本實用新型屬于控制保護電路領(lǐng)域，尤其涉及一種馬達的控制保護電路和馬達。

背景技術(shù)：

馬達的應用范圍十分廣泛，如工業(yè)冷卻中腔體和腔體間的液體交換需要馬達，再如對鍋爐內(nèi)氣體或液體的排給都離不開馬達?，F(xiàn)有的馬達裝置中，其控制電路一般是采用普通的電機控制電路，即使用繼電器對其控制，雖然這樣的電路也能夠控制馬達的正反轉(zhuǎn)，但需要有專門的工作人員對其進行操作，或者需要正在外部控制設備對其進行定期定時控制，這樣的控制保護電路的自動化和智能化程度較低，且在電路中操作容易出現(xiàn)過流過載，出現(xiàn)過流過載時不能及時被檢測到，不僅容易造成馬達損壞還容易引發(fā)安全事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種馬達的控制保護電路，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的馬達控制保護電路自動化和智能化程度較低，且在電路中操作容易出現(xiàn)過流過載，出現(xiàn)過流過載時不能及時被檢測到，不僅容易造成馬達損壞還容易引發(fā)安全事故的問題。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種馬達的控制保護電路，與馬達相連，所述控制保護電路包括：

輸出馬達正轉(zhuǎn)控制信號和馬達反轉(zhuǎn)控制信號，根據(jù)采樣電流輸出馬達停轉(zhuǎn)控制信號的控制單元；

與所述控制單元相連，根據(jù)所述馬達轉(zhuǎn)動控制信號驅(qū)動所述馬達正轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元；

與所述控制單元相連，根據(jù)所述馬達轉(zhuǎn)動控制信號驅(qū)動所述馬達反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元；

與所述控制單元、所述正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元和所述反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元相連的電流采樣單元；以及

與所述馬達并聯(lián)，并與所述正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元和所述反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元形成回路的濾波單元。

相對應的，本實用新型還提供一種馬達，所述馬達包括如上所述的控制保護電路。

本實用新型提供的馬達的控制保護電路和馬達，將控制單元與正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元、反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元以及電流采集單元相連，其中正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元和反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元之間還并聯(lián)有濾波單元。濾波單元與馬達相連，通過控制單元輸出馬達正轉(zhuǎn)控制信號給正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元實現(xiàn)馬達正轉(zhuǎn)，或是通過控制單元輸出馬達反轉(zhuǎn)控制信號給反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元實現(xiàn)馬達反轉(zhuǎn)。電流采樣單元可在馬達轉(zhuǎn)動時對正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元或反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元中的工作電流進行采樣，當采樣得到正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元或反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元中的電流大于正常工作電流的范圍時，控制單元輸出馬達停轉(zhuǎn)控制信號控制馬達停止轉(zhuǎn)動。

附圖說明

圖1為本實用新型的馬達的控制保護電路的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實用新型的馬達的控制保護電路的電路示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型的實施例的目的在于提供一種馬達的控制保護電路，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的馬達控制保護電路自動化和智能化程度較低，且在電路中操作容易出現(xiàn)過流過載，出現(xiàn)過流過載時不能及時被檢測到，不僅容易造成馬達損壞還容易引發(fā)安全事故的問題。

圖1示出了本實用新型的馬達的控制保護電路的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，本實施例中的馬達的控制保護電路100，與馬達60相連，該控制保護電路100包括：輸出馬達正轉(zhuǎn)控制信號和馬達反轉(zhuǎn)控制信號，根據(jù)采樣電流輸出馬達停轉(zhuǎn)控制信號的控制單元10，與控制單元10相連，根據(jù)馬達正轉(zhuǎn)控制信號驅(qū)動馬達60正轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20，與控制單元10相連，根據(jù)馬達反轉(zhuǎn)控制信號驅(qū)動馬達60反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30，與控制單元10、正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20和反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30相連的電流采樣單元40，以及與馬達60并聯(lián)，并與正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20和反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30形成回路的濾波單元50。

本實施例中，控制單元10根據(jù)采樣電流輸出馬達停轉(zhuǎn)控制信號，其中馬達停轉(zhuǎn)控制信號可以是同時輸出的馬達正轉(zhuǎn)控制信號和馬達反轉(zhuǎn)控制信號，也可以是控制單元10不輸出任何信號。

在本實施例中，控制單元10內(nèi)預設有固定的控制協(xié)議和時鐘單元(圖中未示出)，可實現(xiàn)馬達60的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)，還可以選擇馬達60的正轉(zhuǎn)時長、反轉(zhuǎn)時長以及停轉(zhuǎn)的時間設定。例如：用戶通過設定馬達60正轉(zhuǎn)5分鐘后停轉(zhuǎn)，停轉(zhuǎn)30分鐘后馬達60再反轉(zhuǎn)，控制單元10根據(jù)固定的控制協(xié)議和時鐘單元，對正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20輸出馬達正轉(zhuǎn)控制信號，正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20驅(qū)動馬達60正轉(zhuǎn)，控制單元10中的時鐘單元控制馬達60正轉(zhuǎn)達到5分鐘后停止，馬達60正轉(zhuǎn)達到5分鐘后，控制單元10中的時鐘單元計時至正轉(zhuǎn)結(jié)束30分鐘后，控制單元10對反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30輸出馬達反轉(zhuǎn)控制信號，反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30驅(qū)動馬達60反轉(zhuǎn)，控制單元10中的時鐘單元控制馬達60反轉(zhuǎn)達到5分鐘后停止。

圖2示出了本實用新型的馬達的控制保護電路的電路示意圖。如圖2所示，中控制單元10包括單片機U1，單片機U1的第一控制端MOTO1與正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20相連，單片機U1的第二控制端MOTO2與反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30相連，單片機U1的信號采集端AD_MOT與電流采樣單元30相連。其中，單片機U1的電源輸入端IN與電源相連，電源輸出端OUT與地相連。如圖2所示，單片機U1的第一控制端MOTO1和第二控制端MOTO2都可以是統(tǒng)一且獨立的SPI接口，單片機U1的信號采集端AD_MOT可以是數(shù)據(jù)總線接口或RX接口。例如：單片機U1的第一控制端MOTO1為統(tǒng)一的SPI接口，當對馬達進行檢修時，人工啟動馬達時，正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20通過第一控制端MOTO1的SPI端口向控制單元10發(fā)送啟動信息，控制單元10接收啟動信息后根據(jù)馬達的實際運行狀態(tài)調(diào)整其內(nèi)部數(shù)據(jù)。

如圖2所示，正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20包括：第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān)管Q3、電容C11、電阻R101、電阻R102、電阻R103、電阻R104及電阻R105。第一開關(guān)管Q1的控制端接電阻R101第一端，電阻R101第二端為正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30的信號輸入端，與單片機U1的第一控制端MOTO1相連。第一開關(guān)管Q1的低電位端接地，第一開關(guān)管Q1的高電位端接電阻R102第一端，電阻R102的第二端接第二開關(guān)管Q2的控制端。第二開關(guān)管Q2的低電位端接電源，第二開關(guān)管Q2的高電位端與地之間連有電容C12，第二開關(guān)管Q2的高電位端與反轉(zhuǎn)控制單元10和濾波單元50的第一信號端相連。為了防止第二開關(guān)管Q2被電流擊穿，電阻R103接于第二開關(guān)管Q2的低電位端與控制端之間。電容C11接于第二開關(guān)管Q2的低電位端與地之間，電容C11為濾波電容。電阻R104的第一端與第二開關(guān)管Q2的高電位端和濾波單元50的第一信號端相連，電阻R104的第二端接第三開關(guān)管Q3的控制端。第三開關(guān)管Q3的高電位端接濾波單元50的第二信號端，第三開關(guān)管Q3的低電位端接電流采樣單元40。為了防止第三開關(guān)管Q3被電流擊穿，電阻R105接于第三開關(guān)管Q3的控制端和低電位端之間。

在本實施例中，正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20的信號輸入端與控制單元10相連，正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20的第二開關(guān)管Q2的高電位端與反轉(zhuǎn)控制單元相連10和濾波單元50的第一信號端相連，第三開關(guān)管Q3的高電位端接濾波單元50的第二信號端，使得控制單元10、正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20、濾波單元50和馬達60形成回路?？刂茊卧?0向正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20輸出馬達正轉(zhuǎn)控制信號，正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20通過濾波單元50驅(qū)動馬達60正轉(zhuǎn)，例如：控制單元10輸出的馬達正轉(zhuǎn)控制信號為第一控制端MOTO1輸出高電平，第二控制端MOTO2輸出低電平。正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20中第二開關(guān)管Q2的控制端接第一開關(guān)管Q1的高電位端，第二開關(guān)管Q2的低電位端接電源，第二開關(guān)管Q2導通后電源電流從第二開關(guān)管Q2的高電位端流出第一直流電和第二直流電，第一直流電經(jīng)電阻R104流向第三開關(guān)管Q3的控制端，第二直流電通過濾波單元50的第一信號端流入馬達60后，馬達60通過濾波單元50的第二信號端流出回流電流至第三開關(guān)管Q3的高電位端，第三開關(guān)管Q3導通，第三開關(guān)管Q3的低電位端和電流采樣單元30相連接地形成回路，實現(xiàn)馬達60正轉(zhuǎn)。

在本實用新型的所有實施例中，第一開關(guān)管Q1和第三開關(guān)管Q3可以是NPN型三極管或N型MOS管，第二開關(guān)管Q2可以是PNP型三極管或P型MOS管。例如：優(yōu)選地，第一開關(guān)管Q1與第三開關(guān)管Q3分別為NMOS管Q1和NMOS管Q3。NMOS管Q1的柵極、漏極和源極分別為第一開關(guān)管Q1的控制端、高電位端和低電位端。NMOS管Q3的柵極、漏極和源極分別為第三開關(guān)管Q3的控制端、高電位端和低電位端。第二開關(guān)管Q2為PMOS管Q2，PMOS管Q2的柵極、漏極和源極分別為第二開關(guān)管Q2的控制端、高電位端和低電位端。

此外，在本實用新型其他實施例中，優(yōu)選地，第一開關(guān)管Q1與第三開關(guān)管Q3分別為NPN型三級管Q1和NPN型三級管Q3。其中，NPN型三級管Q1的基極、集電極和發(fā)射極分別為第一開關(guān)管Q1的控制端、高電位端和低電位端，NPN型三級管Q3的基極、集電極和發(fā)射極分別為第三開關(guān)管Q3的控制端、高電位端和低電位端。第二開關(guān)管Q2為PNP型三級管Q2，其中PNP型三極管Q2的基極、集電極和發(fā)射極分別為第二開關(guān)管Q2的控制端、高電位端和低電位端。

在實際應用過程中，可根據(jù)電路設計要求對第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2和第三開關(guān)管Q3的管型進行選用，以達到最大程度實現(xiàn)整個控制保護電路的正轉(zhuǎn)和保護性能的目的。

如圖2所示，反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30包括：第四開關(guān)管Q4、第五開關(guān)管Q5、第六開關(guān)管Q6、電容C13、電阻R106、電阻R107、電阻R108、電阻R109及電阻R110。第四開關(guān)管Q4的控制端接電阻R106第一端，電阻R106第二端為反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30的信號輸入端，與單片機U1的第二控制端MOTO2相連。第四開關(guān)管Q4的低電位端接地，第四開關(guān)管Q4的高電位端接電阻R107第一端，電阻R107的第二端接第五開關(guān)管Q5的控制端。第五開關(guān)管Q5的低電位端接電源，第五開關(guān)管Q5的高電位端與地之間連有電容C14，第五開關(guān)管Q5的高電位端與正轉(zhuǎn)控制單元10和濾波單元50的第二信號端相連。為了防止第五開關(guān)管Q5被電流擊穿，電阻R108接于第五開關(guān)管Q5的低電位端與控制端之間。電容C13接于第五開關(guān)管Q5的低電位端與地之間，電容C13為濾波電容。電阻R109的第一端與第五開關(guān)管Q5的高電位端和濾波單元50的第二信號端相連，電阻R109的第二端接第六開關(guān)管Q6的控制端。第六開關(guān)管Q6的高電位端接濾波單元50的第一信號端，第六開關(guān)管Q6的低電位端接電流采樣單元40。為了防止第六開關(guān)管Q6被電流擊穿電阻R110接于第六開關(guān)管Q6的控制端和低電位端之間。

在本實施例中，反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30的信號輸入端與控制單元10相連，反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30的第五開關(guān)管Q5的高電位端與反轉(zhuǎn)控制單元相連10和濾波單元50的第二信號端相連，第六開關(guān)管Q6的高電位端接濾波單元50的第一信號端，使得控制單元10、反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30、濾波單元50和馬達60形成回路?？刂茊卧?0向反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30輸出馬達反轉(zhuǎn)控制信號，反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30通過濾波單元50驅(qū)動馬達60反轉(zhuǎn)。例如：控制單元10輸出的馬達正轉(zhuǎn)控制信號為第二控制端MOTO2輸出高電平，第一控制端MOTO1輸出低電平。反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30中第五開關(guān)管Q5的控制端接第四開關(guān)管Q4的高電位端，第五開關(guān)管Q5的低電位端接電源，第五開關(guān)管Q5導通后電源電流從第第五開關(guān)管Q5的高電位端流出第一直流電和第二直流電，第一直流電經(jīng)電阻R109流向第六開關(guān)管Q6的控制端，第二直流電通過濾波單元50的第二信號端流入馬達60后，馬達60通過濾波單元50的第一信號端流出回流電流至第六開關(guān)管Q6的高電位端，第六開關(guān)管Q6導通，第六開關(guān)管Q6的低電位端和電流采樣單元30相連接地形成回路，實現(xiàn)馬達60反轉(zhuǎn)。

在本實用新型的所有實施例中，第四開關(guān)管Q4和第六開關(guān)管Q6可以是NPN型三極管或N型MOS管，第五開關(guān)管Q5可以是PNP型三極管或P型MOS管。例如：優(yōu)選地，所述第四開關(guān)管Q4和第六開關(guān)管Q6分別為NMOS管Q4和NMOS管Q6。NMOS管Q4的柵極、漏極和源極分別為第四開關(guān)管Q4的控制端、高電位端和低電位端。NMOS管Q6的柵極、漏極和源極分別為第六開關(guān)管Q6的控制端、高電位端和低電位端。第五開關(guān)管Q5為PMOS管Q5，PMOS管Q5的柵極、漏極和源極分別為第五開關(guān)管Q5的控制端、高電位端和低電位端。

此外，在本實用新型其他實施例中，優(yōu)選地，第四開關(guān)管Q4和第六開關(guān)管Q6分別為NPN型三級管Q4和NPN型三級管Q6。其中，NPN型三級管Q4的基極、集電極和發(fā)射極分別為第四開關(guān)管Q4的控制端、高電位端和低電位端，NPN型三級管Q6的基極、集電極和發(fā)射極分別為第六開關(guān)管Q6的控制端、高電位端和低電位端。第五開關(guān)管Q5為PNP型三極管Q5，其中PNP型三極管Q5的基極、集電極和發(fā)射極分別為第五開關(guān)管Q5的控制端、高電位端和低電位端。

在實際應用過程中，可根據(jù)電路設計要求對第四開關(guān)管Q4、第五開關(guān)管Q5和第六開關(guān)管Q6的管型進行選用，以達到最大程度實現(xiàn)整個控制保護電路的反轉(zhuǎn)和保護性能的目的。

如圖2所示，電流采樣單元40包括：電阻R201、電阻R202、電阻R203以及電容C15。電阻R201的第一端為電流采樣單元40的輸出端，與所述單片機U1的信號采集端AD_MOT相連，電阻R201的第二端接第三開關(guān)管Q3的低電位端和第六開關(guān)管Q6的低電位端，電阻R202的第一端接第六開關(guān)管Q6的低電位端，電阻R202的第二端接地，電阻R203的第一端接第三開關(guān)管Q3的低電位端，電阻R203的第二端接地，電容C15接于電阻R201的第一端與地之間。

在本實施例中，單片機U1內(nèi)有預設的判斷協(xié)議，判斷協(xié)議包括預設的馬達60正反轉(zhuǎn)的工作電流最大值和最小值，單片機U1可根據(jù)采樣電流判斷其是否在馬達60正反轉(zhuǎn)的工作電流最大值和最小值之間，進而控制是否輸出馬達停轉(zhuǎn)控制信號。電阻R201一端連接在單片機U1的信號采集端AD_MOT上，電阻R202為電流采樣電阻，其中電阻R202第一端接第六開關(guān)管Q6的低電位端，其第二端接地，當馬達60反轉(zhuǎn)時，電阻R202采集反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30中的工作電流，即采集第六開關(guān)管Q6的工作電流經(jīng)過電阻R201發(fā)送至單片機U1，單片機U1根據(jù)采樣電流可輸出馬達停轉(zhuǎn)控制信號。電阻R203也為電流采樣電阻，電阻R203第一端接第三開關(guān)管Q3的低電位端，其第二端接地，當馬達60正轉(zhuǎn)時，電阻R203采集正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20中的工作電流，即采集第三開關(guān)管Q3的工作電流經(jīng)過電阻R201發(fā)送至單片機U1，單片機U1根據(jù)采樣電流可輸出馬達停轉(zhuǎn)控制信號。例如：馬達60以大于工作電流正轉(zhuǎn)時，電阻R203借由第三開關(guān)管Q3的工作電流得到采樣電流，即正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20中的工作電流，經(jīng)過電阻R201發(fā)送至單片機U1，單片機U1根據(jù)采樣電流判斷，由于采樣電流不處于馬達60正轉(zhuǎn)的工作電流最大值和最小值之間，單片機U1通過控第一控制端MOTO1和第二控制端MOTO2輸出馬達停轉(zhuǎn)控制信號。

如圖2所示，為了消除馬達轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電磁干擾以及外部的干擾信號，本實用新型所提供的控制保護電路100中還包括濾波單元50。

具體的，濾波單元50包括第一電感L1、第二電感L2、電阻R301和電容C16。第一電感L1的第一端為濾波單元的第一信號端，與所述第二開關(guān)管Q2的高電位端和第六開關(guān)管Q6的高電位端相連。第二電感L2的第一端為濾波單元的第二信號端，與第三開關(guān)管Q3的高電位端和第五開關(guān)管Q5的高電位端相連。電阻R301和電容C16并聯(lián)在第一電感L1的第二端和第二電感L2的第二端之間。

與上述實施例相對應的，本實用新型的實施例還提供一種馬達，包括如上所述的馬達的控制保護電路100。

本實用新型提供的馬達的控制保護電路和馬達，將控制單元10與正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20、反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30以及電流采集單元40相連，其中正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元10和反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30之間還并聯(lián)有濾波單元50。濾波單元50與馬達60相連，通過控制單元10輸出馬達正轉(zhuǎn)控制信號給正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20實現(xiàn)馬達正轉(zhuǎn)，或是通過控制單元10輸出馬達反轉(zhuǎn)控制信號給反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30實現(xiàn)馬達反轉(zhuǎn)。電流采樣單元30可在馬達轉(zhuǎn)動時對正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20或反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30中的工作電流進行采樣，當采樣得到正轉(zhuǎn)驅(qū)動單元20或反轉(zhuǎn)驅(qū)動單元30中的電流大于正常工作電流的范圍時，控制單元10輸出馬達停轉(zhuǎn)控制信號控制馬達停止轉(zhuǎn)動。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。