[发明专利]实现车用电机驱动及自保护的电路系统及其方法

权利要求书

1.一种基于实现车用电机驱动及自保护的电路系统实现车用电机驱动及自保护控制的方法，所述的电路系统包括：

所述的系统包括微控制单元、第一继电器、第二继电器、NMOS管、电机、蓄电池、采样电阻、TVS管，所述的NMOS管的漏极与第一继电器K₁和第二继电器K₂的常闭触点相连，栅极与微控制单元相连，接收控制信号Mos_Ctrl，源极与采样电阻的一端相连，还与微控制单元的第二模拟信号采集端相连，采样电阻的另一端接地，所述的TVS管的一端与NMOS管的漏极相连，另一端接地，所述的常闭触点还与电机的两端相连，所述的第一继电器K₁和第二继电器K₂的常开触点与蓄电池相连，

所述的微控制单元通过第一继电器和第二继电器控制电机的正反转方向，所述的NMOS管用于控制电机的回路接地端的电流通断，所述的微控制单元用于处理电机相关的控制逻辑，通过M+_Ctrl信号和M-_Ctrl信号分别控制第一继电器和第二继电器的吸合或断开，所述的微控制单元通过控制信号Mos_Ctrl来控制NMOS管的导通或断开，所述的TVS管对NMOS管的漏极进行瞬态电压抑制，将电压钳位至安全电压范围；

所述的电路还包括第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述的NMOS管的漏极与第二电阻的一端和第三电阻的一端相连，所述的第二电阻的另一端与蓄电池相连，所述的第三电阻的另一端与微控制单元的第一模拟信号采集端相连，同时与第四电阻的一端相连，第四电阻的另一端接地；

所述的第一继电器和第二继电器的内部均包含线圈，线圈的一端与蓄电池相连，另一端与微控制单元相连，接收微控制单元的控制信号M+_Ctrl和M-_Ctrl；

其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

微控制单元通过在各个控制时序中电机接口的电压状态判断电机接口的短路或开路；

通过控制NMOS管的时序防止继电器触点粘连；

微控制单元通过计算系统参数断开NMOS管电流的时间点，对NMOS管进行过流及过热保护；

所述的通过计算系统参数断开NMOS管电流的时间点的步骤具体包括以下处理过程：

（3-1）间隔一段时间采集第二模拟信号采集端的电压值，计算经过NMOS管的电流值；

（3-2）判断NMOS管的电流值是否小于NMOS管的安全工作电流，如果是，则计算NMOS管从启动到关断时间；判断NMOS管的电流值是否大于等于NMOS管的安全工作电流且小于等于短路判断阈值电流，如果是，则计算NMOS管从启动到关断时间，当检测电流持续在该区间并累计时间超过时，判断为过流保护，并控制NMOS管断开电流，此时电路状态为过流；判断NMOS管的电流值是否大于短路判断阈值电流，如果是，则微控制单元通过底层中断立刻处理，判断为短路保护，并控制NMOS管的断开电流，此时电路状态为短路；

（3-3）当电路状态为过流或短路时，则延时一段时间，再次导通NMOS；

所述的步骤（3-2）中计算NMOS管的电流值是否大于等于NMOS管的安全工作电流且小于等于短路判断阈值电流时的NMOS管从启动到关断时间，具体为：

根据以下公式计算NMOS管从启动到关断时间：

其中，K为散热动态调整系数，为MOS的DS导通电阻，为最高耐受结温，为环境温度，为MOS的热阻系数。

2.根据权利要求1所述的实现车用电机驱动及自保护控制的方法，其特征在于，所述的判断电机接口的短路或开路的步骤具体包括以下处理过程：

（1-1）微控制单元通过检测第一模拟信号采集端的电压值判断电机接口是否异常，如果是，则继续步骤（1-2）；否则，继续步骤（1-3）；

（1-2）根据第一模拟信号采集端的电压值的计算公式判断电机接口电压对电源短路或对地短路，恢复初始状态，在计时一定时间后重试步骤（1-1）；

（1-3）根据第一模拟信号采集端的电压值的计算公式，调整第二电阻、第三电阻和第四电阻的分压值，使供电电源电压的常规采样范围位于第一模拟信号采集端的采样范围内。