專利名稱：電壓保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓保護(hù)裝置，特別涉及一種馬達(dá)驅(qū)動器的電壓保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
馬達(dá)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中 。隨著微電子和電腦技術(shù)的發(fā)展，馬達(dá)的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。 馬達(dá)需要馬達(dá)驅(qū)動器來驅(qū)動其進(jìn)行工作，當(dāng)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，就會驅(qū)動馬達(dá)按設(shè) 定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，并按該角度一步一步運行。馬達(dá)驅(qū)動器可以通過控制脈沖個 數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動 的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。
為了防止過大的電壓損毀馬達(dá)驅(qū)動器，需要對馬達(dá)驅(qū)動器上的電壓進(jìn)行偵測，通常是采 用電壓傳感器等來偵測馬達(dá)驅(qū)動器上的電壓，但是電壓傳感器價格貴。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述內(nèi)容，有必要提供一種低成本的馬達(dá)驅(qū)動器電壓保護(hù)裝置。
一種電壓保護(hù)裝置，用于對一馬達(dá)驅(qū)動器的電壓進(jìn)行偵測，并在所述馬達(dá)驅(qū)動器過電壓 時對其電壓進(jìn)行調(diào)整，所述馬達(dá)驅(qū)動器包括一直流電壓源及一功率級板，所述直流電壓源通 過所述功率極板驅(qū)動一馬達(dá)工作，所述電壓保護(hù)裝置包括一開關(guān)單元、 一電壓轉(zhuǎn)換單元、一 控制器、 一電壓偵測器及一過壓判斷器，當(dāng)所述控制器輸出高電平的PWM信號時，所述開關(guān) 單元導(dǎo)通使所述電壓轉(zhuǎn)換單元將所述直流電壓源的輸出電壓轉(zhuǎn)換為一低電壓提供給所述電壓 偵測器，所述過壓判斷器將所述電壓偵測器偵測到的低電壓與一預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，并當(dāng)所 述低電壓大于所述預(yù)設(shè)電壓時輸出一控制信號給所述控制器以使所述控制器控制所述功率級 板對所述馬達(dá)驅(qū)動器的電壓進(jìn)行調(diào)整。
相較現(xiàn)有技術(shù)，所述電壓保護(hù)裝置通過PWM信號控制所述開關(guān)單元的導(dǎo)通進(jìn)而控制所述 直流電壓源的輸出電壓轉(zhuǎn)換為一低電壓提供給所述電壓偵測器，所述過壓判斷器將所述電壓 偵測器偵測到的低電壓與一預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，并當(dāng)所述低電壓大于所述預(yù)設(shè)電壓時輸出一 控制信號給所述控制器以使所述控制器控制所述功率級板對所述馬達(dá)驅(qū)動器的電壓進(jìn)行調(diào)整 ，以防止過大的電壓損毀所述馬達(dá)驅(qū)動器。所述電壓保護(hù)裝置架構(gòu)簡單、成本低。


4下面參照附圖結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述
圖l為本發(fā)明電壓保護(hù)裝置的較佳實施方式的框圖。
圖2為圖1中電壓轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
具體實施例方式
請參考圖l，本發(fā)明電壓保護(hù)裝置用于對一馬達(dá)驅(qū)動器10的電壓進(jìn)行偵測，并在所述馬 達(dá)驅(qū)動器10過電壓時對其電壓進(jìn)行調(diào)整，所述馬達(dá)驅(qū)動器10包括一直流電壓源12及一功率級 板14，所述直流電壓源12通過所述功率極板14驅(qū)動一馬達(dá)40工作。本發(fā)明電壓保護(hù)裝置的較 佳實施方式包括一 電壓轉(zhuǎn)換電路20及一控制電路30 。所述電壓轉(zhuǎn)換電路20包括一開關(guān)單元 22、 一電壓轉(zhuǎn)換單元24及一濾波單元26。所述控制電路30包括一控制器32 (如微處理器)、 一電壓偵測器34及一過壓判斷器36。
所述控制器32根據(jù)所述馬達(dá)40的運動狀態(tài)調(diào)整其輸出的脈寬調(diào)制(pulse-width modulation, PWM)信號的頻率，并根據(jù)所述PWM信號的頻率調(diào)整對所述馬達(dá)驅(qū)動器10的電壓 偵測的頻率，所述PWM信號控制所述開關(guān)單元22導(dǎo)通及截止，以此使所述電壓轉(zhuǎn)換單元24在 所述開關(guān)單元22導(dǎo)通時將所述直流電壓源12的輸出電壓轉(zhuǎn)換為一低電壓Vout并經(jīng)所述濾波單 元26后輸出給所述電壓偵測器34，所述過壓判斷器36將所述電壓Vout與一預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較 ，并根據(jù)比較結(jié)果輸出一控制信號給所述控制器32以使所述控制器32控制所述功率級板14對 所述馬達(dá)驅(qū)動器10的電壓進(jìn)行調(diào)整，以防止過大的電壓損毀所述馬達(dá)驅(qū)動器IO。
請繼續(xù)參考圖2，所述開關(guān)單元22包括一場效應(yīng)管Q1及一電阻R1。所述場效應(yīng)管Q1的柵 極連接所述控制器32的脈沖輸出弓1腳P以接收所述PWM信號，其源極經(jīng)所述電阻R1接地，其漏 極連接所述電壓轉(zhuǎn)換單元24 。
所述電壓轉(zhuǎn)換單元24包括一變壓器T1、 一電容C1、 一電阻R2、兩二極管D1及D2。所述直 流電壓源12分別經(jīng)所述變壓器T1的初級線圈連接所述二極管D1的陽極及經(jīng)所述電阻R2連接所 述二極管D1的陰極，所述電容C1與所述電阻R2并聯(lián)，所述二極管D1的陽極連接所述開關(guān)單元 22中所述場效應(yīng)管Q1的漏極，所述變壓器T1的次級線圈的一端連接所述二極管D2的陰極，其 另一端連接所述濾波單元26，所述二極管D2的陽極接地。在本實施方式中，所述變壓器T1的 初級線圈與次級線圈的極性相同。當(dāng)所述變壓器T1的初級線圈與次級線圈的極性不同時，將 所述二極管D2反接即可。
所述濾波單元26包括一電容C2及兩電阻R3、 R4。所述變壓器T1的次級線圈的另一端經(jīng)所 述電阻R3連接所述電壓偵測器34的一輸入引腳VIN，所述輸入引腳VIN經(jīng)所述電容C2連接所述 二極管D2的陽極，所述電阻R4與所述電容C2并聯(lián)。在本實施方式中，所述濾波單元26用于濾波，為了進(jìn)一步節(jié)省成本，可將其刪除。
使用時，所述馬達(dá)驅(qū)動器10驅(qū)動所述馬達(dá)40開始工作，由于所述電壓轉(zhuǎn)換單元24的輸入 電壓為直流電壓，所述控制器32需輸出PWM信號不斷切換所述開關(guān)單元22的導(dǎo)通及截止?fàn)顟B(tài) 來控制所述變壓器T1工作，當(dāng)所述控制器32輸出的PWM信號為高電平信號時，所述場效應(yīng)管 Ql導(dǎo)通，所述變壓器T1將所述直流電壓源12的輸出電壓變壓為低電壓Vout并經(jīng)濾波后提供給 所述電壓偵測器34，所述過壓判斷器36將所述電壓偵測器34偵測到的低電壓Vout與一預(yù)設(shè)電 壓進(jìn)行比較，若所述低電壓Vout大于所述預(yù)設(shè)電壓則輸出一控制信號給所述控制器32以使所 述控制器32控制所述功率級板14在所述馬達(dá)驅(qū)動器10上的電壓過高時對所述馬達(dá)驅(qū)動器10的 電壓進(jìn)行調(diào)整，以防止過大的電壓損毀所述馬達(dá)驅(qū)動器IO。例如，當(dāng)所述馬達(dá)40停止運動時 ，所述馬達(dá)驅(qū)動器10上的電壓將變大，此時所述控制器32根據(jù)此時所述馬達(dá)40的運動狀態(tài)輸 出一高頻率的PWM信號以通過所述開關(guān)單元22及所述電壓轉(zhuǎn)換單元24提高對所述馬達(dá)驅(qū)動器 10的電壓偵測的頻率，以使所述功率極板l4快速地將所述馬達(dá)驅(qū)動器1 O上過大的電壓降低， 從而達(dá)到保護(hù)馬達(dá)驅(qū)動器10的目的。
所述電壓保護(hù)裝置通過所述控制器32輸出的PWM信號控制所述場效應(yīng)管Q1的導(dǎo)通及截止 ，進(jìn)而當(dāng)所述場效應(yīng)管Ql導(dǎo)通時控制所述直流電壓源12的輸出電壓轉(zhuǎn)換為一低電壓Vout提供 給所述電壓偵測器34，所述過壓判斷器36將所述電壓偵測器34偵測到的低電壓Vout與一預(yù)設(shè) 電壓進(jìn)行比較，若所述低電壓Vout大于所述預(yù)設(shè)電壓則輸出一控制信號給所述控制器32以使 所述控制器32控制所述功率級板14在所述馬達(dá)驅(qū)動器10上的電壓過高時對所述馬達(dá)驅(qū)動器 IO的電壓進(jìn)行調(diào)整，以防止過大的電壓損毀所述馬達(dá)驅(qū)動器IO。所述電壓保護(hù)裝置架構(gòu)簡單 、成本低。
權(quán)利要求
1.一種電壓保護(hù)裝置，用于對一馬達(dá)驅(qū)動器的電壓進(jìn)行偵測，并在所述馬達(dá)驅(qū)動器過電壓時對其電壓進(jìn)行調(diào)整，所述馬達(dá)驅(qū)動器包括一直流電壓源及一功率級板，所述直流電壓源通過所述功率極板驅(qū)動一馬達(dá)工作，其特征在于所述電壓保護(hù)裝置包括一開關(guān)單元、一電壓轉(zhuǎn)換單元、一控制器、一電壓偵測器及一過壓判斷器，當(dāng)所述控制器輸出高電平的PWM信號時，所述開關(guān)單元導(dǎo)通使所述電壓轉(zhuǎn)換單元將所述直流電壓源的輸出電壓轉(zhuǎn)換為一低電壓提供給所述電壓偵測器，所述過壓判斷器將所述電壓偵測器偵測到的低電壓與一預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，并當(dāng)所述低電壓大于所述預(yù)設(shè)電壓時輸出一控制信號給所述控制器以使所述控制器控制所述功率級板對所述馬達(dá)驅(qū)動器的電壓進(jìn)行調(diào)整。
2. 如權(quán)利要求l所述的電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述控制器輸出 的PWM信號的頻率會隨著所述馬達(dá)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)而調(diào)整，所述控制器在所述馬達(dá)運轉(zhuǎn)不正常時 所輸出的PWM信號的頻率會大于在所述馬達(dá)運轉(zhuǎn)正常時所輸出的PWM信號的頻率。
3. 如權(quán)利要求2所述的電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述控制器為一微處理器。
4. 如權(quán)利要求l所述的電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述電壓轉(zhuǎn)換單 元通過一濾波單元與所述電壓偵測器相連，所述濾波單元用于對所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出電 壓進(jìn)行濾波。
5. 如權(quán)利要求4所述的電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述開關(guān)單元包 括一場效應(yīng)管，所述場效應(yīng)管的柵極連接所述控制器的脈沖輸出引腳，其源極接地，其漏極 連接所述電壓轉(zhuǎn)換單元。
6. 如權(quán)利要求5所述的電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述開關(guān)單元還 包括一第一電阻，所述第一電阻串接于所述場效應(yīng)管的源極與地之間。
7. 如權(quán)利要求5所述的電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述電壓轉(zhuǎn)換單 元包括一變壓器、 一第一電容、 一第二電阻、 一第一二極管及一第二二極管，所述變壓器的 初級線圈與次級線圈的極性相同，所述直流電壓源分別經(jīng)所述變壓器初級線圈連接所述第一二極管的陽極及經(jīng)所述第二電阻連接所述第一二極管的陰極，所述第一電容與所述第二電阻 并聯(lián)，所述第一二極管的陽極還連接所述場效應(yīng)管的漏極，所述變壓器的次級線圈的第一端 連接所述第二二極管的陰極，第二端連接所述濾波單元，所述第二二極管的陽極接地。
8.如權(quán)利要求7所述的電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述濾波單元包括一第二電容、 一第三電阻及一第四電阻，所述變壓器的次級線圈的第一端經(jīng)所述第三電阻 連接所述電壓偵測器的一輸入引腳，所述輸入弓1腳經(jīng)所述第二電容連接所述第二二極管的陽 極，所述第四電阻與所述第二電容并聯(lián)。
9.如權(quán)利要求5所述的電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括一變壓器、 一第一電容、 一第二電阻、 一第一二極管及一第二二極管，所述變壓器的 初級線圈與次級線圈的極性不同，所述直流電壓源分別經(jīng)所述變壓器初級線圈連接所述第一 二極管的陽極及經(jīng)所述第二電阻連接所述第一二極管的陰極，所述第一電容與所述第二電阻 并聯(lián)，所述第一二極管的陽極還連接所述場效應(yīng)管的漏極，所述變壓器的次級線圈的第一端 連接所述濾波單元，第二端連接所述第二二極管的陽極，所述第二二極管的陰極接地。
10.如權(quán)利要求9所述的電壓保護(hù)裝置，其特征在于所述濾波單元 包括一第二電容、 一第三電阻及一第四電阻，所述變壓器的次級線圈的第一端經(jīng)所述第三電 阻連接所述電壓偵測器的 一輸入引腳，所述輸入弓1腳經(jīng)所述第二電容連接所述第二 二極管的 陰極，所述第四電阻與所述第二電容并聯(lián)。
全文摘要
一種電壓保護(hù)裝置，用于對一馬達(dá)驅(qū)動器的電壓進(jìn)行偵測，并在馬達(dá)驅(qū)動器過電壓時對其電壓進(jìn)行調(diào)整，馬達(dá)驅(qū)動器包括直流電壓源及功率級板，直流電壓源通過功率極板驅(qū)動一馬達(dá)工作，電壓保護(hù)裝置包括開關(guān)單元、電壓轉(zhuǎn)換單元、控制器、電壓偵測器及過壓判斷器，當(dāng)控制器輸出高電平的PWM信號時，開關(guān)單元導(dǎo)通使電壓轉(zhuǎn)換單元將直流電壓源的輸出電壓轉(zhuǎn)換為一低電壓提供給電壓偵測器，過壓判斷器將電壓偵測器偵測到的低電壓與一預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，并當(dāng)?shù)碗妷捍笥谒鲱A(yù)設(shè)電壓時輸出一控制信號給控制器以使控制器控制功率級板對馬達(dá)驅(qū)動器的電壓進(jìn)行調(diào)整。所述電壓保護(hù)裝置架構(gòu)簡單、成本低。
文檔編號H02H3/26GK101674044SQ200810304488
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者丁錦賢 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;賜?？萍脊煞萦邢薰?br>