[发明专利]自保护直流电机驱动电路及直流电动绞磨机

说明书

技术领域

本发明涉及电路技术领域，更具体地说，涉及一种自保护直流电机驱动电路及直流电动绞磨机。

背景技术

机动绞磨机是电力野外施工重要的工器具之一，在实际使用过程中，机动绞磨机都存在体积偏大、质量重、野外搬运困难的问题，因而未在输电线路野外检修中得到广泛的使用。相对而言，直流电动绞磨机是一种体积小、重量轻的起重装置，但其难点在于大功率直流电机的驱动及电机保护。直流电动绞磨机作为起重设备，如果起吊重量超过其额定重量会出现电机堵转的情况，电机在堵转时会出现较大的电流。如果不采取电机驱动保护措施，可能烧断电源系统保险，这样整套设备就无法操作控制。因此需要对电机驱动进行保护设计，在出现误操作时控制驱动电路自动保护电机。

常见的继电器控制直流电机正、反转的方案，因继电器触点机械动作速度慢，无法满足快速控制的需求，在使用过程中通常会出现触点因瞬间大电流而烧坏，导致无法动作的情况。而专用集成电路构成的直流电机驱动器因输出功率有限，也不适合大功率直流电机驱动需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有的直流电机驱动电路无法在电机堵转时进行驱动保护因而不适于直流电动绞磨机的问题，本发明提供一种自保护直流电机驱动电路及直流电动绞磨机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自保护直流电机驱动电路，包括H桥驱动单元和主控单元，H桥驱动单元包括左上臂和右下臂 的开关元件构成的左上右下驱动支路，以及右上臂和左下臂的开关元件构成的左下右上驱动支路，所述主控单元发送开关信号控制所述H桥驱动单元的开关元件通断；其中左上臂和右上臂的开关元件均采用多个PMOS管并联而成，左下臂和右下臂的开关元件均采用多个NMOS管并联而成。

在根据本发明所述的自保护直流电机驱动电路中，所述H桥驱动单元的左上臂与右上臂结构相同，其中左上臂中每个PMOS管的源极连接至电源输入端，每个PMOS管的漏极连接第一电机驱动输出端，每个PMOS管的栅极连接至左上臂信号控制端。

在根据本发明所述的自保护直流电机驱动电路中，所述H桥驱动单元的左下臂与右下臂结构相同，其中左下臂中每个NMOS管的漏极连接至第一电机驱动输出端，每个NMOS管的栅极通过各自的第一电阻元件连接各自的源极并接公共端，每个NMOS管的栅极还通过各自的第二电阻元件连接至左下臂信号控制端。

在根据本发明所述的自保护直流电机驱动电路中，所述第二电阻元件为二极管，该二极管的阳极与各自NMOS管的栅极连接，阴极连接至左下臂信号控制端。

在根据本发明所述的自保护直流电机驱动电路中，所述第二电阻元件的阻值为能够防止各自NMOS管的寄生振荡且满足开关速度的取值。

在根据本发明所述的自保护直流电机驱动电路中，其中左上臂和右上臂的开关元件均采用三个PMOS管并联而成，左下臂和右下臂的开关元件均采用三个NMOS管并联而成。

在根据本发明所述的自保护直流电机驱动电路中，所述自保护直流电机驱动电路还包括与所述H桥驱动单元连接的检测单元，用于采样电机电流并发送给所述主控单元，所述主控单元在检测电机电流异常时产生报警信号并控制电机的运行状态。

在根据本发明所述的自保护直流电机驱动电路中，所述主控单元在采样的电机电流异常时，产生预警信号，并提高采样速率，进一步判断电机电流异常时产生报警信号。

在根据本发明所述的自保护直流电机驱动电路中，所述检测单元包括：采样电阻、信号放大器、滤波电阻和滤波电容，所述采样电阻连接在所述H桥驱动单元的公共端与地之间，所述信号放大器的输入端并联在所述采样电阻两端，所述信号放大器的输出端通过滤波电阻和滤波电容进行RC滤波后将采样信号发送给所述主控单元。

本发明还提供了一种直流电动绞磨机，包括如前所述的自保护直流电机驱动电路。

实施本发明的自保护直流电机驱动电路及直流电动绞磨机，具有以下有益效果：本发明通过上下桥臂分别采用PMOS管和NMOS管构成H桥驱动单元，其效率高且电路简单，并且通过多个MOS管并联分流，使其可应用在大功率驱动场合，尤其适用于直流电动绞磨机，能够在起吊重量超过其额定重量时避免大电流对器件的损坏。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1a为本发明优选实施例的自保护直流电机驱动电路采用的H桥驱动单元的电路连接图；图1b和1c为现有技术中另外两种H桥驱动单元的电路连接图；