[发明专利]一种基于能量回馈的直流电机互锁保护控制电路

说明书

本发明涉及一种基于能量回馈的直流电机互锁保护控制电路，包括：状态指示与到位关断电路、上桥驱动电路、下桥驱动电路、功率主电路、过流检测电路、互锁保护电路和自回馈保护电路；本发明无需主控芯片和大体积的继电器，避免了复杂的控制电路和软件控制算法，降低了电路的体积和成本，采用状态指示与到位关断电路将电机状态进行显示并实现电机到位自动关断，采用互锁保护电路对电流过流进行保护，及时切断主电路，避免功率主电路和电机损坏，采用自回馈保护电路将电机回馈的能量进行吸收，避免对供电总电源的冲击，提升了可靠性。

技术领域

本发明涉及控制电路技术领域，尤其涉及一种基于能量回馈的直流电机互锁保护控制电路。

背景技术

直流电机具有结构和控制简单、体积和重量小、运行可靠、效率高等优点，在国防、航天、航空、汽车、医疗等各个领域。随着永磁材料的出现以及电子元器件的快速发展，永磁直流电机得到更加广泛的应用，高可靠、低成本的直流电机控制电路成为直流电机发展的关键技术之一。

当前主流的直流电机控制电路主要有两种方式，一种方式是采用四个继电器搭建H桥电路来控制电机正反转，这种方式的优点是结构简单，控制方便，无需主控芯片，降低了系统的复杂性，缺点是控制电路体积大，成本高，继电器开关次数有限，降低了系统的可靠性，对于大功率的电机，继电器体积更大，成本更高。第二种方式是采用功率管搭建桥式电路，利用主控芯片控制功率管实现电机的正反转，这种方式的优点是控制方式灵活，可扩展性高，缺点是由于主控芯片的存在导致控制电路复杂、成本高、体积较大。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于能量回馈的直流电机互锁保护控制电路，用以解决直流控制电路可靠性低、体积大、成本高的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

在基于本发明的一个实施例中，提供了一种基于能量回馈的直流电机互锁保护控制电路，包括：状态指示与到位关断电路、上桥驱动电路、下桥驱动电路、功率主电路和自回馈保护电路；其中电机正转信号SZ和反转信号SF连接到上桥驱动电路的输入端，上桥驱动电路输出电机驱动信号SZ2、SF2和状态控制信号SZ1＇和SF1＇，状态控制信号SZ1＇和SF1＇接入状态指示与到位关断电路的输入端，状态指示与到位关断电路用于控制电路自动切断并指示切断状态，状态指示与到位关断电路输出下桥驱动信号SZ3和SF3到下桥驱动电路的输入端，上桥驱动电路输出的电机驱动信号SZ2、SF2和下桥驱动电路输出的下桥驱动信号SZ3、SF3连接到功率主电路来控制电机正反转，总电源VCC通过自回馈保护电路与功率主电路之间进行能量交互。

在基于本发明电路的另一个实施例中，还包括过流检测电路和互锁保护电路，功率主电路输出电压保护信号CU1和CU2连接过流检测电路的输入端，过流检测电路输出高低电平信号OV1和OV2到互锁保护电路的输入端，用于在电机过流时切断电路，互锁保护电路根据输入的电压信号OV1和OV2输出控制信号OV3和OV4到下桥驱动电路的输入端，当输入的正转信号SZ和反转信号SF同时为高电平或者出现电流超限时保护电路。

在基于本发明电路的另一个实施例中，还包括开关滤波电路，其中电机正转信号SZ和反转信号SF连接到开关滤波电路的输入端，经滤波后输出正转滤波信号SZ1和反转滤波信号SF1连接到上桥驱动电路的输入端；开关滤波电路包括：电阻R16、电阻R17，电阻R21、电阻R22、电容C1、电容C2、NPN三极管K12、NPN三极管K7；电机正转信号SZ与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与电容C1的一端、电阻R17的一端、NPN三极管K12的基极连接，电容C1的另一端与电阻R17的另一端、NPN三极管K12的发射极、电源地GND连接，NPN三极管K12的集电极输出正转滤波信号SZ1；电机反转信号SF与电阻R21的一端连接，电阻R21的另一端与电容C2的一端、电阻R21的一端、NPN三极管K7的基极连接，电容C2的另一端与电阻R22的另一端、NPN三极管K7的发射极、电源地GND连接，NPN三极管K7的集电极输出反转滤波信号SF1。