CN218771278U - 一种取暖桌电机驱动模块的保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种取暖桌电机驱动模块的保护电路,包括:单片机微控制器、电机驱动芯片、电暖桌升降设备;所述电机驱动芯片包括:过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路;所述微控制器与电机驱动芯片之间电性连接,所述电机驱动芯片输出端连接电暖桌升降设备;所述电机驱动芯片包括:单通道H桥电路。芯片内部本身具有过流保护,短路保护,欠压保护和过温保护等优点;电机驱动芯片没有物理结构,不会产生触点结合时的火花,对电机和控制部分起到保护作用,驱动芯片可以调节电流大小,不会对电源产生太大影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及取暖桌电机驱动技术领域,具体涉及一种取暖桌电机驱动模块的保护电路。
背景技术
MCU通过达林顿管驱动继电器,两路转换型继电器组合输出±28V控制电机正传或反转(电机通过传动轴实现桌面升降)。该方式存在以下问题:继电器控制方式采用机械触点开合,损耗大,电弧烧伤,容易产生电火花等现象,触点寿命短且可靠性和可维护性差。触点开关工作频率低(一般几十毫秒数量级),且机械触点存在抖动问题;继电器体积大占用PCB面积较多。对***的危害:电机在启动瞬间继电器触点切换会产生上百伏的尖峰电压,对***的稳定性和DCDC冲击损坏。
实用新型内容
本实用新型提供一种取暖桌电机驱动模块的保护电路,以解决现有技术中存在的上述问题。
本实用新型提供一种取暖桌电机驱动模块的保护电路,包括:单片机微控制器、电机驱动芯片、电暖桌升降设备;所述电机驱动芯片包括:过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路;
所述微控制器与电机驱动芯片之间电性连接,所述电机驱动芯片输出端连接电暖桌升降设备;
所述电机驱动芯片包括:单通道H桥电路。
优选的,过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路是将输出采样信号通过比较器输出关断信号,关断信号通过逻辑控制电路控制电机驱动芯片。
优选的,所述过流保护电路包括:电流采样模块、电流比较模块和控制模块;
所述电流采样模块按照设定比例取样开关管的电流,获得采样电流;所述电流比较模块将采样电流与设定电流阈值比较,若采样电流大于设定电流阈值,输出逻辑低电平,否则输出逻辑高电平,将输出逻辑电平传输至控制模块;
所述控制模块根据逻辑电平控制电机驱动芯片。
优选的,所述电流采样模块包括:
采样管、镜像管、钳位误差放大器;所述钳位误差放大器将所述采样管和镜像管的漏极电压钳位到同一电位上,通过一个共源栅极电流镜将电流输入到电流比较模块中;所述镜像管包括若干个子镜像管串联,所述采样管包括若干个子采样管并联;所述采样管与镜像管采用相同的单位栅宽和相同栅长。
优选的,输入电流由采样管的漏极流向采样功率管的源极,镜像管用于镜像待采样功率管的漏极电流,以设定比例缩小电流;采样管与镜像管的栅极连接,当栅极电压达到设定电压值时,采样管与镜像管线性导通,对待采样功率管的电流进行比例镜像;所述镜像管与采样管的漏极分别连接钳位误差放大器的正负两端,将镜像管与采样管的漏极电压钳位在同一电位;所述镜像管与采样管的源极接地。
优选的,所述逻辑控制电路包括:控制信号输入接口、控制信号转换模块和控制信号输出控制接口;
所述控制信号输入接口接收比较器的外部四个输入控制信号,控制信号转换模块将外部四个输入控制信号转换为H桥四个开关管的栅极控制信号;所述控制信号输出控制接口将所述栅极控制信号输入至四个开关管的栅极,控制四个开关管的通断。
优选的,所述过温保护电路包括:温度检测电路、温度比较器、报警电路和关断电路;
所述温度检测电路包括二极管于三极管串联,二极管阳极与三极管基极之间电压差不变,温度升高由于电压下降使三极管的基极发射机电压增大,流过三极管电流增大,基于温度比较器将电流变化量与基准电流比较,输出对应不同的温度检测结果;
设置两个温度阈值,第一温度阈值和第二温度阈值,所述第一温度阈值小于第二温度阈值;当温度达到第一温度阈值时产生电路报警信号,反馈至逻辑控制模块,通过报警电路进行报警;当温度升高至达到第二阈值时,温度检测电路产生关断信号,反馈至逻辑控制电路,基于关断电路关断功率管;
所述第一温度阈值和第二温度阈值的设置采用温敏二极管结构特性实现。
优选的,还包括正反馈电路;所述正反馈电路包括第一开关管NM1和第二开关管NM2,通过第一开关管、第一三极管、第二三极管和第一稳态电阻构成第一正反馈路径,通过第二开关管、第三三极管、第四三极管和第二稳态电阻构成第二正反馈路径;
第一三极管饱和时,第一开关管截止,第一开关管饱和时,第一三极管截止,同样的,第三三极管饱和时,第二开关管截止,第二开关管饱和时,第三三极管截止;实现双稳态转换。
优选的,所述短路保护电路包括:第一MOS开关管,所述第一MOS开关管的漏极与驱动电源的正输入端连接;第二MOS开关管,所述第二MOS开关管的漏极与所述第一MOS开关管的源极连接,所述第二MOS开关管的漏极还与电机连接,以驱动电机转动;开关管驱动电路,所述开关管驱动电路分别与第一MOS开关管的栅极和第二MOS开关管的栅极连接;
控制器与所述开关管驱动电路连接,以通过所述开关管驱动电路对所述第一MOS开关管或第二MOS开关管进行导通或截止驱动控制;
第一电阻、第二电阻、第三电阻和三极管,所述第二MOS开关管的源极与所述第一电阻的一端连接,所述第一电阻的另一端与参考地连接,所述第二电阻的一端与所述第一电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端与所述三极管的基极连接,所述三极管的发射极与参考地连接,所述三极管的集电极通过第三电阻与上拉电源连接,所述三极管的集电极还与所述开关管驱动电路连接,以检测短时,控制所述开关管驱动电路进行短路保护。
优选的,所述欠压保护电路包括:电阻分压电路、开关管;所述电阻分压电路包括串联的电阻R1、电阻R2和电阻R3,电阻R1、电阻R2之间的节点电压通过开关管N1传输至比较器同相端,电阻R2和电阻R3之间的节点电压通过开关管N2传输至比较器同相端,比较器的反相端连接基准电压,经过第一反相器反馈至开关管N2的栅极,经过第二反相器反馈至开关管N1的栅极,同时形成总输出信号输出至逻辑控制电路。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
本实用新型提供一种取暖桌电机驱动模块的保护电路,包括:单片机微控制器、电机驱动芯片、电暖桌升降设备;所述电机驱动芯片包括:过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路;所述微控制器与电机驱动芯片之间电性连接,所述电机驱动芯片输出端连接电暖桌升降设备;所述电机驱动芯片包括:单通道H桥电路。芯片内部本身具有过流保护,短路保护,欠压保护和过温保护等优点;电机驱动芯片没有物理结构,不会产生触点结合时的火花,对电机和控制部分起到保护作用,驱动芯片可以调节电流大小,不会对电源产生太大影响。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
图1为本实用新型实施例中一种取暖桌电机驱动模块的保护电路的结构示意图;
图2为本实用新型实施例中过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路的原理示意图;
图3为本实用新型实施例中欠压保护电路的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例提供了一种取暖桌电机驱动模块的保护电路,请参照图1,该保护电路的结构如下:
单片机微控制器、电机驱动芯片、电暖桌升降设备;所述电机驱动芯片包括:过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路;
所述微控制器与电机驱动芯片之间电性连接,所述电机驱动芯片输出端连接电暖桌升降设备;
所述电机驱动芯片包括:单通道H桥电路。
上述技术方案的工作原理为:本实施例采用的方案是单片机微控制器、电机驱动芯片、电暖桌升降设备;所述电机驱动芯片包括:过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路;所述微控制器与电机驱动芯片之间电性连接,所述电机驱动芯片输出端连接电暖桌升降设备;所述电机驱动芯片包括:单通道H桥电路。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案单片机微控制器MCU可直接控制电机驱动芯片(单通道H桥),4A连续输出功率可满足负载需求,逻辑驱动简单且体积小,芯片内部本身具有过流保护,短路保护,欠压保护和过温保护等优点;电机驱动芯片没有物理结构,不会产生触点结合时的火花,对电机和控制部分起到保护作用,驱动芯片可以调节电流大小,不会对电源产生太大影响,同时也避免大冲击电流对电机绕组伤害,可以实现调速换向。
在另一实施例中,请参照图2,过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路是将输出采样信号通过比较器输出关断信号,关断信号通过逻辑控制电路控制电机驱动芯片。
上述技术方案的工作原理为:本实施例采用的方案是过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路是将输出采样信号通过比较器输出关断信号,关断信号通过逻辑控制电路控制电机驱动芯片。通过整体电路中物理量超过预设的阈值时关断H桥结构所有开关管,保护电路的输出为低电平时有效,输出的关断信号在控制逻辑电路中参与逻辑运算,进而产生关断开关管驱动电路的控制信号,使得电路和器件在极限条件下得以保护。
在另一实施例中,所述过流保护电路包括:电流采样模块、电流比较模块和控制模块;
所述电流采样模块按照设定比例取样开关管的电流,获得采样电流;所述电流比较模块将采样电流与设定电流阈值比较,若采样电流大于设定电流阈值,输出逻辑低电平,否则输出逻辑高电平,将输出逻辑电平传输至控制模块;
所述控制模块根据逻辑电平控制电机驱动芯片。
上述技术方案的工作原理为:本实施例采用的方案是所述过流保护电路包括:电流采样模块、电流比较模块和控制模块;所述电流采样模块按照设定比例取样开关管的电流,获得采样电流;所述电流比较模块将采样电流与设定电流阈值比较,若采样电流大于设定电流阈值,输出逻辑低电平,否则输出逻辑高电平,将输出逻辑电平传输至控制模块;所述控制模块根据逻辑电平控制电机驱动芯片。
在另一实施例中,所述电流采样模块包括:
采样管、镜像管、钳位误差放大器;所述钳位误差放大器将所述采样管和镜像管的漏极电压钳位到同一电位上,通过一个共源栅极电流镜将电流输入到电流比较模块中;所述镜像管包括若干个子镜像管串联,所述采样管包括若干个子采样管并联;所述采样管与镜像管采用相同的单位栅宽和相同栅长。
上述技术方案的工作原理为:本实施例采用的方案是所述电流采样模块包括:采样管、镜像管、钳位误差放大器;所述钳位误差放大器将所述采样管和镜像管的漏极电压钳位到同一电位上,通过一个共源栅极电流镜将电流输入到电流比较模块中;所述镜像管包括若干个子镜像管串联,所述采样管包括若干个子采样管并联;所述采样管与镜像管采用相同的单位栅宽和相同栅长。
传统的电流采样方法一般是采用并联电阻器的采样方法,该电流采样方式的采样精度低,采用本实施例的电流采样模块可以将电流采样电路集成在芯片内部,避免电阻器占用过大面积且成本高的问题。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案采用串联镜像管的方式增大镜像管的栅长,抑制沟道长度调制效应,提高电流镜精度,并且不采用电阻器的方式可以节省面积。
在另一实施例中,输入电流由采样管的漏极流向采样功率管的源极,镜像管用于镜像待采样功率管的漏极电流,以设定比例缩小电流;采样管与镜像管的栅极连接,当栅极电压达到设定电压值时,采样管与镜像管线性导通,对待采样功率管的电流进行比例镜像;所述镜像管与采样管的漏极分别连接钳位误差放大器的正负两端,将镜像管与采样管的漏极电压钳位在同一电位;所述镜像管与采样管的源极接地。
上述技术方案的工作原理为:本实施例采用的方案是输入电流由采样管的漏极流向采样功率管的源极,镜像管用于镜像待采样功率管的漏极电流,以设定比例缩小电流;采样管与镜像管的栅极连接,当栅极电压达到设定电压值时,采样管与镜像管线性导通,对待采样功率管的电流进行比例镜像;所述镜像管与采样管的漏极分别连接钳位误差放大器的正负两端,将镜像管与采样管的漏极电压钳位在同一电位;所述镜像管与采样管的源极接地。
需要说明的是,由于本实施例的方法可以实现采样管与镜像管的栅源电压与漏源电压处于同一电位,因此,采样管与镜像管线性导通时的漏极电流如下:
其中,iD表示漏极电流,μ0表示电子迁移率,C表示单位面积的氧化层电容,W表示采样管和镜像管的栅宽,L表示采样管和镜像管的栅长,V表示采样管和镜像管的栅源电压和漏源电压,栅源电压和漏源电压相同均为V,VTH表示采样管和镜像管的阈值电压。
基于上述公式可以确定,由于采样管和镜像管的栅源电压和漏源电压相同,镜像电流与采样电流的比例与采样管和镜像管的栅宽和栅长的比值呈线性关系,通过调整采样管和镜像管的宽长比获得想要的电流镜像比例。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案可以提高电流镜精度,并且通过调整采样管和镜像管的宽长比获得想要的电流镜像比例,实施方式简单,且可以达到较好的效果。
在另一实施例中,所述逻辑控制电路包括:控制信号输入接口、控制信号转换模块和控制信号输出控制接口;
所述控制信号输入接口接收比较器的外部四个输入控制信号,控制信号转换模块将外部四个输入控制信号转换为H桥四个开关管的栅极控制信号;所述控制信号输出控制接口将所述栅极控制信号输入至四个开关管的栅极,控制四个开关管的通断。
上述技术方案的工作原理为:本实施例采用的方案是所述逻辑控制电路包括:控制信号输入接口、控制信号转换模块和控制信号输出控制接口;所述控制信号输入接口接收比较器的外部四个输入控制信号,控制信号转换模块将外部四个输入控制信号转换为H桥四个开关管的栅极控制信号;所述控制信号输出控制接口将所述栅极控制信号输入至四个开关管的栅极,控制四个开关管的通断。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案逻辑驱动简单且体积小,芯片内部本身具有过流保护,短路保护,欠压保护和过温保护等优点;电机驱动芯片没有物理结构,不会产生触点结合时的火花,对电机和控制部分起到保护作用。
在另一实施例中,所述过温保护电路包括:温度检测电路、温度比较器、报警电路和关断电路;
所述温度检测电路包括二极管于三极管串联,二极管阳极与三极管基极之间电压差不变,温度升高由于电压下降使三极管的基极发射机电压增大,流过三极管电流增大,基于温度比较器将电流变化量与基准电流比较,输出对应不同的温度检测结果;
设置两个温度阈值,第一温度阈值和第二温度阈值,所述第一温度阈值小于第二温度阈值;当温度达到第一温度阈值时产生电路报警信号,反馈至逻辑控制模块,通过报警电路进行报警;当温度升高至达到第二阈值时,温度检测电路产生关断信号,反馈至逻辑控制电路,基于关断电路关断功率管;
所述第一温度阈值和第二温度阈值的设置采用温敏二极管结构特性实现。
上述技术方案的工作原理为:本实施例采用的方案是所述过温保护电路包括:温度检测电路、温度比较器、报警电路和关断电路;所述温度检测电路包括二极管于三极管串联,二极管阳极与三极管基极之间电压差不变,温度升高由于电压下降使三极管的基极发射机电压增大,流过三极管电流增大,基于温度比较器将电流变化量与基准电流比较,输出对应不同的温度检测结果;设置两个温度阈值,第一温度阈值和第二温度阈值,所述第一温度阈值小于第二温度阈值;当温度达到第一温度阈值时产生电路报警信号,反馈至逻辑控制模块,通过报警电路进行报警;当温度升高至达到第二温度阈值时,温度检测电路产生关断信号,反馈至逻辑控制电路,基于关断电路关断功率管;所述第一温度阈值和第二温度阈值的设置采用温敏二极管结构特性实现。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案通过设置两个温度阈值可以实现报警和关断两个功能,在安全温度范围内,首先通过报警惊醒警示,若温度继续升高,直至达到关断的第二温度阈值时,直接进行关断。
在另一实施例中,还包括正反馈电路;所述正反馈电路包括第一开关管NM1和第二开关管NM2,通过第一开关管、第一三极管、第二三极管和第一稳态电阻构成第一正反馈路径,通过第二开关管、第三三极管、第四三极管和第二稳态电阻构成第二正反馈路径;
第一三极管饱和时,第一开关管截止,第一开关管饱和时,第一三极管截止,同样的,第三三极管饱和时,第二开关管截止,第二开关管饱和时,第三三极管截止;实现双稳态转换。
上述技术方案的工作原理为:本实施采用的方案是还包括正反馈电路;所述正反馈电路包括第一开关管NM1和第二开关管NM2,通过第一开关管、第一三极管、第二三极管和第一稳态电阻构成第一正反馈路径,通过第二开关管、第三三极管、第四三极管和第二稳态电阻构成第二正反馈路径;第一三极管饱和时,第一开关管截止,第一开关管饱和时,第一三极管截止,同样的,第三三极管饱和时,第二开关管截止,第二开关管饱和时,第三三极管截止;实现双稳态转换。
上述技术方案的有益效果为:传统过温保护电路在实际应用中,存在温度反向变化的情况,即温度由高变低,若一定的扰动就输出信号发生错误翻转,将会造成电路状态的不确定性,因此,采用本实施例提供的方案加入正反馈电路可以产生滞回,提升了抗干扰能力,且形成了双稳态过程,极大加快了状态的转换过程。
在另一实施例中,所述短路保护电路包括:第一MOS开关管,所述第一MOS开关管的漏极与驱动电源的正输入端连接;
第二MOS开关管,所述第二MOS开关管的漏极与所述第一MOS开关管的源极连接,所述第二MOS开关管的漏极还与电机连接,以驱动电机转动;
开关管驱动电路,所述开关管驱动电路分别与第一MOS开关管的栅极和第二MOS开关管的栅极连接;
控制器与所述开关管驱动电路连接,以通过所述开关管驱动电路对所述第一MOS开关管或第二MOS开关管进行导通或截止驱动控制;
第一电阻、第二电阻、第三电阻和三极管,所述第二MOS开关管的源极与所述第一电阻的一端连接,所述第一电阻的另一端与参考地连接,所述第二电阻的一端与所述第一电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端与所述三极管的基极连接,所述三极管的发射极与参考地连接,所述三极管的集电极通过第三电阻与上拉电源连接,所述三极管的集电极还与所述开关管驱动电路连接,以检测短时,控制所述开关管驱动电路进行短路保护。
上述技术方案的工作原理为:本实施例采用的方案是所述短路保护电路包括:第一MOS开关管,所述第一MOS开关管的漏极与驱动电源的正输入端连接;第二MOS开关管,所述第二MOS开关管的漏极与所述第一MOS开关管的源极连接,所述第二MOS开关管的漏极还与电机连接,以驱动电机转动;开关管驱动电路,所述开关管驱动电路分别与第一MOS开关管的栅极和第二MOS开关管的栅极连接;控制器与所述开关管驱动电路连接,以通过所述开关管驱动电路对所述第一MOS开关管或第二MOS开关管进行导通或截止驱动控制;第一电阻、第二电阻、第三电阻和三极管,所述第二MOS开关管的源极与所述第一电阻的一端连接,所述第一电阻的另一端与参考地连接,所述第二电阻的一端与所述第一电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端与所述三极管的基极连接,所述三极管的发射极与参考地连接,所述三极管的集电极通过第三电阻与上拉电源连接,所述三极管的集电极还与所述开关管驱动电路连接,以检测短时,控制所述开关管驱动电路进行短路保护。
在另一实施例中,请参照图3,所述欠压保护电路包括:电阻分压电路、开关管;所述电阻分压电路包括串联的电阻R1、电阻R2和电阻R3,电阻R1、电阻R2之间的节点电压通过开关管N1传输至比较器同相端,电阻R2和电阻R3之间的节点电压通过开关管N2传输至比较器同相端,比较器的反相端连接基准电压,经过第一反相器反馈至开关管N2的栅极,经过第二反相器反馈至开关管N1的栅极,同时形成总输出信号输出至逻辑控制电路。
上述技术方案的工作原理为:本实施例采用的方案是所述欠压保护电路包括:电阻分压电路、开关管;所述电阻分压电路包括串联的电阻R1、电阻R2和电阻R3,电阻R1、电阻R2之间的节点电压通过开关管N1传输至比较器同相端,电阻R2和电阻R3之间的节点电压通过开关管N2传输至比较器同相端,比较器的反相端连接基准电压,经过第一反相器反馈至开关管N2的栅极,经过第二反相器反馈至开关管N1的栅极,同时形成总输出信号输出至逻辑控制电路。
需要说明的是,当电机驱动模块处于正常工作状态时,VCOM电压高于VREF电压,比较器输出高电平,第一反相器输出低电平,第二反相器输出高电平,开关管N1开启,N2关断,接入的分压电阻为R2和R3。
当开始出现欠压情况时,电压逐渐降低,VCOM电位逐渐降低,当VCOM电压降低到小于VREF电压时,此时为欠压检测电压,比较器输出低电平,第一反相器输出高电平,第二反相器输出低电平,开关管N1开启,N2关断,接入的分压电压为R3。
当开始脱离欠压状态时,电压逐渐回升,由于VM没能使VCOM大于VREF,此时接入的分压电阻仍为R3,直至VCOM大于等于VREF,此时VM为欠压回复电压,电机驱动模块的欠压状态解除,欠压保护电路的输出重新为高电平。
上述技术方案的有益效果为:采用本实施例提供的方案通过采用两个状态不同的电阻分压结构,产生欠压迟滞。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,包括:单片机微控制器、电机驱动芯片、电暖桌升降设备;所述电机驱动芯片包括:过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路;
所述微控制器与电机驱动芯片之间电性连接,通过电机驱动芯片控制电机正反转,电机连接电暖桌升降设备;
所述电机驱动芯片包括:单通道H桥电路。
2.根据权利要求1所述的取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,过流保护电路、短路保护电路、欠压保护电路和过温保护电路是将输出采样信号通过比较器输出关断信号,关断信号通过逻辑控制电路控制电机驱动芯片。
3.根据权利要求2所述的取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,所述过流保护电路包括:电流采样模块、电流比较模块和控制模块;
所述电流采样模块按照设定比例取样开关管的电流,获得采样电流;所述电流比较模块将采样电流与设定电流阈值比较,若采样电流大于设定电流阈值,输出逻辑低电平,否则输出逻辑高电平,将输出逻辑电平传输至控制模块;
所述控制模块根据逻辑电平控制电机驱动芯片。
4.根据权利要求3所述的取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,所述电流采样模块包括:
采样管、镜像管、钳位误差放大器;所述钳位误差放大器将所述采样管和镜像管的漏极电压钳位到同一电位上,通过一个共源栅极电流镜将电流输入到电流比较模块中;所述镜像管包括若干个子镜像管串联,所述采样管包括若干个子采样管并联;所述采样管与镜像管采用相同的单位栅宽和相同栅长。
5.根据权利要求4所述的取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,输入电流由采样管的漏极流向采样功率管的源极,镜像管用于镜像待采样功率管的漏极电流,以设定比例缩小电流;采样管与镜像管的栅极连接,当栅极电压达到设定电压值时,采样管与镜像管线性导通,对待采样功率管的电流进行比例镜像;所述镜像管与采样管的漏极分别连接钳位误差放大器的正负两端,将镜像管与采样管的漏极电压钳位在同一电位;所述镜像管与采样管的源极接地。
6.根据权利要求2所述的取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,
所述逻辑控制电路包括:控制信号输入接口、控制信号转换模块和控制信号输出控制接口;
所述控制信号输入接口接收比较器的外部四个输入控制信号,控制信号转换模块将外部四个输入控制信号转换为H桥四个开关管的栅极控制信号;所述控制信号输出控制接口将所述栅极控制信号输入至四个开关管的栅极,控制四个开关管的通断。
7.根据权利要求2所述的取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,所述过温保护电路包括:温度检测电路、温度比较器、报警电路和关断电路;
所述温度检测电路包括二极管于三极管串联,二极管阳极与三极管基极之间电压差不变,温度升高由于电压下降使三极管的基极发射机电压增大,流过三极管电流增大,基于温度比较器将电流变化量与基准电流比较,输出对应不同的温度检测结果;
设置两个温度阈值,第一温度阈值和第二温度阈值,所述第一温度阈值小于第二温度阈值;当温度达到第一温度阈值时产生电路报警信号,反馈至逻辑控制模块,通过报警电路进行报警;当温度升高至达到第二阈值时,温度检测电路产生关断信号,反馈至逻辑控制电路,基于关断电路关断功率管;
所述第一温度阈值和第二温度阈值的设置采用温敏二极管结构特性实现。
8.根据权利要求6所述的取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,还包括正反馈电路;所述正反馈电路包括第一开关管NM1和第二开关管NM2,通过第一开关管、第一三极管、第二三极管和第一稳态电阻构成第一正反馈路径,通过第二开关管、第三三极管、第四三极管和第二稳态电阻构成第二正反馈路径;
第一三极管饱和时,第一开关管截止,第一开关管饱和时,第一三极管截止,同样的,第三三极管饱和时,第二开关管截止,第二开关管饱和时,第三三极管截止;实现双稳态转换。
9.根据权利要求2所述的取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,所述短路保护电路包括:第一MOS开关管,所述第一MOS开关管的漏极与驱动电源的正输入端连接;第二MOS开关管,所述第二MOS开关管的漏极与所述第一MOS开关管的源极连接,所述第二MOS开关管的漏极还与电机连接,以驱动电机转动;开关管驱动电路,所述开关管驱动电路分别与第一MOS开关管的栅极和第二MOS开关管的栅极连接;
控制器与所述开关管驱动电路连接,以通过所述开关管驱动电路对所述第一MOS开关管或第二MOS开关管进行导通或截止驱动控制;
第一电阻、第二电阻、第三电阻和三极管,所述第二MOS开关管的源极与所述第一电阻的一端连接,所述第一电阻的另一端与参考地连接,所述第二电阻的一端与所述第一电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端与所述三极管的基极连接,所述三极管的发射极与参考地连接,所述三极管的集电极通过第三电阻与上拉电源连接,所述三极管的集电极还与所述开关管驱动电路连接,以检测短时,控制所述开关管驱动电路进行短路保护。
10.根据权利要求2所述的取暖桌电机驱动模块的保护电路,其特征在于,所述欠压保护电路包括:电阻分压电路、开关管;所述电阻分压电路包括串联的电阻R1、电阻R2和电阻R3,电阻R1、电阻R2之间的节点电压通过开关管N1传输至比较器同相端,电阻R2和电阻R3之间的节点电压通过开关管N2传输至比较器同相端,比较器的反相端连接基准电压,经过第一反相器反馈至开关管N2的栅极,经过第二反相器反馈至开关管N1的栅极,同时形成总输出信号输出至逻辑控制电路。
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