一種應用于節(jié)氣門的大電流無刷電機驅動保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能調節(jié)閥門驅動控制技術領域，特別是一種應用于節(jié)氣門的大電流無刷電機驅動保護電路。
【背景技術】
[0002]節(jié)氣門又名智能調節(jié)閥門，是應用于控制空氣進入引擎的一道可控調節(jié)閥門，氣體進入進氣管后會和汽油混合成可燃混合氣，從而燃燒做功。智能調節(jié)閥門是當今電噴車發(fā)動機系統(tǒng)的最重要部件，在乘用車應用上對智能調節(jié)閥門扭矩、電機的功率、耐久性、可靠性、穩(wěn)定性、高溫環(huán)境等技術指標提出了要求嚴格，同時又要實現(xiàn)負載的過流、過溫保護、過壓保護、短路保護等。
【發(fā)明內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題為:通過利用智能半橋控制芯片和角度傳感器芯片，實現(xiàn)對無刷電機的驅動控制，以及對當前智能調節(jié)閥門開合角度和當前電機工作電流的實時檢測，避免由負載短路、過流、開路帶來的問題。
[0004]本實用新型采取的技術手段為:一種應用于節(jié)氣門的大電流無刷電機驅動保護電路，包括處理器、無刷電機、H橋驅動模塊、開度采集模塊、電流檢測模塊以及故障診斷模塊；
[0005]H橋驅動模塊包括兩個型號為BTS7960的半橋驅動芯片，各半橋驅動芯片包括控制輸入端、電機驅動信號輸出端、驅動狀態(tài)信號輸出端和反饋電流信號輸出端；開度米集模塊包括可采集節(jié)氣門開度的角度傳感器；
[0006]各半橋驅動芯片的控制輸入端連接處理器模塊，電機驅動信號輸出端連接無刷電機，驅動狀態(tài)信號輸出端連接故障診斷模塊的輸入端，反饋電流信號輸出端連接電流檢測模塊的輸入端；開度采集模塊、故障診斷模塊以及電流檢測模塊的輸出端分別連接處理器。
[0007]本實用新型的H橋驅動模塊為利用半橋控制芯片組建的全橋驅動模塊，角度傳感器為現(xiàn)有產品，處理器也采用現(xiàn)有微處理器芯片。在應用時，處理器通過控制輸入端使能H橋驅動模塊中的兩個半橋驅動芯片，從而產生驅動功率傳遞至負載中的無刷電機，驅動電機的正反轉運行。同時，H橋驅動模塊將驅動電流信號輸出至電流檢測模塊，將驅動狀態(tài)信號輸出至故障診斷模塊；電流檢測模塊將反饋電流輸出至處理器，診斷模塊將驅動狀態(tài)信號轉換成開關信號輸出至處理器，開度采集模塊中的角度傳感器采集節(jié)氣門的開度，并將采集到的開度信號轉換為模擬電壓信號傳輸至處理器，處理器根據上述接收到的反饋信號即可實現(xiàn)電機工作電流檢測、閥門開度檢測、自身故障檢測以及負載短路、過流、開路檢測。
[0008]進一步的，本實用新型還包括電源濾波模塊，H橋驅動模塊中的兩個半橋驅動芯片分別連接有一個電源濾波模塊。電源濾波模塊可濾除無刷電機在正轉或反轉產生的瞬間脈沖以及電機感性負載產生的高頻脈沖干擾，起到保護作用。
[0009]優(yōu)選的，本實用新型中開度采集模塊中的角度傳感器采用角度傳感器芯片MLX90360。
[0010]本實用新型的有益效果為:利用半橋驅動芯片和角度傳感器芯片對節(jié)氣門及驅動節(jié)氣門開合的大電流無刷電機進行驅動控制，在控制過程中實時采集閥門的開度以及電機電流大小，可迅速準確的實現(xiàn)閥門的開度控制，同時對各種故障能夠實現(xiàn)即時檢測即時保護，提高了智能調節(jié)閥門的控制精度以及工作可靠性。
【附圖說明】
[0011]圖1所示為本實用新型結構框圖；
[0012]圖2所示為本實用新型中H橋驅動模塊、電流檢測模塊、診斷模塊、電源濾波模塊以及電機模塊電路原理結構圖；
[0013]圖3所示為本實用新型中開度采集模塊電路原理結構圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖和具體實施例進一步描述。
[0015]如圖1所示，本實用新型應用于節(jié)氣門的大電流無刷電機驅動保護電路，包括處理器、無刷電機、H橋驅動模塊、開度采集模塊、電流檢測模塊以及故障診斷模塊橋驅動模塊包括兩個型號為BTS7960的半橋驅動芯片，各半橋驅動芯片包括控制輸入端、電機驅動信號輸出端、驅動狀態(tài)信號輸出端和反饋電流信號輸出端；開度采集模塊包括可采集節(jié)氣門開度的角度傳感器；各半橋驅動芯片的控制輸入端連接處理器模塊，電機驅動信號輸出端連接無刷電機，驅動狀態(tài)信號輸出端連接故障診斷模塊的輸入端，反饋電流信號輸出端連接電流檢測模塊的輸入端；開度采集模塊、故障診斷模塊以及電流檢測模塊的輸出端分別連接處理器。
[0016]H橋驅動模塊中的兩個半橋驅動芯片分別連接有一個電源濾波模塊，電源濾波模塊可濾除無刷電機在正轉或反轉產生的瞬間脈沖以及電機感性負載產生的高頻脈沖干擾，起到保護作用。
[0017]本實用新型的H橋驅動模塊為利用半橋控制芯片組建的全橋驅動模塊，角度傳感器為現(xiàn)有產品，處理器也采用現(xiàn)有微處理器芯片。在應用時，處理器通過控制輸入端使能H橋驅動模塊中的兩個半橋驅動芯片，從而產生驅動功率傳遞至負載中的無刷電機，驅動電機的正反轉運行。同時，H橋驅動模塊將驅動電流信號輸出至電流檢測模塊，將驅動狀態(tài)信號輸出至故障診斷模塊；電流檢測模塊將反饋電流輸出至處理器，診斷模塊將驅動狀態(tài)信號轉換成開關信號輸出至處理器，開度采集模塊中的角度傳感器采集節(jié)氣門的開度，并將采集到的開度信號轉換為模擬電壓信號傳輸至處理器，處理器根據上述接收到的反饋信號即可實現(xiàn)電機工作電流檢測、閥門開度檢測、自身故障檢測以及負載短路、過流、開路檢測。
實施例
[0018]結合圖2和圖3，本實施例中H橋驅動模塊中兩個半橋驅動芯片BTS7960，即Ul和U2 ;開度采集模塊中的角度傳感器U3采用角度傳感器芯片MLX90360。
[0019]Jl為無刷電機，驅動保護電路主要包括I個處理器U7、2個磁珠即BI和B2、10個陶瓷電容即Cl-C10、12個電阻即Rl-R12、2個TVS管即TVSl和TVS2、2個智能半橋驅動芯片即Ul和U2、I個角度傳感器即U3。
[0020]電源濾波模塊中，VBATIN電源分別與第一陶瓷電容Cl的2引腳、Ul的7引腳、第二陶瓷電容C2的2引腳、U2的7引腳連接，Cl的I引腳、C2的I引腳與地線引腳連接，Ul的4引腳與R7的2引腳相連，R7的I引腳與C3的2引腳相連，U2的4引腳與R8的2引腳相連，R8的I引腳與C4的2引腳相連，C3的I引腳和C4的I引腳與地線相連，VBATIN為現(xiàn)有電源。
[0021]H橋驅動模塊中，Ul的3引腳與R3的2引腳相連，R3的I引腳分別與Rl的I引腳、處理器U7的引腳相連，用于接收處理器的驅動指令；R1的2引腳與地線相連，Ul的2引腳與R5的2引腳相連，R5的I引腳與處理器U7相連，用于接收處理器的驅動指令；U1和U2的I引腳與地線相連；U2的3引腳與R4的2引腳相連，R4的I引腳分別與R2的I引腳、處理器引腳相連，R2的2引腳與地線相連，U2的2引腳與R6的2引腳相連；VBATIN為現(xiàn)有電源。Ul和U2的4腳分別連接無刷電機，用于驅動無刷電機Jl運行，并控制正反轉。
[0022]故障診斷模塊中，Ul和U2的5引腳分別與Rll和R12相連，進而接地。
[0023]電流檢測模塊中，Ul的6引腳分別與第九電阻2引腳和處理器相連，U2的6引腳與Rll及處理器相連。
[0024]開度檢測模塊中，5V_a電源分別與C5的2引腳、C7的2引腳和R3的I引腳相連，R3的2引腳與BI的I引腳相連，BI的2引腳分別與第六陶瓷電容2引腳、TVSl的I引腳和U3的I引腳相連，U3的7引腳與C4的2引腳相連，U3的5引腳分別與TVS2的I引腳、C8的2引腳和B2的I引腳相連，B2的2引腳和R4的I引腳相連，R4的2引腳分別與C9的2引腳和ClO的2引腳相連，其它引腳全部與地線相連，5V_a為現(xiàn)有電源。
[0025]上述TVS管型號為MMBZ27VALT，R9和Rll是0.1%電阻、陶瓷電容是0.luF、、Cl和C2是1210/470nF陶瓷電容、無刷電機是德昌#700 (12V)、輸入電源是9-32V直流電壓源。
[0026]在應用時，當H橋驅動模塊過壓時，處理器使能H橋驅動模塊，控制H橋驅動模塊驅動電機，實時檢測診斷模塊反饋信號、角度采集模塊反饋信號、電流檢測模塊反饋電壓信號，若出現(xiàn)角度采集模塊反饋信號、電流檢測模塊反饋電壓信號保持不變，則處理器診斷為負載開路故障；
[0027]當H橋驅動模塊輸出短路，處理器使能H橋驅動模塊，控制H橋驅動模塊驅動電機，實時檢測診斷模塊反饋信號、角度采集模塊反饋信號、電流檢測模塊反饋電壓信號，若出現(xiàn)角度采集模塊反饋信號保持不變、電流檢測模塊反饋電壓信號超過閥值，則處理器診斷為負載短路故障；
[0028]當H橋驅動模塊過溫，處理器使能H橋驅動模塊，控制H橋驅動模塊驅動電機，實時檢測診斷模塊反饋信號、角度采集模塊反饋信號、電流檢測模塊反饋電壓信號，若出現(xiàn)角度采集模塊反饋信號保持不變、檢測診斷模塊反饋信號為高電平，則處理器診斷為過溫保護故障。
【主權項】
1.一種應用于節(jié)氣門的大電流無刷電機驅動保護電路，其特征是，包括處理器、無刷電機、H橋驅動模塊、開度采集模塊、電流檢測模塊以及故障診斷模塊； H橋驅動模塊包括兩個型號為BTS7960的半橋驅動芯片，各半橋驅動芯片包括控制輸入端、電機驅動信號輸出端、驅動狀態(tài)信號輸出端和反饋電流信號輸出端；開度米集模塊包括可采集節(jié)氣門開度的角度傳感器； 各半橋驅動芯片的控制輸入端連接處理器模塊，電機驅動信號輸出端連接無刷電機，驅動狀態(tài)信號輸出端連接故障診斷模塊的輸入端，反饋電流信號輸出端連接電流檢測模塊的輸入端；開度采集模塊、故障診斷模塊以及電流檢測模塊的輸出端分別連接處理器。2.根據權利要求1所述的應用于節(jié)氣門的大電流無刷電機驅動保護電路，其特征是，還包括電源濾波模塊，H橋驅動模塊中的兩個半橋驅動芯片分別連接有一個電源濾波模塊。3.根據權利要求1所述的應用于節(jié)氣門的大電流無刷電機驅動保護電路，其特征是，開度采集模塊中的角度傳感器采用角度傳感器芯片MLX90360。
【專利摘要】本實用新型公開一種應用于節(jié)氣門的大電流無刷電機驅動保護電路，包括處理器、無刷電機、H橋驅動模塊、開度采集模塊、電流檢測模塊以及故障診斷模塊；H橋驅動模塊包括兩個半橋驅動芯片，各半橋驅動芯片包括控制輸入端、電機驅動信號輸出端、驅動狀態(tài)信號輸出端和反饋電流信號輸出端；開度采集模塊包括可采集節(jié)氣門開度的角度傳感器；各半橋驅動芯片的控制輸入端連接處理器模塊，電機驅動信號輸出端連接無刷電機，驅動狀態(tài)信號輸出端連接故障診斷模塊的輸入端，反饋電流信號輸出端連接電流檢測模塊的輸入端；開度采集模塊、故障診斷模塊以及電流檢測模塊的輸出端分別連接處理器。本實用新型可避免由負載短路、過流、開路帶來的問題。
【IPC分類】F02D9/02, F02D41/22
【公開號】CN204783297
【申請?zhí)枴緾N201520359865
【發(fā)明人】胡萬訓, 吳平
【申請人】南京奧聯(lián)汽車電子電器股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月29日