車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過流保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車電子領(lǐng)域，尤其涉及車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過流保護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著我國的汽車產(chǎn)業(yè)的不斷擴(kuò)大與完善，汽車上使用的直流電機(jī)也隨著由傳統(tǒng)的繼電器控制轉(zhuǎn)向集成化程度高的驅(qū)動(dòng)芯片控制，雖然使用驅(qū)動(dòng)芯片控制方式比使用傳統(tǒng)繼電器控制方式有許多方面的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也漸漸暴露出來，譬如，當(dāng)車載電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)損壞時(shí)，傳統(tǒng)的繼電器控制方式也許只要更換損壞的繼電器就可以了，但對于驅(qū)動(dòng)芯片控制方式，就要更換驅(qū)動(dòng)芯片所在的整個(gè)控制模塊，這就意味著大大增加了維修成本，因此一般情況下車載電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)會(huì)需要有很高的可靠性，自我保護(hù)功能非常完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種使車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片在過流的情況下，快速的實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，避免驅(qū)動(dòng)芯片出現(xiàn)過流損壞，提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的可靠性、耐久性。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過流保護(hù)系統(tǒng)，電源為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和微控制器供電，微控制器輸出控制信號至電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片控制電機(jī)工作，所述電機(jī)的工作回路中串聯(lián)有采樣電阻，所述采樣電阻將回路中的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)過放大器將電流信號放大后輸出給過流響應(yīng)電路，所述過流響應(yīng)電路控制微控制器輸送至電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片信號的通斷。
[0005]所述采樣電阻的電壓信號經(jīng)過運(yùn)算放大器A放大后輸送至運(yùn)算放大器B，所述運(yùn)算放大器B輸出電壓信號至比較器B的負(fù)極，所述比較器B的正極接參考電壓V?f信號，所述比較器B輸出端接NPN型三極管Q5和三極管Q6的基極，所述三極管Q5和三極管Q6的發(fā)射極接地，集電極接電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片信號輸入端的電路上。
[0006]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片電源輸出端旁接接地的采樣電阻，所述的采樣電阻由3個(gè)2512封裝相互并聯(lián)的30毫歐電阻構(gòu)成。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于具有非常高的即時(shí)性，從采樣電阻采集到過流信號到過流響應(yīng)電路穩(wěn)定輸出，整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間在10uS以內(nèi)，這樣就能夠在很大程度上完善了電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的保護(hù)機(jī)制，提尚使用可靠性。
【附圖說明】
[0008]下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡要說明:
[0009]圖1為車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過流保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖2為車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過流保護(hù)系統(tǒng)電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在實(shí)際使用中，超出承受范圍的負(fù)載電流往往是電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片損壞的主要原因之一，雖然驅(qū)動(dòng)芯片一般情況下也有自己的過流保護(hù)機(jī)制，但大都是根據(jù)大電流流過驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部的M0S管所產(chǎn)生的熱量來實(shí)施保護(hù)的，這樣的保護(hù)機(jī)制是需要等到M0S管積攢足夠的熱量才能啟動(dòng)，缺乏即時(shí)性，而且這種“過熱”的保護(hù)機(jī)制也會(huì)影響使用壽命。針對此種情況，本系統(tǒng)采用在驅(qū)動(dòng)芯片外圍另增加電流監(jiān)測電路和過流響應(yīng)電路，時(shí)時(shí)監(jiān)測流過電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的電流大小，當(dāng)電流超出設(shè)定的范圍，過流響應(yīng)電路啟動(dòng)，立即切斷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片輸入，切斷電流，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。
[0012]如圖1所示，本系統(tǒng)的工作機(jī)制主要是通過串聯(lián)在電機(jī)工作回路中的采樣電阻來將回路中的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)過放大器將電流信號按一定倍數(shù)放大后輸出給過流響應(yīng)電路，過流響應(yīng)電路判斷當(dāng)前輸入信號是否超出本電路預(yù)設(shè)定的閥值，如超出則切斷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的輸入信號，如不超出，則保持當(dāng)前狀態(tài)不變。
[0013]圖2為涉及的主要器件有微控制器、車載電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片BTS 7810K、毫歐級電阻、雙路運(yùn)放LM2904、NPN三極管BC846B，二極管BAS21。
[0014]工作原理是當(dāng)BTS 7810K工作時(shí)，工作電流流過串聯(lián)在工作回路中毫歐級電阻(此處出于功率的考慮，使用3個(gè)2512封裝的30毫歐電阻，所以整體上會(huì)表現(xiàn)為10毫歐阻抗)，這樣該電阻兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓VI，該電壓VI經(jīng)過運(yùn)算放大器A放大后(此處放大倍數(shù)約為10倍)，得到電壓V2，輸出給另一路運(yùn)算放大器B以及微控制器。當(dāng)運(yùn)算放大器B得到電壓V2時(shí)，會(huì)和自身預(yù)設(shè)的參考電壓Vref進(jìn)行比較，若V2小于Vref時(shí)，運(yùn)算放大器輸入低電平，后級NPN三極管不導(dǎo)通，當(dāng)V2大于Vref時(shí)，運(yùn)算放大器會(huì)輸出高電平，此高電平一面經(jīng)過電容和二極管反饋到輸入端將電壓V2拉高，一面驅(qū)動(dòng)后級NPN三極管導(dǎo)通；拉高的V2又使得運(yùn)放B繼續(xù)輸出高電平，從而使運(yùn)放B形成一個(gè)類似“自鎖”狀態(tài)，會(huì)一直輸出高電平(注:V2的高電平可通過微控制器拉低，從而解除運(yùn)放B的“自鎖”狀態(tài))，確保了后級NPN三極管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，而導(dǎo)通的三極管會(huì)將BTS7810K的輸入切斷，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。
[0015]此保護(hù)系統(tǒng)電路簡單，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)，能夠在電機(jī)回路出現(xiàn)過電流時(shí)，第一時(shí)間切斷驅(qū)動(dòng)芯片的輸入，能夠很大程度上避免驅(qū)動(dòng)芯片因過流而損壞。此外，本系統(tǒng)可移植性強(qiáng)，可用作其他驅(qū)動(dòng)電路的保護(hù)系統(tǒng)，并不局限于車載電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0016]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過流保護(hù)系統(tǒng)，電源為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和微控制器供電，微控制器輸出控制信號至電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片控制電機(jī)工作，其特征在于:所述電機(jī)的工作回路中串聯(lián)有采樣電阻，所述采樣電阻將回路中的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)過放大器將電流信號放大后輸出給過流響應(yīng)電路，所述過流響應(yīng)電路控制微控制器輸送至電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片信號的通斷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:所述采樣電阻的電壓信號經(jīng)過運(yùn)算放大器A放大后輸送至運(yùn)算放大器B，所述運(yùn)算放大器B輸出電壓信號至比較器B的負(fù)極，所述比較器B的正極接參考電壓V?f信號，所述比較器B輸出端接NPN型三極管Q5和三極管Q6的基極，所述三極管Q5和三極管Q6的發(fā)射極接地，集電極接電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片信號輸入端的電路上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過流保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片電源輸出端旁接接地的采樣電阻，所述的采樣電阻由3個(gè)2512封裝相互并聯(lián)的30毫歐電阻構(gòu)成。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種車載直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片過流保護(hù)系統(tǒng)，電源為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和微控制器供電，微控制器輸出控制信號至電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片控制電機(jī)工作，所述電機(jī)的工作回路中串聯(lián)有采樣電阻，所述采樣電阻將回路中的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)過放大器將電流信號放大后輸出給過流響應(yīng)電路，所述過流響應(yīng)電路控制微控制器輸送至電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片信號的通斷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于具有非常高的即時(shí)性，從采樣電阻采集到過流信號到過流響應(yīng)電路穩(wěn)定輸出，整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間在10uS以內(nèi)，這樣就能夠在很大程度上完善了電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的保護(hù)機(jī)制，提高使用可靠性。
【IPC分類】H02H3/087
【公開號】CN105429098
【申請?zhí)枴緾N201510965372
【發(fā)明人】陳澤堅(jiān)
【申請人】埃泰克汽車電子(蕪湖)有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月18日