一种DSP控制系统保护电路的制作方法

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种dsp控制系统保护电路。

背景技术：

1、在电机驱动控制领域，数字信号处理器（dsp，digital signal processor）凭借其高速的数据处理能力和灵活的算法实现方式，已成为现代变频调速系统、工业伺服驱动及电动汽车电控单元的核心控制器件。dsp通过产生多路高精度的脉宽调制（pwm，pulsewidthmodulation）信号，控制功率开关器件的导通与关断时序，从而实现对电机转速、转矩的精确调控。为确保系统安全运行，现有技术通常采用软件看门狗定时器、程序运行状态监控或基于adc采样的过流、过压故障检测中断等策略，试图在pwm输出异常时通过软件干预封锁pwm输出。

2、然而，上述依赖软件运行的监控方案存在固有缺陷。当dsp遭遇强烈的电磁干扰、供电电源剧烈波动或程序本身存在未捕获的“野指针”及逻辑死循环时，可能导致程序计数器失控、内核时钟锁死或中断向量表异常，即发生程序跑飞或死机现象。在此类极端故障下，dsp内核已无法执行任何预设的故障响应指令，软件看门狗亦因内核停止喂狗而失去复位能力，导致pwm输出引脚物理状态被随机锁定。

3、因此，亟需一种独立于dsp数字运算单元、不依赖任何软件指令执行的纯硬件式保护电路。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种dsp控制系统保护电路，以解决现有dsp控制系统缺乏独立于软件的硬件级保护机制，导致程序跑飞时电机驱动失控的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种dsp控制系统保护电路，包括：

3、运算放大器，同相输入端连接dsp的pwm信号输出引脚，反相输入端连接分压电路以接收基准电压，被配置为将pwm信号转换为第一输出信号；

4、整流保护电路，输入端连接信号调理电路的输出端，用于对第一输出信号进行整流以得到第二输出信号，并用于保护后端电路；

5、检测及输出电路，输入端连接整流保护电路的输出端，用于对第二输出信号的交流脉冲成分进行检测，以判断pwm信号是否处于持续高电平的异常状态。

6、在一些实施例中，所述基准电压为0.7v。

7、在一些实施例中，所述整流保护电路包括二极管，所述二极管的正极连接运算放大器的输出端，负极连接检测及输出电路的输入端。

8、在一些实施例中，所述二极管为1n4148型开关二极管。

9、在一些实施例中，所述运算放大器工作于比较器模式，用于将所述pwm信号与所述基准电压进行比较。

10、在一些实施例中，检测及输出电路的输出端连接信号输出端，所述信号输出端用于连接后级功率驱动模块的控制端，检测及输出电路被配置为：

11、当pwm信号为正常脉冲信号时，输出与pwm信号同频的有效驱动信号至信号输出端；

12、当pwm信号为持续高电平或持续低电平时，输出无效电平至信号输出端。

13、在一些实施例中，dsp控制系统保护电路的输入端适配于tms320系列dsp或stm32系列mcu的pwm输出接口。

14、在一些实施例中，所述电路还包括：

15、输出补偿电路，连接在运算放大器的反相输入端和检测及输出电路之间，用于补偿脉冲信号边沿特性。

16、在一些实施例中，输出补偿电路包括补偿电容，补偿电容的容值为0.001nf。

17、第二方面，本发明实施例提供了一种dsp控制系统，所述dsp控制系统包括保护电路，所述保护电路包括：

18、运算放大器，同相输入端连接dsp的pwm信号输出引脚，反相输入端连接分压电路以接收基准电压，被配置为将pwm信号转换为第一输出信号；

19、整流保护电路，输入端连接信号调理电路的输出端，用于对第一输出信号进行整流以得到第二输出信号，并用于保护后端电路；

20、检测及输出电路，输入端连接整流保护电路的输出端，用于对第二输出信号的交流脉冲成分进行检测，以判断pwm信号是否处于持续高电平的异常状态。

21、本发明实施例的技术方案通过在dsp控制系统保护电路中设置包括运算放大器、整流保护电路以及检测及输出电路，运算放大器的同相输入端连接dsp的pwm信号输出引脚，反相输入端通过分压电路接入基准电压，用于将pwm信号转换为第一输出信号，整流保护电路的输入端连接至运算放大器的输出端，用于对第一输出信号进行整流处理以生成第二输出信号，并对后端电路实施过压或过流保护，检测及输出电路的输入端连接整流保护电路的输出端，用于提取第二输出信号中的交流脉冲成分，并根据该交流脉冲成分的输出状态判断pwm信号是否处于持续高电平的异常状态。由此，可以有效识别dsp控制系统的信号卡滞在高电平的故障，提高系统运行的安全性。

1.一种dsp控制系统保护电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述基准电压为0.7v。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述整流保护电路包括二极管，所述二极管的正极连接运算放大器的输出端，负极连接检测及输出电路的输入端。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述二极管为1n4148型开关二极管。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述运算放大器工作于比较器模式，用于将所述pwm信号与所述基准电压进行比较。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，检测及输出电路的输出端连接信号输出端，所述信号输出端用于连接后级功率驱动模块的控制端，检测及输出电路被配置为：

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，dsp控制系统保护电路的输入端适配于tms320系列dsp或stm32系列mcu的pwm输出接口。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，输出补偿电路包括补偿电容，补偿电容的容值为0.001nf。

10.一种dsp控制系统，其特征在于，所述dsp控制系统包括保护电路，所述保护电路包括：