專利名稱：老年代步車的過流檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域，尤其涉及老年代步車的過流檢測電路。
背景技術(shù)：
目前，市售的二輪電動車、三輪電動車及一些較大功率的電機(jī)控制場合，其電流檢測電路普遍存在成本高或結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點。常用的電流檢測電路有以下三種電流互感器、霍爾效應(yīng)感測器和大功率小電阻電流檢測。大功率小電阻電流檢測電路一般是由康銅電阻、運算放大器及一些外圍電路組成，康銅電阻的功率視具體的應(yīng)用而定?？点~電阻一端接地，一端接電機(jī)的輸出端，使康銅電阻工作在電機(jī)運行的電流回路中，通過V = RI的原理，將康銅電阻采集到的電壓輸入運算放大器，并通過相應(yīng)的外圍電路進(jìn)行比較放大，然后將放大后的信號直接輸入到單片機(jī)， 通過單片機(jī)控制相應(yīng)的輸出電流，或在大電流的沖擊下直接關(guān)斷輸出，達(dá)到保護(hù)電機(jī)及驅(qū)動單元的目的。

圖1顯現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)中的電流檢測模塊，電機(jī)正向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端M+經(jīng)電阻R13、R16分壓并由C15濾波穩(wěn)壓后，輸入電機(jī)電流實時監(jiān)測端口 CPU_AD1，計算出相應(yīng)的電流狀態(tài)，達(dá)到控制電機(jī)電流的目的，電阻R14 —端接5V，電阻R14另一端接R13、R16的分壓端，起到電平筘位的作用，電阻R15 —端接分壓端，電阻R15另一端接電機(jī)連接狀態(tài)監(jiān)測端口 CPU_5，監(jiān)控機(jī)電連接狀態(tài)。電機(jī)反向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端M-經(jīng)電阻R17、R20分壓并由C16濾波穩(wěn)壓后，輸入電機(jī)電流實時監(jiān)測端口 CPU_AD2，計算出相應(yīng)的電流狀態(tài)，達(dá)到控制電機(jī)電流的目的，電阻R18 —端接5V，電阻R18另一端接R17、R20的分壓端，起到電平筘位的作用，電阻R19—端接分壓端，電阻R19另一端接電機(jī)連接狀態(tài)監(jiān)測端口 CPU_4，監(jiān)控機(jī)電連接狀態(tài)。采用這種方式控制的過流檢測電路，其電路復(fù)雜，成本高，康銅電阻的安裝也受到一些結(jié)構(gòu)的限制，而且反應(yīng)出的電流也是經(jīng)過放大后才到單片機(jī)檢測口的，精度不高。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提供了老年代步車的過流檢測電路。本實用新型提供了老年代步車的過流檢測電路，包括單片機(jī)，電流檢測模塊，橋式驅(qū)動模塊3，半橋驅(qū)動模塊2以及半橋驅(qū)動模塊4 ；單片機(jī)分別與半橋驅(qū)動模塊2以及半橋驅(qū)動模塊4連接；橋式驅(qū)動模塊3與半橋驅(qū)動模塊2以及半橋驅(qū)動模塊4連接；電流檢測模塊與橋式驅(qū)動模塊3連接。在一個示例中，半橋驅(qū)動模塊2包括半橋驅(qū)動片IC1，二極管D1，電容Cl，電容 C2，電容C5，電容C6，電容Cll,電阻R5，電阻R7，電阻R8，電阻Rll ；12V電源正極經(jīng)二極管Dl連接半橋驅(qū)動片ICl的第2管腳和電容C2的一端，二極管Dl的陰極連接半橋驅(qū)動片ICl的第2管腳，12V電源正極經(jīng)電容Cl接地，12V電源正極連接半橋驅(qū)動片ICl的第1管腳，電容C2的另一端連接半橋驅(qū)動片ICl的第4管腳，電容C2的另一端還經(jīng)電容C6接地，電容C5連接在半橋驅(qū)動片ICl的第3管腳與地之間，電阻R5連接在半橋驅(qū)動片ICl的第6管腳與地之間，半橋驅(qū)動片ICl的第9管腳接地，半橋驅(qū)動片ICl的第8管腳經(jīng)電阻R2連接單片機(jī)的PWM控制信號輸出端，半橋驅(qū)動片ICl的第 7管腳經(jīng)電阻Rl連接單片機(jī)的使能信號輸出端，單片機(jī)的使能信號輸出端還經(jīng)電阻R21接地，半橋驅(qū)動片ICl的第3管腳經(jīng)電阻R8連接至MOS管TRl的柵極，半橋驅(qū)動片ICl的第 4管腳經(jīng)電阻Rll連接至電機(jī)正向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端M+，半橋驅(qū)動片ICl的第10管腳經(jīng)電阻R7連接至MOS管TR3的柵極，MOS管TR3的柵極經(jīng)電容Cll接地。在一個示例中，半橋驅(qū)動模塊4包括半橋驅(qū)動片IC2，二極管D2，電容C4，電容 C3，電容C9，電容C10,電容C14，電阻R6，電阻R9，電阻R10,電阻R12 ；12V電源正極經(jīng)二極管D2連接半橋驅(qū)動片IC2的第2管腳和電容C3的一端，二極管D2的陰極連接半橋驅(qū)動片IC2的第2管腳，12V電源正極經(jīng)電容C4接地，12V電源正極連接半橋驅(qū)動片IC2的第1管腳，電容C3的另一端連接半橋驅(qū)動片IC2的第4管腳，電容C3的另一端還經(jīng)電容ClO接地，電容C9連接在半橋驅(qū)動片IC2的第3管腳與地之間，電阻R6連接在半橋驅(qū)動片IC2的第6管腳與地之間，半橋驅(qū)動片IC2的第9管腳接地，半橋驅(qū)動片ICl的第8管腳經(jīng)電阻R4連接單片機(jī)的PWM控制信號輸出端，半橋驅(qū)動片IC2的第 7管腳經(jīng)電阻Rl連接單片機(jī)的使能信號輸出端，半橋驅(qū)動片IC2的第3管腳經(jīng)電阻RlO連接至MOS管TR2的柵極，半橋驅(qū)動片IC2的第4管腳經(jīng)電阻R12連接至電機(jī)反向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端M-，半橋驅(qū)動片ICl的第10管腳經(jīng)電阻R9連接至MOS管TR4的柵極，MOS管 TR4的柵極經(jīng)電容14接地。在一個示例中，橋式驅(qū)動模塊3包括MOS管TRl，MOS管TR2，MOS管TR3，MOS管 TR4，電容C7以及電容C8 ；24V電源電壓正極連接MOS管TRl的漏極，MOS管TRl的源極連接MOS管TR3的漏極和電機(jī)正向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端M+，MOS管TR3的源極接地，電容C7連接在MOS管TR3 的漏極和地之間；24V電源電壓正極連接MOS管TR2的漏極，MOS管TR2的源極連接MOS管TR4的漏極和電機(jī)反向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端M-，MOS管TR4的源極接地，電容C8連接在MOS管TR3 的漏極和地之間。在一個示例中，還包括電容C12和電容C13 ；電容C12連接在MOS管TRl的柵極和漏極之間，電容C13連接在MOS管TR2的柵極和漏極之間。在一個示例中，電流檢測模塊包括電阻R13、電阻(R14)、電阻(R15)、電阻(R16)、 電阻R17、電阻(R18)、電阻(R19)、電阻(R20)、電容C15以及電容C16 ；電機(jī)正向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端(M+)經(jīng)電阻(R13)和電阻(R16)與電機(jī)電流實時監(jiān)測端口(CPU_AD1)連接，電機(jī)電流實時監(jiān)測端口(CPU_AD1)還經(jīng)電容(C15)接地，電阻 (R14) 一端接5V電源電壓正極，電阻(R14)另一端連接在電阻(R13)與電阻(R16)的連接處，電阻(R15) —端連接在電阻(R13)與電阻(R16)的連接處，電阻(R15)另一端接電機(jī)連接狀態(tài)監(jiān)測端口(CPU_5)；電機(jī)反向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端(M-)經(jīng)電阻(R17)和電阻(R20)連接至電機(jī)電流實時監(jiān)測端口(CPU_AD2)，電機(jī)電流實時監(jiān)測端口(CPU_AD2)還經(jīng)電容(C16)接地，電阻 (R18) 一端接5V電源電壓正極，電阻(R18)另一端連接在電阻(R17)與電阻(R20)的連接處，電阻R19 —端連接在電阻(R17)與電阻(R20)的連接處，電阻(R19)另一端接電機(jī)連接狀態(tài)監(jiān)測端口(CPU_4)。本實用新型能夠能有效解決成本高的問題，并且本實用新型提供的過流檢測電路結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。
以下結(jié)合附圖來對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中圖1為現(xiàn)有一種電阻電流旁路檢測電路原理示意圖；圖2為本實用新型的電阻電流旁路檢測驅(qū)動電路示意圖；圖3為本實用新型的電阻電流旁路檢測電路系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的技術(shù)方案采用單片機(jī)(MCU)外加控制器件來實現(xiàn)，通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制半橋驅(qū)動器，利用半橋驅(qū)動器驅(qū)動MOS管，控制直流電機(jī)電流的輸出。系統(tǒng)在正常運行時，電流檢測模塊檢測出正常的電流信號給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)讀取的信號，判斷系統(tǒng)輸出電流的大小，并控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。本實用新型提供的電阻電流旁路過流檢測電路，包括電流檢測模塊、單片機(jī)、MOS 管橋式驅(qū)動模塊和半橋驅(qū)動模塊，電流檢測模塊將檢測到的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號后傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)通過內(nèi)部的比較，輸出相應(yīng)的PWM控制半橋驅(qū)動器，從而控制MOS管的導(dǎo)通狀況，達(dá)到控制直流電機(jī)電流及轉(zhuǎn)速的目的，形成了一個穩(wěn)定的閉環(huán)電流控制系統(tǒng)。因電流與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系趨近于線性，故可經(jīng)電流檢測估算出目前直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)直流電機(jī)過流或過載時，通過電流檢測模塊地系統(tǒng)進(jìn)行斷電或其它適當(dāng)?shù)奶幚?。所述PWM控制元件為半橋驅(qū)動器，后級為MOS管橋式驅(qū)動模塊。電流檢測模塊的結(jié)構(gòu)如圖1所示。參見附圖2、3。本實施例包括單片機(jī)、電流檢測模塊、橋式驅(qū)動模塊3和半橋驅(qū)動模塊2、4。電流檢測模塊利用MOS的內(nèi)阻小，可通過電流大等特點，將接收到的電流信號轉(zhuǎn)化成電壓后由信號線反饋給單片機(jī)，告訴單片機(jī)所接收到的電流信號。橋式驅(qū)動模塊是可控制的，其開和關(guān)的狀態(tài)由單片機(jī)通過開關(guān)控制元件來進(jìn)行控制，并由單片機(jī)控制輸出后的半橋驅(qū)動模塊連接到橋式驅(qū)動模塊。這樣，直流電機(jī)Ml工作的電流就變成由單片機(jī)控制開關(guān)控制元件輸出了。單片機(jī)PWM控制信號輸出端CPU_1、CPU_3，分別經(jīng)R2、R4控制半橋驅(qū)動片IC1、IC2 的輸出，以達(dá)到控制橋式驅(qū)動電路的目的。單片機(jī)輸出的使能信號CPU_2經(jīng)電阻R21下拉 (R21 —端接地)及Rl將其信號輸入半橋驅(qū)動片IC1、IC2使能控制端，對半橋驅(qū)動片IC1、 IC2的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。濾波電容Cl、C4 一端接地，一端接12V電源及半橋驅(qū)動片IC1、 IC2的電源端口。12V電源通過自舉二極管Dl、D2對電容C2、C3進(jìn)行充電，為半橋驅(qū)動片 ICU IC2的高端驅(qū)動輸出級供電。高端驅(qū)動輸出的濾波電容C5、C9 一端接地，一端接IC1、 IC2高端輸出，并經(jīng)電阻R8、R10控制NMOS管TR1、TR2的G極，TR1、TR2的D極接VEE電源電壓的正極，VEE電源電壓為24V，電容C12、C13 一端接G極，一端接S極，同樣起到濾波作用，穩(wěn)定電平。電容C6、C10—端接地，一端接C2、C3。同理，低端輸出驅(qū)動經(jīng)電阻R7、R9，并由電容Cll、C14濾波穩(wěn)定電平后控制MOS管TR3、TR4的G極，電容C7、C8 一端接TR3、TR4的D 極，一端接地。橋式電路反饋經(jīng)電阻R11、R12輸入到半橋驅(qū)動片IC1、IC2進(jìn)行檢測。電阻 R5、R6 一端接地，一端接IC1、IC2死區(qū)時間編程端，用于調(diào)整高端、低端脈沖輸出的延時時間，避免上下MOS管產(chǎn)生直通現(xiàn)象。本實施例電阻電流旁路檢測電路控制電流的工作原理為當(dāng)直流電機(jī)處于正常的工作狀態(tài)時，可按照調(diào)速器的狀態(tài)，輸出相應(yīng)的PWM，進(jìn)而控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到合適的速度控制效果；過流或過載時，電流檢測模塊檢測到大電流工作信號，然后傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)對信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗?，輸出相?yīng)的PWM信號或關(guān)斷信號，以達(dá)到保護(hù)驅(qū)動電路及直流電機(jī)的目的。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，但本實用新型保護(hù)范圍并不局限于此。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型公開的技術(shù)范圍內(nèi)，均可對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖兓蜃兓?，而這種改變或變化都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.老年代步車的過流檢測電路，其特征在于，包括單片機(jī)，電流檢測模塊，橋式驅(qū)動模塊(3)，半橋驅(qū)動模塊O)以及半橋驅(qū)動模塊；單片機(jī)分別與半橋驅(qū)動模塊O)以及半橋驅(qū)動模塊(4)連接；橋式驅(qū)動模塊( 與半橋驅(qū)動模塊O)以及半橋驅(qū)動模塊(4)連接；電流檢測模塊與橋式驅(qū)動模塊( 連接。
2.如權(quán)利要求1所述的過流檢測電路，其特征在于，半橋驅(qū)動模塊(2)包括半橋驅(qū)動片(ICl)，二極管(Dl)，電容(Cl)，電容(C2)，電容(C5)，電容(C6)，電容(Cll)，電阻(R5)， 電阻(R7)，電阻(R8)，電阻(Rll)；12V電源正極經(jīng)二極管(Dl)連接半橋驅(qū)動片(ICl)的第2管腳和電容(以)的一端， 二極管(Dl)的陰極連接半橋驅(qū)動片(ICl)的第2管腳，12V電源正極經(jīng)電容(Cl)接地，12V 電源正極連接半橋驅(qū)動片(ICl)的第1管腳，電容(C2)的另一端連接半橋驅(qū)動片(ICl)的第4管腳，電容(C2)的另一端還經(jīng)電容(C6)接地，電容(C5)連接在半橋驅(qū)動片(ICl)的第3管腳與地之間，電阻(R5)連接在半橋驅(qū)動片(ICl)的第6管腳與地之間，半橋驅(qū)動片 (ICl)的第9管腳接地，半橋驅(qū)動片(ICl)的第8管腳經(jīng)電阻(R2)連接單片機(jī)的PWM控制信號輸出端，半橋驅(qū)動片(ICl)的第7管腳經(jīng)電阻(Rl)連接單片機(jī)的使能信號輸出端，單片機(jī)的使能信號輸出端還經(jīng)電阻(R21)接地，半橋驅(qū)動片(ICl)的第3管腳經(jīng)電阻(R8)連接至MOS管(TRl)的柵極，半橋驅(qū)動片(ICl)的第4管腳經(jīng)電阻(Rll)連接至電機(jī)正向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端(M+)，半橋驅(qū)動片(ICl)的第10管腳經(jīng)電阻(R7)連接至MOS管(TR3) 的柵極，MOS管(TR3)的柵極經(jīng)電容(Cll)接地。
3.如權(quán)利要求2所述的過流檢測電路，其特征在于，半橋驅(qū)動模塊(4)包括半橋驅(qū)動片(IC2)，二極管(D2)，電容(C4)，電容(C3)，電容(C9)，電容(ClO)，電容(C14)，電阻(R6)， 電阻(R9)，電阻(RlO)，電陽(R12)；12V電源正極經(jīng)二極管(擬)連接半橋驅(qū)動片(1以)的第2管腳和電容(O)的一端， 二極管(擬)的陰極連接半橋驅(qū)動片(1以)的第2管腳，12V電源正極經(jīng)電容(C4)接地，12V 電源正極連接半橋驅(qū)動片(1以)的第1管腳，電容(O)的另一端連接半橋驅(qū)動片(IC2)的第4管腳，電容(O)的另一端還經(jīng)電容(ClO)接地，電容(C9)連接在半橋驅(qū)動片(IC2)的第3管腳與地之間，電阻(R6)連接在半橋驅(qū)動片(1以)的第6管腳與地之間，半橋驅(qū)動片 (IC2)的第9管腳接地，半橋驅(qū)動片(ICl)的第8管腳經(jīng)電阻(R4)連接單片機(jī)的PWM控制信號輸出端，半橋驅(qū)動片(1以)的第7管腳經(jīng)電阻(Rl)連接單片機(jī)的使能信號輸出端，半橋驅(qū)動片(IC2)的第3管腳經(jīng)電阻(RlO)連接至MOS管(TR2)的柵極，半橋驅(qū)動片(IC2) 的第4管腳經(jīng)電阻(R12)連接至電機(jī)反向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端(Μ-)，半橋驅(qū)動片(ICl) 的第10管腳經(jīng)電阻(R9)連接至MOS管(TR4)的柵極，MOS管(TR4)的柵極經(jīng)電容(14)接地。
4.如權(quán)利要求3所述的過流檢測電路，其特征在于，橋式驅(qū)動模塊(3)包括MOS管 (TRl)，MOS 管(TR2)，MOS 管(TR3)，MOS 管(TR4)，電容(C7)以及電容(C8)；24V電源電壓正極連接MOS管(TRl)的漏極，MOS管(TRl)的源極連接MOS管(TR3)的漏極和電機(jī)正向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端(M+)，MOS管(TR3)的源極接地，電容(C7)連接在 MOS管(TR3)的漏極和地之間；24V電源電壓正極連接MOS管(TR2)的漏極，MOS管(TR2)的源極連接MOS管(TR4)的漏極和電機(jī)反向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端(M-)，MOS管(TR4)的源極接地，電容(C8)連接在 MOS管(TR3)的漏極和地之間。
5.如權(quán)利要求3所述的過流檢測電路，其特征在于，還包括電容(C12)和電容(C13)； 電容(C12)連接在MOS管(TRl)的柵極和漏極之間，電容(C13)連接在MOS管(TR2)的柵極和漏極之間。
6.如權(quán)利要求4所述的過流檢測電路，其特征在于，電流檢測模塊包括電阻(R13)、 電阻(R14)、電阻(R15)、電阻(R16)、電阻(R17)、電阻(R18)、電阻(R19)、電阻(R20)、電容 (Cl5)以及電容(Cie)；電機(jī)正向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端(M+)經(jīng)電阻(R13)和電阻(R16)與電機(jī)電流實時監(jiān)測端口(CPU_AD1)連接，電機(jī)電流實時監(jiān)測端口(CPU_AD1)還經(jīng)電容(C15)接地，電阻 (R14) 一端接5V電源電壓正極，電阻(R14)另一端連接在電阻(R13)與電阻(R16)的連接處，電阻(R15) —端連接在電阻(R13)與電阻(R16)的連接處，電阻(R15)另一端接電機(jī)連接狀態(tài)監(jiān)測端口(CPU_5)；電機(jī)反向轉(zhuǎn)動時電流檢測輸入端(M-)經(jīng)電阻(R17)和電阻(R20)連接至電機(jī)電流實時監(jiān)測端口(CPU_AD2)，電機(jī)電流實時監(jiān)測端口(CPU_AD2)還經(jīng)電容(C16)接地，電阻 (R18) 一端接5V電源電壓正極，電阻(R18)另一端連接在電阻(R17)與電阻(R20)的連接處，電阻R19 —端連接在電阻(R17)與電阻(R20)的連接處，電阻(R19)另一端接電機(jī)連接狀態(tài)監(jiān)測端口(CPU_4)。
專利摘要本實用新型公開了老年代步車的過流檢測電路，包括單片機(jī)，電流檢測模塊，橋式驅(qū)動模塊(3)，半橋驅(qū)動模塊(2)以及半橋驅(qū)動模塊(4)；單片機(jī)分別與半橋驅(qū)動模塊(2)以及半橋驅(qū)動模塊(4)連接；橋式驅(qū)動模塊(3)與半橋驅(qū)動模塊(2)以及半橋驅(qū)動模塊(4)連接；電流檢測模塊與橋式驅(qū)動模塊(3)連接。本實用新型能夠能有效解決成本高的問題，并且本實用新型提供的過流檢測電路結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。
文檔編號H02P1/22GK202168028SQ20112026154
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者何慧清, 徐永根, 賴正秋 申請人:杭州翔泰電器有限公司