[实用新型]一种具有热保护功能的直流电机控制电路

说明书

技术领域

本实用新型属于直流电机控制领域，具体涉及一种用于避免直流电机工作过程中热事件发生的新型电机控制电路。

背景技术

随着科学技术的发展，电机在人们的生活中应用的越来越广泛，并且越来越多地出现在人们的交通工具中，如电动自行车、电动轮椅、电动三轮车甚至电动汽车中。因此，对电机的控制变得越来越重要，一方面电机的控制效果直接决定了系统的性能，比如乘坐此类交通工具时人们的舒适度问题，更重要的是电机的控制决定着此类系统的安全性。由于电机的控制往往是大电流控制，因此产生的热量也非常多，从而进一步影响部件及系统的安全性，这一点在汽车电子类产品方面尤为突出。众周所知，汽车电子类产品所使用的电子技术虽然并非是当下最前沿的，但它一定是当下最为安全的技术之一。直流电机的控制电路出于安全考虑一般都采用高端驱动的功率型MOSFET（场效应管）来控制电机的运转，由于MOSFET（场效应管）不是理想的开关，它仍然存在一定的阻抗，在一定的环境条件下，这些电机控制单元中可能出现渗入一些脏水的情况，而这些脏水可能导致电路产生短路。在实际的应用中已经有这样的例子，极端情况下电控单元可能会由于这些热量的堆积而自燃，并且最终导致整个电机系统燃烧。经过分析可以知道，这种情况是由于驱动电机的MOSFET（场效应管）栅漏极短路而造成的。通常，在电控单元正常运行的情况下，如果一旦发生上述情况，由于电机控制电路均设有相应的监控，因此控制系统一般能够及时提醒用户维修，从而可以避免造成更严重的后果。然而，实践证明，在有些应用场合，在电子控制单元系统没有运行的情况下，由于栅漏极产生短路，电机仍可以得电运行，由于该种情况下是在控制器的主处理器没有通电的情况下发生的，系统自然无法提醒用户进行相应处理，如果此时的电机电流值无法引起过流保险丝熔断，电机将持续运行，当热量积累到一定程度时，仍然会发生过热而发生自燃现象。

发明内容

本实用新型旨在MOSFET（场效应管）栅漏极出现短路的情况下自动调整场效应管的控制电压，使得该电压低于开启值，从而保证电机不会产生自行运转情况，从而避免自燃等事件的发生。本实用新型采用的技术方案是：

一种具有热保护功能的直流电机控制电路，包括短路电阻1、栅极驱动限流电阻2、栅漏极TVS保护管3、栅源极TVS保护管4、电机控制开关5、直流电机6、限流保险丝7、汽车电池8，在场效应管驱动器的栅漏极添加一个智能电压限制模块9。

所述智能电压限制模块包括整流二极管D3、NPN&PNP集成三极管Q2、PNP三极管Q3、电阻R3、电阻R4，电压监控端MON3，集成三极管Q2的PNP基极与PNP三极管Q3发射极相连，集成三极管Q2的PNP发射极与电机控制开关Q1相连，电机控制开关Q1与直流电机Motor相连，Q1的前端和后端分别有一个电压采样点MON1和MON2，二极管D3、NPN和PNP组成的集成三极管Q2、三极管Q3和限流电阻R3组成的限压保护电路，在发生热事件时，由集成三极管Q2、三极管Q3、限流电阻R3组成的电路可以将电机控制开关Q1的控制电压限定在2个二极管的结电压的大小，从而可靠关断Q1，避免热事件发生。

本实用新型的有益技术效果是：有利于防止故障部件冒烟，或在热事件中出现脱焊，方案实现方法简单，而且有别于常用的热保护方法，控制回路可以直接进行回流焊，不发生特殊组装费用，低功耗和电压降，支持直流电子电路，适合用于苛刻的环境条件(汽车和工业应用)，绿色环保的设计。

附图说明

图1是通用直流电机控制回路示意图。

图2是本实用新型直流电机控制回路示意图。

其中1、短路电阻 ； 2、栅极驱动限流电阻；  3、栅漏极TVS保护管 ；4、栅源极TVS保护管 ； 5、电机控制开关 ； 6、直流电机 ； 7、限流保险丝 ； 8、汽车电池 ；9、智能电压限制模块； 10、整流二极管D3； 11、 NPN&PNP集成三极管Q2 ；12、PNP三极管Q3 ； 13、电阻R3；14、电阻R4；15、电压监控端MON3。

实施方式

实施例1