专利名称：一种具有上下限功能的保护电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种电动汽车电机控制器装置，尤其是涉及该装置上的一种具有上下 限功能的保护电路。
背景技术：
随着能源结构和燃油汽车空气污染方面的矛盾日益突出，电动汽车以其零排放、 低噪音等优势越来越被人们所接受。作为电动汽车，其安全性应不能低于传统汽车，保障电 动汽车正常行驶的核心部件，电机控制器的可靠性及安全性就变得尤为重要。目前，电动汽车广泛采用永磁同步电机作为驱动电机，电机控制器控制着永磁同 步电机的旋转带动车身行驶，但由于某种外来因素如系统过电压、过电流或欠压等故障发 生时，有时会直接损坏三相桥臂使电机三相处于断路状态，这对于正在高速行驶的电动汽 车是极其危险的，如果控制器不能做出及时的处理势必将对行车安全乃至人身安全造成威 胁。目前，现有技术对于电机控制器的保护功能还很不完善，主要存在以下几方面不 足1.现有产品对系统电流、电压均只通过DSP在软件中做了限制处理，并没有过流、 过压及欠压故障关断功能。2.软件限流只适合反馈控制用，但不能将异常的过流信号及时的捕捉和很好的抑 制。3.目前对电流异常时的捕捉采用的是正半周波峰检测，即对交流信号的过流只取 正半周波峰的上限作为处理，不能对交流信号的负半周波谷做处理。4.现有方案中有对上述问题做出处理的逻辑电路，但结构复杂，器件多，相反增加 了故障点及成本。5.目前现有产品不能对异常故障做锁存显示，系统瞬间出现故障后又消失时往往 不能判断具体什么故障，对产品检修分析带来不利。发明的内容本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种电动汽车电机控制器装置上的具有 上下限功能的保护电路。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是本发明由A (DSP最小系统)、B (U相 电流传感器)、C (V相电流传感器)、D (W相电流传感器)、E (电压传感器)、F (U相电流上下 限故障处理电路)、G(V相电流上下限故障处理电路)、H(W相电流上下限故障处理电路)、 I (电压上下限故障处理电路)、J(CPLD逻辑器件)、K(故障指示电路)、L(三相桥臂驱动电 路)12部分组成。本发明通过全硬件实现了过压、欠压、过流等故障的快速响应及处理，避 免了软件出现不能及时跟踪或系统异常时的死机等隐患。同时提高了保护等级，使系统安 全性更高。所述的一种具有上下限功能的保护电路，永磁同步电机的三相电流信号通过三个电流传感器(B、C、D)得到模拟信号，分别送到三个电路形式相同的电流上下限故障处理电 路(F、G、H)，过流信号被转换成高低电平(1、2、3、4、5、6)后送到CPLD(J)。系统电压信号 通过电压传感器(E)送到电路形式同电流上下限故障处理电路的电压上下限故障处理电 路(I)输出过压信号和欠压信号(7、8)到CPLD(J)。CPLD(J)将输入的所有故障信号进行 逻辑与后输出三路信号，一路信号(10)给DSP事件管理器(PDPINT)做最高优先级的故障 中断；另一路信号(16)为三相桥臂SHUTDOWN信号，给三相桥臂的驱动电路(L)做上下路关 断处理，避免永磁同步电机三相线短路的危险情况发生；最后一路信号(11、12、13、14、15) 送给故障指示电路(K)，当发生任何故障时CPLD会对故障锁存处理并通过故障指示电路的 LED显示出来，直到DSP给CPLD输入复位信号(17)，CPLD才会将锁存的故障信号清除。整 个保护电路在未动作时，如DSP出于控制用途需要输出SHUTDOWN(9)信号时，CPLD只会将 该信号直通到三相桥臂SHUTDOWN信号上，完成控制。所述的一种具有上下限功能的保护电路，波峰0IU、波谷0IU、波峰0IV、波谷0IV、 波峰0IW、波谷OIW、OVER V、UNDER V。这些信号送入CPLD做逻辑与，即当任何一处有故障 时CPLD的44脚输出低电平R2和C5构成的延时电路送到DSP的PDPINT脚做故障中断处 理，同时CPLD的43脚输出高电平送到三相桥臂驱动电路的SHUTDOWN脚关断三相桥臂功 率驱动部分。当CPLD的13脚收到来自DSP的SHUTDOWN信号时，CPLD的43脚同样会输出 高电平到三相桥臂驱动电路的SHUTDOWN脚关断三相桥臂功率驱动部分。根据CPLD的14、 15、18、19、20、21、22、23脚收到的不同故障信号，CPLD判断属于什么故障，并将该故障锁存 后通过接在CPLD的2、3、5、6、8脚的LED(D1、D2、D3、D4、D5)显示出来。当CPLD的12脚收 到来自DSP的复位信号时清除锁存的故障状态。本发明与现有技术相比，其有益效果表现如下1、通过全硬件实现了过压、欠压、过流等故障的快速响应及处理，避免了软件出现 不能及时跟踪或系统异常时的死机等隐患。2、上下限功能保护电路对交流信号的正负半周均进行检测，即在电流的全时域过 流均可捕捉处理，提高了保护等级，系统安全性更高。3、整个保护电路仅用4片比较器和1片44脚CPLD可编程逻辑电路组成，电路简 单可靠，成本低、故障率少。4、在系统出现异常时，即使故障很快清除，该保护电路也会持续指示之前发生了 什么故障，直到该故障电路接收到复位信号便清除锁存的故障指示，极大的方便了产品调 试和维护。
图1是本发明的具有上下限功能保护电路的原理图；图2是本发明的上下限故障处理电路图；图3是本发明的CPLD外围具体实施原理图。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明做进一步描述如图1，规划原理图，它由A (DSP最小系统)、B (U相电流传感器)、C (V相电流传感
4器)、D (W相电流传感器)、E (电压传感器)、F (U相电流上下限故障处理电路)、G (V相电流 上下限故障处理电路)、H(W相电流上下限故障处理电路)、I (电压上下限故障处理电路)、 J (CPLD逻辑器件)、K (故障指示电路)、L (三相桥臂驱动电路)12部分组成。永磁同步电机的三相电流信号通过三个电流传感器(图1中B、C、D)得到模拟信 号，分别送到三个电路形式相同的电流上下限故障处理电路(图1中F、G、H)，过流信号被 转换成高低电平(图1中1、2、3、4、5、6)后送到CPLD(J)。系统电压信号通过电压传感器 (E)送到电路形式同电流上下限故障处理电路的电压上下限故障处理电路(I)输出过压信 号和欠压信号(图1中7,8)到CPLD(J)。CPLD(J)将输入的所有故障信号进行逻辑与后输 出三路信号，一路信号(图1中10)给DSP事件管理器(PDPINT)做最高优先级的故障中 断；另一路信号(图1中16)为三相桥臂SHUTDOWN信号，给三相桥臂的驱动电路(L)做上 下路关断处理，避免永磁同步电机三相线短路的危险情况发生；最后一路信号(图1中11、 12U3U4U5)送给故障指示电路(K)，当发生任何故障时CPLD会对故障锁存处理并通过故 障指示电路的LED显示出来，直到DSP给CPLD输入复位信号(17)，CPLD才会将锁存的故障 信号清除。整个保护电路在未动作时，如DSP出于控制用途需要输出SHUTD0WN(9)信号时， CPLD只会将该信号直通到三相桥臂SHUTDOWN信号上，完成控制。如图2，该上下限故障处理电路可用在任何同一信号源的峰值和谷值的检测，及上 限和下限值判断。如图1所示，该电路同时用在了四个地方(F、G、H、I)，F为U相电流上下 限判断，G为V相电流上下限判断，H为W相电流上下限判断，I为电压上下限判断。具体工作原理如下R1和R2的分压设定在电流传感器输出值的上限值上，送到比 较器UlA的同相输入端5脚；R6和R7的分压设定在电流传感器输出值的下限值上，送到另 一比较器UlB的同相输入端7脚；电流传感器的输出分两路，一路经过R5、C2滤波送到UlA 的反相输入端4脚；另一路经过R10、C4滤波送到UlB的反相输入端6脚；当电流传感器的 输入信号高于Rl和R2分压设定的上限值时，UlA的反相输入端4脚电位比UlA的同相端5 脚高，则比较器UlA输出脚2翻转输出低电平，此时UlA的2脚将R3的一端接地，另一端接 在Rl和R2的分压点上，使电流传感器输出值的上限值降低，进一步拉大了比较器UlA输入 端的压差，使得输出电平更稳定，保护更可靠。当电流传感器的输入信号低于R6和R7分压 设定的下限值时，UlB的反相输入端6脚电位比UlB的同相端7脚低，则比较器UlB输出脚 1翻转输出高电平，此时UlB的1脚将R8的一端接地，另一端接在R6和R7的分压点上，使 电流传感器输出值的下限值降低，进一步拉大了比较器UlB输入端的压差，使得输出电平 更稳定，保护更可靠，不会发生误动作和受到干扰。从上面原理得知，当待测信号在正常区间内时，UlA输出高电平，UlB输出低电平； 当超过上限时，UlA输出低电平，UlB输出低电平；当低于下限时，UlA输出高电平，UlB输出 高电平；UlA输出脚和UlB输出脚的逻辑电平分别送到CPLD中，同理，电压上下限判断电路 原理同上所述，并也将判断逻辑电平送入CPLD中。如图3，为CPLD外围具体实施原理图，上面所述的上下限故障处理电路一共用4 块，其中每块均产生两路判断逻辑电平，一个为上限故障，一个为下限故障，总共有8路，分 别为波峰0IU、波谷0IU、波峰0IV、波谷0IV、波峰0IW、波谷OIW、OVERV, UNDER V。这些信 号送入CPLD做逻辑与，即当任何一处有故障时CPLD的44脚输出低电平R2和C5构成的延 时电路送到DSP的PDPINT脚做故障中断处理，同时CPLD的43脚输出高电平送到三相桥臂驱动电路的SHUTDOWN脚关断三相桥臂功率驱动部分。当CPLD的13脚收到来自DSP的 SHUTDOWN信号时，CPLD的43脚同样会输出高电平到三相桥臂驱动电路的SHUTDOWN脚关断 三相桥臂功率驱动部分。根据CPLD的14、15、18、19、20、21、22、23脚收到的不同故障信号， CPLD判断属于什么故障，并将该故障锁存后通过接在CPLD的2、3、5、6、8脚的LED (D1、D2、 D3、D4、D5)显示出来。当CPLD的12脚收到来自DSP的复位信号时清除锁存的故障状态。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下， 设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种具有上下限功能的保护电路，其特征在于由A(DSP最小系统)、B(U相电流传 感器)、C (V相电流传感器)、D (W相电流传感器)、E (电压传感器)、F (U相电流上下限故障 处理电路)、G(V相电流上下限故障处理电路)、H(W相电流上下限故障处理电路)、I (电压 上下限故障处理电路)、J(CPLD逻辑器件)、K(故障指示电路)、L(三相桥臂驱动电路)12 部分组成。
2.根据权利要求1所述的一种具有上下限功能的保护电路，其特征在于所述电路通 过全硬件实现了过压、欠压、过流等故障的快速响应及处理，避免了软件出现不能及时跟踪 或系统异常时的死机等隐患。
3.根据权利要求2所述的一种具有上下限功能的保护电路，其特征在于永磁同步电 机的三相电流信号通过三个电流传感器(图1中B、C、D)得到模拟信号，分别送到三个电 路形式相同的电流上下限故障处理电路(图1中F、G、H)，过流信号被转换成高低电平(图 1中1、2、3、4、5、6)后送到CPLD(J)。系统电压信号通过电压传感器(E)送到电路形式同电 流上下限故障处理电路的电压上下限故障处理电路(I)输出过压信号和欠压信号(图1中 7、8)到 CPLD(J)。
4.根据权利要求1所述的一种具有上下限功能的保护电路，其特征在于上下限功能 保护电路对交流信号的正负半周均进行检测，即在电流的全时域过流均可捕捉处理，提高 了保护等级，系统安全性更高。
5.根据权利要求3所述的一种具有上下限功能的保护电路，其特征在于该上下限故 障处理电路可用在任何同一信号源的峰值和谷值的检测，及上限和下限值判断。该电路同 时用在了四个地方(F、G、H、I)，F为U相电流上下限判断，G为V相电流上下限判断，H为W 相电流上下限判断，I为电压上下限判断。
6.根据权利要求1所述的一种具有上下限功能的保护电路，其特征在于整个保护电 路仅用4片比较器和1片44脚CPLD可编程逻辑电路组成，电路简单可靠，成本低、故障率 少。
7.根据权利要求1所述的一种具有上下限功能的保护电路，其特征在于在系统出现 异常时，即使故障很快清除，该保护电路也会持续指示之前发生了什么故障，直到该故障 电路接收到复位信号便清除锁存的故障指示，极大的方便了产品调试和维护。
8.根据权利要求6所述的一种具有上下限功能的保护电路，其特征在于所述的上下 限故障处理电路一共用4块，其中每块均产生两路判断逻辑电平，一个为上限故障，一个为 下限故障，总共有8路，分别为波峰0IU、波谷0IU、波峰0IV、波谷0IV、波峰0IW、波谷0IW、 OVER V,UNDER V。
全文摘要
本发明涉及一种电动汽车电机控制器装置上的具有上下限功能的保护电路。本发明由A(DSP最小系统)、B(U相电流传感器)、C(V相电流传感器)、D(W相电流传感器)、E(电压传感器)、F(U相电流上下限故障处理电路)、G(V相电流上下限故障处理电路)、H(W相电流上下限故障处理电路)、I(电压上下限故障处理电路)、J(CPLD逻辑器件)、K(故障指示电路)、L(三相桥臂驱动电路)12部分组成。本发明通过全硬件实现了过压、欠压、过流等故障的快速响应及处理，避免了软件出现不能及时跟踪或系统异常时的死机等隐患。同时提高了保护等级，使系统安全性更高。
文档编号H02H7/08GK102118018SQ20091024523
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者孔昭松, 杜承润 申请人:天津市松正电动科技有限公司