[发明专利]过流保护型功率驱动电路和电机驱动电路

说明书

一种过流保护型功率驱动电路，输入控制脉冲输给脉冲前沿检出单元101、栅极上臂控制电路102和栅极负压控制电路104，前沿检出使栅极下臂控制电路103截止，同时栅极上臂控制电路102输出高电平使功率单元105导通负载电流，反馈单元106使栅极下臂控制电路103、功率单元105和反馈单元106构成的功率触发器自锁在上述置位状态；输入脉冲低电平时，栅极上臂控制电路102截止、栅极负压控制电路104通过栅极下臂控制电路103使栅极接通负压，使功率单元105截止负载电流，并通过反馈单元106使功率触发器自锁在上述复位状态；当功率管过流时，功率管饱和压降通过反馈单元使功率触发器复位并锁止，功率管得到保护。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，涉及过流保护型功率驱动电路和电机驱动电路。

背景技术

随着工业技术的发展，对电机的控制要求越来越高。大部分电机都采用电子控制单元(控制器)来对电机进行控制，不仅要控制其启动、运转，有些还需要精确控制其转速、转矩、功率、制动等。特别是随着国际化的环保要求指标的提高，采用清洁能源的电动汽车、微型电动车、电动三轮车、电动两轮车未来主流交通工具都需要采用电子控制单元对电机进行优化的精确控制。

车辆在运行时，其安全性对于车辆财产安全乃至人身安全都很重要。因为，车辆电机在运行过程中，伴随着电流的热效应、电流的浪涌冲击、温度、振动、水浸、盐雾等严苛的工作条件，电机易于出现各种绕组故障、以及在车辆启动、电机制动、急变速等工况下容易出现各种过流现象，这些过大的电流冲击会对电机绕组、对电机控制器、对供电电源(电池等)、对供电线路(如直流母线)等产生很大的威胁，容易出现烧毁线路、击穿控制器内的功率管，进而还会烧毁电机绕组、损伤电池组、甚至发生车辆自燃火灾等更大危害，甚至危及人员的生命安全。对于其他领域如工业生产商所用到的这类电机同样存在这样的问题。

因此，电机、控制器生产企业和整车生产商、乃至车辆的司乘人员都非常重视电机的运行安全，一般都在电机控制器内设有过流保护电路，当检测到电机运行中发生过流时，减小电机电流或关断电机电流。

现有的电机过流检测电路和过流保护电路一般是采取在直流母线串联电流检测元件，用于检测直流母线的电流，当发生过流时，关断驱动脉冲或切断供电电源；或者通过在相电路中串联电流检测元件，检测三相绕组的相位电流，当发生过流时，关断驱动脉冲或切断供电电源；还需要将电流检测元件输出端信号需要与一基准值进行比较，当电流检测元件输出端超过预设允许值时，由执行电路切断供电电源或者由cpu停止输出驱动脉冲或者由执行电路切断驱动脉冲，在过流发生到保护动作完成需要经历：电流检测—过流比较判断—关断脉冲或关断电源，其中，电流检测元件的准确性、稳定性在整个车辆使用过程中对过流保护的安全性影响极大，其批量离散性也是个问题，特别是干路电流、母线电流的检测往往滞后于过流危害的发生，况且一些过流冲击是电流上升率非常大、对控制器内末级功率管来说往往是致命危害，还有对于采样出来的过流信号需要cpu计算的保护类型来说，cpu的运算速度也将使过流保护动作延迟执行，往往功率管管芯已经严重超温才发出保护指令，大大降低了控制器可靠性和使用寿命，甚至击穿、烧断后发出保护指令。现在这样的过流保护电路被大量采用。

因此，在实际使用过程中，仍有大量控制器乃至电机绕组遭受过流损坏。所以，应电机驱动技术和电动车产业对过流保护的可靠性、安全性技术需求，研发设计出电路较为简单、成本较低、高可靠性的直接检测功率管饱和压降、当发生过流时再通过强烈正反馈机制来缩短动作时间、直接关断功率管栅极驱动脉冲的过流保护型功率驱动电路已尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于，设计一种过流保护型功率驱动电路及电机驱动电路，其可以直接检测功率管饱和压降、当发生过流时再通过强烈正反馈机制来缩短动作时间、直接关断功率管栅极驱动脉冲，能够在电路设计较为简单、成本较低的条件下实现高可靠性的过流保护，用于解决上述技术问题中的至少一个问题。

依据本发明的第一方面，提供了一种过流保护型功率驱动电路，其特殊之处在于，