一種車載直流電機驅動芯片過流保護系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車電子領域，尤其涉及車載直流電機驅動芯片過流保護系統。
【背景技術】
[0002]目前隨著我國的汽車產業的不斷擴大與完善，汽車上使用的直流電機也隨著由傳統的繼電器控制轉向集成化程度高的驅動芯片控制，雖然使用驅動芯片控制方式比使用傳統繼電器控制方式有許多方面的優點，但缺點也漸漸暴露出來，譬如，當車載電機的驅動系統出現損壞時，傳統的繼電器控制方式也許只要更換損壞的繼電器就可以了，但對于驅動芯片控制方式，就要更換驅動芯片所在的整個控制模塊，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的驅動系統會需要有很高的可靠性，自我保護功能非常完善。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是實現一種使車載直流電機驅動芯片在過流的情況下，快速的實現自我保護，避免驅動芯片出現過流損壞，提高電機驅動芯片的可靠性、耐久性。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:一種車載直流電機驅動芯片過流保護系統，電源為電機驅動芯片和微控制器供電，微控制器輸出控制信號至電機驅動芯片控制電機工作，所述電機的工作回路中串聯有采樣電阻，所述采樣電阻將回路中的電流信號轉換成電壓信號，再經過放大器將電流信號放大后輸出給過流響應電路，所述過流響應電路控制微控制器輸送至電機驅動芯片信號的通斷。
[0005]所述采樣電阻的電壓信號經過運算放大器A放大后輸送至運算放大器B，所述運算放大器B輸出電壓信號至比較器B的負極，所述比較器B的正極接參考電壓Vref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的發射極接地，集電極接電機驅動芯片信號輸入端的電路上。
[0006]所述電機驅動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2512封裝相互并聯的30毫歐電阻構成。
[0007]本實用新型的優點在于具有非常高的即時性，從采樣電阻采集到過流信號到過流響應電路穩定輸出，整個系統的響應時間在1uS以內，這樣就能夠在很大程度上完善了電機驅動芯片的保護機制，提尚使用可靠性。
【附圖說明】
[0008]下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內容作簡要說明:
[0009]圖1為車載直流電機驅動芯片過流保護系統結構框圖；
[0010]圖2為車載直流電機驅動芯片過流保護系統電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011]在實際使用中，超出承受范圍的負載電流往往是電機驅動芯片損壞的主要原因之一，雖然驅動芯片一般情況下也有自己的過流保護機制，但大都是根據大電流流過驅動芯片內部的MOS管所產生的熱量來實施保護的，這樣的保護機制是需要等到MOS管積攢足夠的熱量才能啟動，缺乏即時性，而且這種“過熱”的保護機制也會影響使用壽命。針對此種情況，本系統采用在驅動芯片外圍另增加電流監測電路和過流響應電路，時時監測流過電機驅動芯片的電流大小，當電流超出設定的范圍，過流響應電路啟動，立即切斷電機驅動芯片輸入，切斷電流，實現保護功能。
[0012]如圖1所示，本系統的工作機制主要是通過串聯在電機工作回路中的采樣電阻來將回路中的電流信號轉換成電壓信號，再經過放大器將電流信號按一定倍數放大后輸出給過流響應電路，過流響應電路判斷當前輸入信號是否超出本電路預設定的閥值，如超出則切斷電機驅動芯片的輸入信號，如不超出，則保持當前狀態不變。
[0013]圖2為涉及的主要器件有微控制器、車載電機驅動芯片BTS7810K、毫歐級電阻、雙路運放LM2904、NPN三極管BC846B，二極管BAS21。
[0014]工作原理是當BTS 7810K工作時，工作電流流過串聯在工作回路中毫歐級電阻(此處出于功率的考慮，使用3個2512封裝的30毫歐電阻，所以整體上會表現為10毫歐阻抗)，這樣該電阻兩端會產生一個電壓VI，該電壓Vl經過運算放大器A放大后(此處放大倍數約為10倍)，得到電壓V2，輸出給另一路運算放大器B以及微控制器。當運算放大器B得到電壓V2時，會和自身預設的參考電壓Vref進行比較，若V2小于Vref時，運算放大器輸入低電平，后級NPN三極管不導通，當V2大于Vref時，運算放大器會輸出高電平，此高電平一面經過電容和二極管反饋到輸入端將電壓V2拉高，一面驅動后級NPN三極管導通;拉高的V2又使得運放B繼續輸出高電平，從而使運放B形成一個類似“自鎖”狀態，會一直輸出高電平(注:V2的高電平可通過微控制器拉低，從而解除運放B的“自鎖”狀態)，確保了后級NPN三極管一直處于導通狀態，而導通的三極管會將BTS7810K的輸入切斷，從而實現保護功能。
[0015]此保護系統電路簡單，成本低廉，易于實現，能夠在電機回路出現過電流時，第一時間切斷驅動芯片的輸入，能夠很大程度上避免驅動芯片因過流而損壞。此外，本系統可移植性強，可用作其他驅動電路的保護系統，并不局限于車載電機驅動系統。
[0016]上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種車載直流電機驅動芯片過流保護系統，電源為電機驅動芯片和微控制器供電，微控制器輸出控制信號至電機驅動芯片控制電機工作，其特征在于:所述電機的工作回路中串聯有采樣電阻，所述采樣電阻將回路中的電流信號轉換成電壓信號，再經過放大器將電流信號放大后輸出給過流響應電路，所述過流響應電路控制微控制器輸送至電機驅動芯片信號的通斷。2.根據權利要求1所述的車載直流電機驅動芯片過流保護系統，其特征在于:所述采樣電阻的電壓信號經過運算放大器A放大后輸送至運算放大器B，所述運算放大器B輸出電壓信號至比較器B的負極，所述比較器B的正極接參考電壓Vref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的發射極接地，集電極接電機驅動芯片信號輸入端的電路上。3.根據權利要求1或2所述的車載直流電機驅動芯片過流保護系統，其特征在于:所述電機驅動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2512封裝相互并聯的30毫歐電阻構成。
【專利摘要】本實用新型揭示了一種車載直流電機驅動芯片過流保護系統，電源為電機驅動芯片和微控制器供電，微控制器輸出控制信號至電機驅動芯片控制電機工作，所述電機的工作回路中串聯有采樣電阻，所述采樣電阻將回路中的電流信號轉換成電壓信號，再經過放大器將電流信號放大后輸出給過流響應電路，所述過流響應電路控制微控制器輸送至電機驅動芯片信號的通斷。本實用新型的優點在于具有非常高的即時性，從采樣電阻采集到過流信號到過流響應電路穩定輸出，整個系統的響應時間在10uS以內，這樣就能夠在很大程度上完善了電機驅動芯片的保護機制，提高使用可靠性。
【IPC分類】H02H3/087
【公開號】CN205178471
【申請號】CN201521072246
【發明人】陳澤堅
【申請人】埃泰克汽車電子(蕪湖)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月18日