[发明专利]用于检测电动机中的高电流状况的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电子电路，并且更具体地，涉及用于感测电动机中的高电流状况的系统和方法。

背景技术

电动机已经用于各种各样的消费者和工业应用，诸如交通、制造以及家用电器。尽管电动机已经存在了多年，随着电动机技术的进展，已经应用了更为复杂的电动机控制方法。具体地，变速感应电动机和永磁无刷DC电动机已经变得越发普及。此类系统通常需要固态驱动器器件、电动机位置感测器以及基于微处理器的电动机控制器。

在典型的三相变速感应电动机中，向三个定子线圈提供随时间变化的电流，以生成旋转磁场。该随着时间变化的磁场导致包含永久磁体的转子启动。电动机的速度部分由电动机控制单元所控制的、随时间变化的电流的频率来确定。

在电动机暴露于可变负载的应用中，例如在电动自行车或者厨房电器中，定子线圈所需的电流与所驱动的物理负载成比例。在阻止电动机启动的情况中(例如在事故或者极重负载的情况下)，或者是在电动机经历短路的情况中，电动机控制器内的电流驱动器可能经历高度的电应力并且吸纳高电流。如果电动机控制器所提供的电流过高，电动机控制器可能快速损坏。高电动机电流还导致了高功耗、不佳的电动机效率、频繁的电动机故障。

某些现有技术系统经由闭合电流控制环路来限制对电动机的电流，从而解决高负载下的电动机高电流问题。依赖于闭环控制来限制电动机电流的问题在于，闭环响应时间可能过慢，以致无法避免电动机和电动机控制器的损坏。其他现有技术系统采用复杂的电流感测器，这增加了电动机控制系统的成本和复杂性。

在电动机领域，需要检测电动机内高电流状况的快速、经济的系统和方法。

发明内容

在一个实施方式中，公开一种用于控制电动机的系统。该系统具有：驱动器电路，其配置用于驱动电动机；电流感测阻抗，其耦合至所述驱动器电路；以及过载检测电路，其耦合至所述电流感测阻抗，所述过载检测电路具有晶体管和检测输出节点。

在另一实施方式中，公开一种用于感测驱动器中过载状况的电路。该电路具有感测阻抗，其配置用于耦合至驱动器和过载检测器。该过载检测器包括：晶体管，其具有耦合至所述感测阻抗的控制节点；耦合至过载信号的输出节点；以及耦合至参考电压的参考节点。

在又一实施方式中，公开一种用于感测电动机中过载状况的方法。该方法包括：监测跨过与耦合至电动机的驱动器的回路相耦合的分流电阻的电压。监测包括：利用晶体管的控制节点来感测分流电阻的节点，如果该分流电阻的节点处的电压超过阈值，则导通该晶体管，以及如果晶体管被导通，则激活过载信号。

上文已经概括而非宽泛地给出了本公开内容的特征。本公开内容的附加特征将在此后描述，其形成了本发明权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，可以容易地使用所公开的构思和具体实施方式，作为修改和设计其他结构或者过程的基础，以便执行与本发明相同的目的。本领域技术人员还应当理解，这些等同结构没有脱离所附权利要求书中记载的本发明的主旨和范围。

附图说明

为了更为完整地理解本公开内容及其优点，现在将结合附图参考下文描述，其中：

图1示出了一种实施方式的电动机系统的示意图；

图2示出了一种实施方式的电流检测电路；

图3示出了另一实施方式的电流检测电路；以及

图4示出了显示一个实施方式的电动机系统的电流检测性能的波形图。

除非指明，否则不同附图中的相应标记和符号一般表示相应的部分。绘制附图是为了清晰地示出本公开内容的实施方式的有关方面，而未必是按照比例绘制的。为了更为清晰地示出某些实施方式，在附图标记之后可能跟随有字母，其指示相同结构、材料或者过程步骤的变形。

具体实施方式

下面详细讨论实施方式的实施和使用。然而，应当理解，本发明提供了多个可应用的创造性构思，其可以在各种各样的特定上下文中具体化。所讨论的具体实施方式仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。

将关于特定上下文中的实施方式来描述本发明，也即，用于检测电动机中高电流状况的系统和方法。本发明的实施方式也可以应用于需要对短路和其他高电流状况引起的高电流进行检测的其他电路和系统。