[发明专利]一种应用于电机启动的智能控制器

说明书

本发明公开了一种应用于电机启动的智能控制器，该智能控制器的输入端子接外部供电模块，其输出端子接控制电机的供电输入端。在所述输入端子和输出端子之间设置电子开关，通过控制电路产生预定形式的控制信号控制所述开关管导通时流经电流缓慢增大，以避免控制器开通瞬间产生过大的电流对电机与电池产生冲击。相较于传统的按键开关控制的机械式接触器降低电机启动时产生的电流、能够避免接触器吸合时产生的触点拉弧、触点黏连等问题，减少电流对电机以及电池的冲击，延长电池、电机的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电气领域的控制电路，具体涉及一种应用于电机启动的智能控制器。

背景技术

控制电机启动是托盘车重要的工作过程，现有的控制启动方案是通过按键开关控制机械式接触器实现接通或切断主电路，从而控制电机的输入实现控制。如图1所示，现有的电机启动控制方案通常由机械式接触器1的外部控制信号输入端子2上的控制信号触发机械式接触器线圈中流过的电流产生吸附力，使机械师接触器触点11闭合与断开，从而机械式接触器的输入端子3和机械式接触器输出端子4进行电气连接/断开，实现通过机械式接触器的输入端子3为接在机械式接触器输出端子4上的电机启动提供电流。

现有方案是将机械接触器1串入托盘车上的电池与电机回路中作为开关控制电机的工作。由于电机的特性其内阻很小，在电机开始转动之前，接触器吸合的时刻整个回路近似于短路状态，导致电机启动时间内的整个回路中会产生非常大的电流。电机的启动时间是指电机启动电流降低到电机正常运转状态下稳定的负载电流所用时间。

在一种现有采用机械式接触器的某型托盘车电机启动时，流过触点的电流波形如图2所示。在外部控制信号Enable的作用下，产生驱动信号Driver驱动机械式接触器线圈促使该机械式接触器的触点闭合。在该机械式接触器的触点闭合到电机正常运转器件(此时流过触点或电机的电流将下降为I_load)，将产生高达470安培的电流脉冲，对电机与电池产生冲击、影响电机与电池的使用寿命。此外、机械式接触器功能比较单一，其触点在大电流状态切换过程中会产生拉弧、触点黏连、弹簧疲劳、机械故障等问题，这都会影响电机的启动工作，从而影响托盘车的正常工作。

发明内容

本发明提供一种用于电机启动的智能控制器，通过将机械式接触器输入端子和输出端子之间的机械开关替换为电子开关，配合控制电路产生预定形式的控制信号控制所述开关管导通时流经电流的大小，以避免电子开关开通瞬间产生过大的电流对电机与电池产生冲击。

本发明提供的智能控制器，具体实现为：

一种用于电机启动的智能控制器，该智能控制器的输入端子接外部供电模块、其输出端子接电机的供电输入端，在其输入端子和输出端子之间设置有开关管及其控制电路，所述外部供电模块输入的供电电压小于所述开关管的击穿电压；所述控制电路产生特定形式的控制信号输入到所述开关管的控制端，对所述开关管开通电流的大小进行控制。所述特定形式的控制信号为在控制电机启动时间内通过逐步增长高电平时间连续多个开关周期信号，例如占空比逐步增大的连续多个周期PWM信号。通过所述特定形式的开关信号使流经所述开关管的电流逐步大于电机正常工作时的电流、且小于为避免对所述智能控制器输出端子上接的外部电路产生冲击预设的电流安全值I_P。为了产生特定形式的控制电信号，所述控制电路可以利用计数器来控制相关引脚输出高电平的时长。

进一步地、所述控制电路还包括电流检测模块和输入电压检测模块。当所述微控制模块通过所述电流检测模块检测流经所述开关管电流的电流I大于预设的电流安全值I_P时，关闭所述开关管。当所述微控制模块通过所述输入电压检测模块检测到所述智能控制器输入端子上引入的输入电压VIN小于预设的电压安全值V_P时，所述微控制模块将关闭所述开关管进行掉电保护。