日期:2022-07-27 15:48:43浏览量:92283
电压检测原理同相和反向比例电路是运放最典型的应用。经低通滤波之后出来的直流电压信号,其幅值比较低,所以要经过同相比例运算放大电路放大,进行电压放大,便于单片机的A/D口进行采集。箝位二极管,保持输入到单片机A/D口的电压在0~5 V范围之内,选用1N4148即可。
线电压检测电路的设计与电流检测电路的设计大体相同,具体原理参照电流检测原理。线电压检测硬件的整体电路结构图如图5所示。
3保护方案
本文提出的保护方案主要是针对以IR2136芯片作为电机驱动器的电机,因为它不但实现了一套完整的无刷直流电动机驱动,而且它还集成了自身工作电源欠压检测器,检测到芯片的Vcc或Vbs欠压时能关闭高端MOSFET,防止MOS管长时间工作在高功耗状态下。
1 过流保护方案
过流保护方案共有3套,其中包括两套硬件过流方案和一套软件过流方案。
(1)电流检测电路和LM311构成比较电路,输出送到单片机PWM模块的FLTA进行故障检测,如果FLTA引脚为低电平,则PWM模块硬件关断PWM输出。该过流保护为单片机集成的硬件级保护,响应速度快。
(2)电流检测电路输出电压经过分压之后送到IR2136的ITRIP引脚,如果ITRIP引脚电压高于0.5 V,则引起IR2136内部叩比较器动作,FAULT引脚输出低电平,RCIN引脚连接的电阻电容构成RC延时机制,延时之后过流状态自动清除。因为FAULT在过流和自身欠压的情况下都会变为低电平。区别在于:过流情况下,FAULT引脚的电平时高时低,而自身欠压的状态下,FAULT会一直输出低电平。该过流保护为IR2136集成的硬件级保护,响应速度快。
(3)单片机设置软件级的过流保护程序代码,通过A/D口采集电流检测电路输出电压,以判断是否过流。这属于软件级别的过流保护,响应速度较硬件级别保护慢,若在程序跑飞的情况下不能提供过流保护。
1.1 方案一
电流检测电路配合LM311构成过流检测电路如图6所示。
正常情况下,在电流检测电路中,电路输出的电压信号(接到LM311的反相输入端)小于电阻分压电路输出电压(接到LM311的同相输入端),LM311输出高电平,电路无动作;若发生过流时,电路输出的电压信号(接到LM311的反相输入端)大于电阻分压电路输出电压(接到LM311的同相输入端),LM311输出低电平,当单片机PWM模块的FLTA检测到低电平之后,设置PWM输出无效电平(在此应用中PWM有效电平为低电平,无效电平为高电平)从而使电机停转。
电阻R42提供正反馈构成滞回比较器,可以为整个电路起到50 mV的抗噪声能力;分压电阻采用滑动变阻器,从而可以方便地设置过流门限。要注意的是:因为电阻分压电路直接接到LM311的输入端,而认为LM311的输入端电阻是无限大的,所以不会产生负载效应,可以放心使用。
1.2 方案二
IR2136集成的过流检测功能如图7所示。
如果电压值小于0.5 V,则电路正常工作;此时连接到ITRIP的内部比较器输出0(低电平),因为RCIN外接RC延时电路的原因,电容充电至1(高电平),所以此时SR锁存器S=0,R=1,根据SR锁存器的特性表,不管当前状态如何,SR锁存器都输出0,表示没有过流发生。