[发明专利]一种无刷直流电机母线电压纹波超限报警电路

说明书

技术领域

本发明涉及母线电压纹波的监测，尤其是一种无刷直流电机母线电压纹波 超限报警的电路。

背景技术

无刷直流电机(BLDC)已广泛应用于许多领域。BLDC电机不带换向器，因 而比直流电机更可靠。BLDC电机在许多方面也优于交流感应电机。BLDC电机 通过转子磁体生成旋转磁通，具有很高的效率，因而它们一般用于较高可靠性 和效率的设备中。BLDC电机的使用不需要复杂的控制算法。它的最大特点是以 电子换向线路代替了由换向器和电刷组成的机械式换向结构。从而使无刷直流 电机既具有交流电机的简单、运行可靠、维护方便等优点，又具有直流电机运 行效率高、调速性能好的优点，因而在各方面获得广泛的应用。在医疗行业使 用以无刷直流电机为本体的涡轮供气，不仅可以大幅度缩小气源的体积，节省 能源，降低成本，还可以对涡轮进行准确可靠的控制，从而获得稳定的气流与 压力。

在试验中发现，如果固定无刷直流电机输出侧电容值不变，逐渐提高电机 的转速，用示波器可以观察到，输出侧电压纹波的幅值与频率会发生明显的变 化：幅值加大，频率变快，而且输出气流的变化幅度也稍大，如图2所示。其 中ΔV为纹波幅值，ΔT为纹波宽度，T为纹波频率。在并联上合适的电容之后， 上述现象均消失。由此可见，纹波电压对电机转速有着比较重要的影响，可以 直接影响电机的调速效果。因此，对于一定的电机驱动电路和电机负载，通过 电源纹波和转速的测试，采取合适的处理措施，可以有效的帮助我们消除电压 纹波对电机调速效果的影响。

综上所述，提供一种监测母线电压纹波的方式，能在电压纹波超限时报警， 具有重要的实际应用意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无刷直流电机母线电压纹波超限报警电路，实 现麻醉机无刷直流电机母线电压纹波监测与超限报警，避免纹波电压对电机转 速产生的影响。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：一种无刷直流电机母线电压纹波 超限报警电路，包括：

第一电路，用于产生负电压基准信号并输出；

第二电路，用于处理负电压基准信号和电压纹波信号并输出处理结果的脉 冲信号至控制单元。

进一步，第一电路包括基准电压源、第一运放电路、第二运放电路和三极 管；基准电压源的输入端接电源，其输出端接第一运放电路的输入端；第一运 放电路的输出端接第二运放电路的输入端，第二运放电路的输出端中一路接三 极管的基极，三极管的集电极接地。该基准电压源向后续电路提供稳定的、不 受外界因素(主要是电源电压和环境温度)影响的基准电压。该基准电压经第 一运放电路处理后得到负基准电压。当三极管截止时，该负基准电压经第二运 放电路处理后输出至第二电路。

进一步，第一运放电路是反相运放电路，其输出端与负输入端之间串联第 一反馈电阻；正输入端接地。

进一步，第二运放电路是同相运放电路，其输出端与正输入端之间串联第 二反馈电阻，并向第二电路输出负电压基准信号。

进一步，第二电路包括第三运放电路和电压比较器，第三运放的正输入端 与第二运放电路的输出端电连接，负输入端接纹波信号，输出端接电压比较器 的负输入端；电压比较器的输出端与控制器的IO电连接。

进一步，第三运放电路是反相二阶低通运放电路。该电路可以去除信号中 的直流分量，并且将负向的纹波峰值变成正向的纹波峰值。

本发明的有益效果是：第一电路是高精度负直流偏置运放电路，产生稳定 的负电压基准信号并输出；第二电路是获得判断纹波幅值的数字脉冲信号的电 路，将判断纹波幅值的数字脉冲信号作为中断信号输入到控制单元。控制单元 将接收到的脉冲信号和标准纹波脉冲比对，若超出标准纹波幅值，则控制单元 报警。本发明信号处理过程全部由模拟电路实现，响应时间短，处理速度快， 能在母线电压纹波超限时迅速给出警报。

附图说明

图1是本发明的硬件框图；

图2是本发明负直流偏置运放电路的原理图；

图3是本发明获得判断纹波幅值的数字脉冲信号的原理图。

图中：

1、第一电路2、第二电路3、控制器

11、基准电压源12、第一运放电路13、三极管

14、第二运放电路21、三运放电路22、电压比较器

具体实施方式