驅動控制電路201的采樣電流輸出端、以及延時電路102的輸入端相連，電流采樣電阻R1的第二端接地。

在本實施例中，驅動控制電路201輸出的采樣電流經過電流采樣電阻R1到地，因此，在電流采樣電阻R1的第一端產生與采樣電流對應的采樣電壓信號。

進一步地，如圖2a所示，延時電路102具體優(yōu)化為：延時電阻R2和延時電容C1，其中，延時電阻R2的第一端與電流采樣電路101的輸出端相連，延時電阻R2的第二端與延時電容C1的第一端，以及電壓比較電路103的輸入端相連，延時電容C1的第二端接地。

進一步地，如圖2a所示，電壓比較電路103具體優(yōu)化為：電壓比較器1031、第一分壓電阻R3和第二分壓電阻R4，第一分壓電阻R3的第一端與電源Vcc相連，第一分壓電阻R3的第二端與第二分壓電阻R4的第一端、以及電壓比較器1031的同向輸入端相連，第二分壓電阻R4的第二端接地，電壓比較器1031的反向輸入端與延時電路102的輸出端相連，電壓比較器1031的輸出端與驅動控制電路201相連。

在本實施例中，通過第一分壓電阻R3和第二分壓電阻R4對電源Vcc進行分壓，并將分壓結果即參考電壓信號輸入至電壓比較器1031的同相輸入端。一般來說，參考電壓的數(shù)值應該等于或小于目標電器202的額定電流值與電流采樣電阻的阻值的乘積。當參考電壓的數(shù)值等于目標電器的額定電流值與電流采樣電阻的阻值的乘積時，電流采樣電阻R1、第一分壓電阻R3、第二分壓電阻R4和電源Vcc之間應該滿足公式中所表明的關系，其中，I額為目標電器的額定電流。其中，電源Vcc典型的可以是+5V電源。

本實施例二提供了一種延時電流控制裝置，具體優(yōu)化了電流采樣電路101、延時電路102和電壓比較電路103，優(yōu)化后的電路結構較為簡潔，且可以方便地實現(xiàn)直流電機的工作電流在設定延時時間內不受其自身的額定電流限制，進而能夠采取大電流啟動和大電流制動。

在上述實施例的基礎上，如圖2b所示，將目標電器具體優(yōu)化為：三相直流電機；將驅動控制電路具體優(yōu)化為：場效應晶體管驅動控制電路，其中，場效應晶體管驅動控制電路的第一輸出端、第二輸出端以及第三輸出端分別與三相直流電機的第一輸入端、第二輸入端以及第三輸入端相連，場效應晶體管驅動控制電路的采樣電流輸出端與電流采樣電路的輸入端相連。三相直流電機是直流電機中使用較為廣泛的一種，三相直流電機包括三相直流有刷電機和三相直流無刷電機，這兩種直流電機均適用于本實施例及上述各實施例。如圖2b所示，三相直流電機需要三路驅動電流同時進行驅動，因此，場效應晶體管驅動控制電路有三個驅動電流輸出端和一個采樣電流輸出端。場效應晶體管驅動控制電路具體可以是包含有場效應晶體管驅動電路的直流電機驅動芯片，還可以是由直流電機驅動芯片和場效應晶體管驅動芯片組成的，本實施例對此不進行限制。進一步地，電壓比較電路103輸出的比較結果具體可以作為脈沖寬度調制信號的使能信號，該使能信號和對應的脈沖寬度調制信號可以作為同一個與門的輸入，當使能信號為0時，脈沖寬度調制信號失效，場效應晶體管驅動電路停止或減小輸出的驅動電流；當使能信號為1時，脈沖寬度調制信號有效，場效應晶體管驅動電路開始或繼續(xù)輸出驅動電流。如圖2c所示，左邊的圖為三相直流電機大電流啟動時的工作電流，中間的圖為三相直流電機正常工作時的工作電流，右邊的圖是三相直流電機大電流制動時的工作電流，從圖2c中可以看出，三相直流電機在啟動和制動時的工作電流與正常工作時的工作電流的差值較大，且可持續(xù)一段時間，典型的可以是50毫秒，三相直流電機在啟動和制動時的工作電流典型的可以是5A或6A等，三相直流電機正常工作時的工作電流典型的可以是2A等。

在上述各實施例的基礎上，將延時電路的延時時間的時間量級具體優(yōu)化為毫秒級。這樣設置的好處是：既保證了在延時時間內，電流不受限制，可以大電流啟動，同時較短的大電流時間，不會造成導致場效應晶體管驅動控制電路和電機燒損。本領域技術人員可以理解的是，直流電機的啟動和制動時間一般較短，基本上啟動和制動的時間均為毫秒級。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進行了較為詳細的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權利要求范圍決定。