一種無刷直流電機母線電壓隔離監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測電路，尤其是一種無刷直流電機母線電壓隔離監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷直流電機已廣泛應用于許多領(lǐng)域。在醫(yī)療行業(yè)使用無刷直流電機驅(qū)動渦輪為麻醉機或呼吸機等供氣，不僅可以大幅度縮小氣源的體積，節(jié)省能源，降低成本，還可以對渦輪進行準確可靠的控制，從而獲得穩(wěn)定的氣流與壓力。
[0003]渦輪的工作電壓一般為24V，供電電壓較低的時候會工作在18V。隨著電源電壓的降低，電源能夠提供給渦輪的功率減小，使得渦輪的轉(zhuǎn)速下降，輸出氣流的流速也下降，這就需要通氣控制程序進行判斷調(diào)速。渦輪也是一個典型的感性負載，在較高的MOSFET驅(qū)動換相頻率下，渦輪中的電感線圈就會產(chǎn)生較高的反電動勢，在渦輪突然進行調(diào)速的時候尤其明顯。如果渦輪是在無負載的情況下以最大速度旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的反電動勢可以達到供電電壓值。如果渦輪制動，峰值電流可以是電機額定電流的2倍。這兩種異常的電磁現(xiàn)象都有可能進入到其他的電流回路，造成無法預計的影響。
[0004]現(xiàn)有的麻醉機或呼吸機在設(shè)計時，忽視了對渦輪供電電源的實時監(jiān)測，缺失了對渦輪工作狀態(tài)的完整描述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種無刷直流電機母線電壓隔離監(jiān)測系統(tǒng)，解決對渦輪供電電壓的實時監(jiān)測問題，完善了對渦輪工作狀態(tài)的完整描述。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種無刷直流電機母線電壓隔離監(jiān)測系統(tǒng)，包括第一信號運放調(diào)理電路、第二信號運放調(diào)理電路、AD器件和控制單元；第一信號運放調(diào)理電路的輸入端連接無刷直流電機的母線，輸出端連接第二信號運放調(diào)理電路的輸入端；第二信號運放調(diào)理電路的輸出端連接AD器件的輸入端；AD器件的輸出端連接控制單元的輸入端，主控單元可以選擇PLC、單片機和CPU等。
[0007]進一步，還包括隔離運放電路，所述第一信號運放調(diào)理電路的輸出端連接隔離運放電路的輸入端；隔離運放電路的輸出端連接第二信號運放調(diào)理電路的輸入端。
[0008]進一步，所述第一信號運放調(diào)理電路包括采樣電阻、第一瞬態(tài)電壓抑制二極管、第一電容和第一運放，所述采樣電阻一端接無刷直流電機的母線，另一端接地；所述第一瞬態(tài)電壓抑制二極管和第一電容均與采樣電阻并聯(lián)；所述采樣電阻與第一瞬態(tài)電壓抑制二極管的負極連接的一端接第一運放的正輸入端；第一運放的輸出端與負輸入端之間串聯(lián)有第四電阻，該第四電阻與第二電容并聯(lián)。
[0009]進一步，所述采樣電阻的一端接第一電阻的一端，第一電阻的另一端接母線。
[0010]進一步，第一運放的輸出端接第三電阻的一端，第三電阻的另一端接隔離運放電路的輸入端。
[0011]進一步，所述隔離運放電路包括第二瞬態(tài)抑制二極管、第十電阻、第三電容、第十一電容和隔離運放；隔離運放的輸入端與第一運放的輸出端連接；隔離運放的輸入端與第二瞬態(tài)電壓抑制二極管的負極連接，第二瞬態(tài)電壓抑制二極管的正極接地；隔離運放的輸入端與第十電阻的一端連接，第十電阻的另一端連接第十一電容的一端，第十一電容的另一端接地；隔離運放的輸入端與第三電容的一端連接，第三電容的另一端接地；隔離運放的輸出端連接第二信號運放調(diào)理電路的輸入端。
[0012]進一步，所述第二信號運放調(diào)理電路包括第三運放、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第八電容、第九電容和第十電容；第五電阻的一端連接隔離運放的輸出端，第五電阻的另一端連接第六電阻的一端，第六電阻的另一端接第三運放的負輸入端，第三運放的正輸入端接地；第三電阻的輸出端接AD器件的輸入端；第三運放的輸出端接第九電容的一端，第九電容的另一端接第三運放的負輸入端；第三運放的輸出端接第八電阻的一端，第八電阻的另一端分別接第五電阻和第六電阻相連接的兩端，第八電阻的另一端還與第八電容的一端連接，第八電容的另一端接地。
[0013]進一步，還包括隔離電源電路，用于為第一信號運放調(diào)理電路和隔離運放電路供電。
[0014]進一步，所述隔離電源電路的正電壓輸出端連接第一信號運放調(diào)理電路的正電壓輸入端，且隔離電源電路的正電壓輸出值是12伏；所述隔離電源電路的負電壓輸出端連接第一信號運放調(diào)理電路的負電壓輸入端，且隔離電源電路的負電壓輸出值是-12伏。
[0015]進一步，所述隔離電源電路的正電壓輸出端連接隔離運放電路的正電壓輸入端，且隔離電源電路的正電壓輸出值是12伏；所述隔離電源電路的負電壓輸出端連接隔離運放電路的負電壓輸入端，且隔離電源電路的負電壓輸出值是-12伏。
[0016]本發(fā)明的有益效果是采用上述系統(tǒng)來監(jiān)測無刷直流電機的母線電壓，第一信號運放調(diào)理電路的采樣電阻的兩端并聯(lián)第一瞬態(tài)電壓抑制二極管，保護后續(xù)電路不受母線的瞬時高壓的影響而損壞；并且在采樣電阻的兩端并聯(lián)第一電容，濾除電壓中的雜波；第三運放和外圍電路中的電阻和電容組成二階低通濾波器，抑制了電壓采集信號Vs中的噪聲，使得輸入至AD器件的電壓信號測量準確；主控單元是具有高速計算能力的可編程器件，能夠?qū)崟r對輸入的電壓信號進行監(jiān)測，完善了對渦輪工作狀態(tài)的完整描述。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明無刷直流電機母線電壓隔離監(jiān)測系統(tǒng)的硬件框圖；
[0018]圖2是本發(fā)明無刷直流電機母線電壓隔離監(jiān)測系統(tǒng)的第一信號運放調(diào)理電路的電路原理圖；
[0019]圖3是本發(fā)明無刷直流電機母線電壓隔離監(jiān)測系統(tǒng)的測量電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0021]圖1是一種無刷直流電機母線電壓隔離監(jiān)測系統(tǒng)的硬件框圖。
[0022]如圖1所示，一種無刷直流電機母線電壓隔離監(jiān)測系統(tǒng)的硬件框圖，包括第一信號運放調(diào)理電路3、第二信號運放調(diào)理電路5、AD器件6和控制單元7 ;第一信號運放調(diào)理電路3的輸入端連接無刷直流電機I的母線，輸出端連接第二信號運放調(diào)理電路5的輸入端；第二信號運放調(diào)理電路5的輸出端連接AD器件6的輸入端；AD器件6的輸出端連接控制單元7的輸入端。其中，控制單元7可以是PLC、單片機或CPU等芯片。母線電壓信號Us輸入第一信號運放調(diào)理電路3濾除雜波得到母線電壓采集信號Vs，減小雜波對后續(xù)測量的影響。第二信號運放調(diào)理電路5是二階低通濾波器，起到抑制母線電壓采集信號Vs中噪聲的作用，使得最終輸出至AD器件6的采樣電壓信號測量準確。
[0023]還包括隔離運放電路4，所述第一信號運放調(diào)理電路3的輸出端連接隔離運放電路4的輸入端，隔離運放電路4的輸出端連接第二信號運放調(diào)理電路5的輸入端。在第一信號運放調(diào)理電路3和第二信號運放調(diào)理電路5之間連接的隔離運放電路4將母線電壓采集信號Vs和AD器件隔離，起到電氣保護的作用。
[0024]還包括隔離電源電路2，用于為第一信號運放調(diào)理電路3和隔離運放電路4供電。
[0025]所述隔離電源電路2的正電壓輸出端連接第一信號運放調(diào)理電路3的正電壓輸入端，且隔離電源電路2的正電壓輸出值是12伏；所述隔離電源電路2的負電壓輸出端連接第一信號運放調(diào)理電路3的負電壓輸入端，且隔離電源電路2的負電壓輸出值是-12伏。
[0026]