电机过流保护电路及衣物处理设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种电机保护领域，尤其涉及一种电机过流保护电路及衣物处理设备。


背景技术：

2.随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们对棉毛织物的干衣机提出了更高的要求。滚筒干衣机利用电机驱动滚筒转动及举升筋翻转，以实现衣物的快速烘干及减轻衣物缠绕。滚筒干衣机利用控制器调整功率模块输出的驱动功率，以使得电机可在不同驱动功率下以不同的转速进行转动。在使用过程中，由于负载的变化或者机械性故障(例如堵转情况)时，会导致功率模块中的电流突然增大，进而导致功率模块内的元件被损坏等情况。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种电机过流保护电路及衣物处理设备，旨在解决现有技术中功率模块中过流情况造成元件损坏的技术问题。
4.一种电机过流保护电路，用于检测电机的驱动电流是否超过上限阈值并根据检测结果输出对应的识别信号；其中，所述电机具有三个输入端子；所述电机过流保护电路包括：
5.三个感测模块，与功率半桥电路电连接，且分别对应一个所述输入端子；每个所述感测模块用于通过所述功率半桥电路接收对应的所述输入端子的所述驱动电流，并将所述驱动电流转换为检测电压；以及
6.至少一个比较模块，与每个所述感测模块以及控制器电连接，用于比较每个所述检测电压与所述上限阈值；
7.其中，任意一个所述检测电压大于所述上限阈值时，识别对应的所述输入端子的驱动电流过大，所述比较模块输出第一识别信号给所述控制器；所述控制器根据所述第一识别信号切换至保护模式。
8.可选地，所述感测模块由集成设置在同一晶圆上且参数相同的第一二极管以及第二二极管构成。
9.可选地，所述感测模块由形成在两个独立晶圆结构上且参数相同的第一二极管以及第二二极管构成。
10.可选地，所述第一二极管的阴极作为所述感测模块的第一引脚接收所述驱动电流，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阳极电连接后作为所述感测模块的第二引脚，通过对应的第一电阻与电压源电连接；所述第二二极管的阴极作为所述感测模块的第三引脚与所述比较模块电性连接；在接收到所述驱动电流时，所述感测模块的第一引脚的电压与所述感测模块的第三引脚的电压相等，且作为所述感测模块的所述检测电压输出给所述比较模块。
11.可选地，所述电机过流保护模块包括一个比较模块；所述比较模块包括第二电阻、
第三电阻、第四电阻、第一电容以及开关管；所述第二电阻的一端分别与所述感测模块的第二引脚电连接，另一端与所述开关管的控制端电连接；所述开关管的第一连接端与所述控制器电连接且通过所述第三电阻与电压源电连接，所述开关管的第二连接端接地；所述第四电阻的一端电连接于所述开关管的控制端，另一端接地；所述第一电容的一端电连接于所述开关管的控制端，另一端接地。
12.可选地，所述电机过流保护模块包括一个比较模块；所述比较模块包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容以及比较器；所述第二电阻的一端分别与所述感测模块的第二引脚电连接，另一端与所述比较器的反向输入端电连接；所述比较器的正向输入端电连接在所述第四电阻与所述第五电阻之间；所述第四电阻和所述第五电阻串联连接在所述电压源和地之间，并提供参考电压给所述比较器的正向输入端；所述比较器的输出端与所述控制器电连接，且通过所述第三电阻与所述电压源电连接；所述第三电阻和所述第二电容串联连接在所述电压源和地之间；所述第一电容的一端电连接于所述比较器的负向输入端，另一端接地。
13.可选地，所述第四电阻和所述第五电阻可为可调电阻，用于调整所述参考电压，以实现所述上限阈值的调整。
14.可选地，所述电机过流保护模块包括三个比较模块；每个所述比较模块对应一个所述感测模块，以实现对每个所述检测电压的单独检测；每个所述比较模块包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容以及比较器；所述第二电阻的一端分别与所述感测模块的第二引脚电连接，另一端与所述比较器的反向输入端电连接；所述比较器的正向输入端电连接在所述第四电阻与所述第五电阻之间；所述第四电阻和所述第五电阻串联连接在所述电压源和地之间，并提供参考电压给所述比较器的正向输入端；所述比较器的输出端与所述控制器电连接，且通过所述第三电阻与所述电压源电连接；所述第三电阻和所述第二电容串联连接在所述电压源和地之间；所述第一电容的一端电连接于所述比较器的负向输入端，另一端接地。
15.可选地，所述第四电阻和所述第五电阻可为可调电阻，用于调整所述参考电压，以实现所述上限阈值的调整。
16.一种衣物处理设备，包括控制器、电机、驱动器、功率半桥电路以及电机过流保护电路；电机过流保护电路用于检测电机的驱动电流是否超过上限阈值并根据检测结果输出对应的识别信号；其中，所述电机具有三个输入端子；所述电机过流保护电路包括：
17.三个感测模块，与功率半桥电路电连接，且分别对应一个所述输入端子；每个所述感测模块用于通过所述功率半桥电路接收对应的所述输入端子的所述驱动电流，并将所述驱动电流转换为检测电压；以及
18.至少一个比较模块，与每个所述感测模块以及控制器电连接，用于比较所述检测电压与所述上限阈值；
19.其中，任意一个所述检测电压大于所述上限阈值时，识别对应的所述输入端子的驱动电流过大，所述比较模块输出第一识别信号给所述控制器；所述控制器根据所述第一识别信号切换至保护模式。
20.上述电机过流保护电路及衣物处理设备，通过设置多个所述感测模块将每个所述功率半桥电路输出的多个所述驱动电流进行隔离，并转换为所述检测电压后提供给所述比
较模块，以避免所述功率半桥电路输出的多个所述驱动电流之间相互影响，所述比较模块可同时针对多个检测电压进行检测，在任意一者出现异常时可控制所述控制器切换至保护模式，以保护所述功率半桥电路以及所述电机，避免被过大电流冲击。
附图说明
21.图1为本实用新型较佳实施例之衣物处理设备的立体示意图。
22.图2为图1中所述衣物处理设备的模块示意图。
23.图3为图1中所述功率半桥电路的电路示意图。
24.图4为图2中第一实施方式之所述电机过流保护电路的电路示意图。
25.图5为图2为第二实施方式之所述电机过流保护电路的电路示意图。
26.图6为图2中第三实施方式之所述电机过流保护电路的电路示意图。
27.主要元件符号说明
28.衣物处理设备
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100
29.控制器
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10
30.电机
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20
31.输入端子
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21a-21c
32.驱动器
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30
33.功率半桥电路
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40
34.半桥模块
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41a、41b、41c
35.第一驱动电流
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is_w
36.第二驱动电流
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is_v
37.第三驱动电流
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is_u
38.电机过流保护电路
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50、50a、50b、50c
39.感测模块
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51a、51b、51c
40.比较模块
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53a、53b
41.第一二极管
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d1a、d1b、d1c
42.第二二极管
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d2a、d2b、d2c
43.第一电阻
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r1a、r1b、r1c
44.第二电阻
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r2
45.第三电阻
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r3
46.第四电阻
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r4
47.第五电阻
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r5
48.第一电容
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c1
49.第二电容
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c2
50.开关管
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q1
51.比较器
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531
52.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
53.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
54.在本实用新型的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况立即上述术语在本实用新型中的具体含义。
55.本实用新型的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
56.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
57.下面结合附图对本实用新型的电机过流保护电路以及衣物处理设备的具体实施方式进行说明。
58.请参阅图1，其为本实用新型较佳实施方式的衣物处理设备100的立体示意图。所述衣物处理设备100用于对收容于内的衣物进行烘干或洗涤等处理。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述衣物处理设备100可以为烘干机或洗烘一体机，但并不局限于此。
59.请一并参阅图2，其为所述衣物处理设备100的模块示意图。所述衣物处理设备100包括控制器10、电机20、驱动器30、功率半桥电路40以及电机过流保护电路50。
60.所述控制器10用于输出功率控制信号给驱动器30。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述控制器10可以为微控制器(micro controller units)。
61.所述电机20用于可在转动时驱动所述衣物处理设备100中的机械结构转动，以实现所述衣物处理设备100的指定功能，例如烘干。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述电机20为三相电机。所述电机20具有三个输入端子21a-21c。
62.所述驱动器30，与所述控制器10电连接，用于根据所述功率控制信号输出驱动信号给所述功率半桥电路40。
63.请一并参阅图3，其为所述功率半桥电路40的电路示意图。所述功率半桥电路40与所述电机20、所述驱动器30以及所述电机过流保护电路50电连接，用于根据所述驱动器30输出的驱动信号提供驱动电压给所述电机20，以驱动所述电机20转动。所述功率半桥电路40包括半桥模块41a-41c。每个所述半桥模块41a-41c对应一个所述输入端子21a-21c(如图3所示)。每个所述半桥模块41a-41c用于输出正电压给对应的所述输入端子21a-21c，以驱动所述电机20转动。所述半桥模块41a-41c由多个开关元件、电阻以及二极管构成。所述在本实用新型的至少一个实施方式中，多个所述开关元件可以为绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)。在其他实施方式中，所述开关元件还可以
为金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor filed effect transistor,mosfet)、三极管等等，但并不局限于此。
64.所述功率半桥电路40还用于将所述电机20的驱动电流输出给所述电机过流保护电路50。每个所述半桥模块41a-41c分别输出一个所述驱动电流给所述电机过流保护电路50。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述半桥模块41a输出第一驱动电流is_w，所述半桥模块41b输出第二驱动电流is_v，所述半桥模块41c输出第三驱动电流is_u。
65.所述电机过流保护电路50与所述控制器10以及所述功率半桥电路40电性连接。所述电机过流保护电路50用于接收所述驱动电流并比较驱动电流是否大于上限阈值。在所述驱动电流大于所述上限阈值时，识别提供给所述电机20的驱动电流过大，所述电机过流保护电路50输出第一识别信号给所述控制器10。在所述驱动电流小于或等于所述上限阈值时，识别提供给所述电机20的驱动电流正常，所述电机过流保护电路50输出第二识别信号给所述控制器10。
66.实施方式一
67.请一并参阅图4，其为本实用新型第一实施方式之所述电机过流保护电路50a的电路示意图。所述电机过流保护电路50a包括多个感测模块51a-51c以及比较模块53a。每个所述感测模块51a-51c对应一个所述半桥模块41a-41c，以接收对应的所述驱动电流。每个感测模块51a-51c通过第一电阻r1a-r1c与电压源vcc电性连接。每个所述感测模块51a-51c用于输出检测电压给所述比较模块53。每个所述感测模块51a-51c之间相互隔离，以避免不同的所述感测模块51a-51c输出的检测电压相互影响。每个所述感测模块51a-51c分别具有第一至第三引脚。其中，每个所述感测模块51a-51c的第一引脚用于接收对应的所述驱动电流。每个所述感测模块51a-51c的第二引脚与所述电压源vcc电性连接。每个所述感测模块51a-51c的第三引脚与所述比较模块53电连接。
68.在本实用新型的至少一个实施方式中，所述感测模块51a-51c具有相同的电路结构。下面以所述感测模块51a为例进行说明，所述感测模块51a由集成设置在同一晶圆上且参数相同的第一二极管d1a以及第二二极管d2a构成。所述第一二极管d1a的阴极作为所述感测模块51a的第一引脚接收所述第一驱动电流is_w，所述第一二极管d1a的阳极与所述第二二极管d2a的阳极电连接后作为所述感测模块51a的第二引脚，通过对应的第一电阻r1 a与所述电压源vcc电连接。所述第二二极管d2a的阴极作为所述感测模块51a的第三引脚与所述比较模块53电性连接。在接收到所述第一驱动电流is_w时，所述感测模块51a的第一引脚的电压与所述感测模块51a的第三引脚的电压相等，且作为所述感测模块51a的检测电压输出给所述比较模块53a。
69.在本实用新型的另一实施方式中，所述第一二极管d1a和所述第二二极管d2a可以为形成在两个独立晶圆结构上的二极管，但二者具有相同的参数。在本实用新型的另一实施例中，所述感测模块51a-51c还可以为两个光耦元件构成。
70.由于所述感测模块51a-51c的第一引脚连接到同一所述电压源vcc，所述感测模块51a-51c的第三引脚分别接收对应的所述驱动电流，所述感测模块51a-51c的第二引脚与所述比较模块53a电连接，使得每个所述感测模块51a-51c的产生的所述检测电压之间相互独立，互不影响。
71.所述比较模块53a与所述感测模块51a-51c电连接，用于比较接收到的所述检测电
压与所述上限阈值。所述比较模块53a包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一电容c1以及开关管q1。所述第二电阻r2的一端分别与所述感测模块51a-51c的第二引脚电连接，另一端与所述开关管q1的控制端电连接。所述开关管q1的第一连接端与所述控制器10电连接且通过所述第三电阻r3与所述电压源vcc电连接，所述开关管q1的第二连接端接地。所述第四电阻r4的一端电连接于所述开关管q1的控制端，另一端接地。所述第一电容c1的一端电连接于所述开关管q1的控制端，另一端接地。在本实用新型的至少一个实施例中，所述开关管q1为三极管。
72.所述电机过流保护电路50a的工作原理如下：
73.所述感测模块51a-51c分别接收对应所述半桥模块41a-41b输出的所述驱动电流并输出对应的所述检测电压给所述比较模块53。在任意一个所述检测电压大于或等于所述上限阈值时，所述开关管q1导通，使得所述比较模块53输出处于低电平的所述第一识别信号给所述控制器10。所述控制器10根据所述第一识别信号切换至保护模式。在本实用新型的至少一个实施方式中，在所述保护模式下，所述控制器10可停止输出所述功率控制信号给所述驱动器30。
74.在全部所述检测电压均小于或等于所述上限阈值时，所述开关管q1截止，使得所述比较模块53根据所述电压源vcc输出处于高电平的所述第二识别信号给所述控制器10。
75.上述所述衣物处理设备100中的电机过流保护电路50，通过设置多个所述感测模块51a-51c将每个所述功率半桥电路40输出的多个所述驱动电流进行隔离，并转换为所述检测电压后提供给所述比较模块53，以避免所述功率半桥电路40输出的多个所述驱动电流之间相互影响，所述比较模块53可同时针对多个检测电压进行检测，在任意一者出现异常时可控制所述控制器10切换至保护模式，以保护所述驱动器30、所述功率半桥电路40以及所述电机20，避免被过大电流冲击。
76.实施方式二
77.请一并参阅图5，其为本实用新型第二实施方式之所述电机过流保护电路50b的电路示意图。在第二实施方式中，所述电机过流保护电路50b与所述电机过流保护电路50a类似，二者的主要区别在于：所述比较模块53b。
78.所述比较模块53b与所述感测模块51a-51c电连接，用于比较接收到的所述检测电压与所述上限阈值。所述比较模块53b包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电容c1、第二电容c2以及比较器531。所述第二电阻r2的一端分别与所述感测模块51a-51c的第二引脚电连接，另一端与所述比较器531的反向输入端电连接。所述比较器531的正向输入端电连接在所述第四电阻r4与所述第五电阻r5之间。所述第四电阻r4和所述第五电阻r5串联连接在所述电压源vcc和地之间，并提供参考电压给所述比较器531的正向输入端。所述比较器531的输出端与所述控制器10电连接，且通过所述第三电阻r3与所述电压源vcc电连接。所述第三电阻r3和所述第二电容c2串联连接在所述电压源vcc和地之间。所述第一电容c1的一端电连接于所述比较器531的负向输入端，另一端接地。在本实用新型的至少一个实施例中，所述第四电阻r4和所述第五电阻r5可为可调电阻。
79.上述所述衣物处理设备100中的电机过流保护电路50，通过设置多个所述感测模块51a-51c将每个所述功率半桥电路40输出的多个所述驱动电流进行隔离，并转换为所述检测电压后提供给所述比较模块53，以避免所述功率半桥电路40输出的多个所述驱动电流
之间相互影响，所述比较模块53可同时针对多个检测电压进行检测，在任意一者出现异常时可控制所述控制器10切换至保护模式，以保护所述驱动器30、所述功率半桥电路40以及所述电机20，避免被过大电流冲击。同时，采用所述比较器531的所述比较模块53b使得所述上限阈值可根据需求进行调整，通过调整所述参考电压的大小实现所述上限阈值的他调整。
80.实施方式三
81.请一并参阅图6，其为本实用新型第三实施方式之所述电机过流保护电路50c的电路示意图。在第三实施方式中，所述电机过流保护电路50c与所述电机过流保护电路50b类似，二者的主要区别在于：所述比较模块53b的数量。所述电机过流保护电路50c包括3个所述比较模块53b。每个所述感测模块51a-51c对应一个所述比较模块53b，并将对应的所述检测电压提供给对应的所述比较模块53b。相较于实施方式二，每个所述比较模块53b可设置不同的参考电压，以调整每个所述检测电压对应的所述上限阈值，可实现所述电机过流保护电路50c动态调整所述上限阈值。同时，所述电机20的不同所述输入端子21a-21c可在不同的条件下判断是否产生过流现象，可优化所述电机过流保护电路50c的保护机制。
82.上述所述衣物处理设备100中的电机过流保护电路50，通过设置多个所述感测模块51a-51c将每个所述功率半桥电路40输出的多个所述驱动电流进行隔离，并转换为所述检测电压后提供给所述比较模块53，以避免所述功率半桥电路40输出的多个所述驱动电流之间相互影响，所述比较模块53可同时针对多个检测电压进行检测，在任意一者出现异常时可控制所述控制器10切换至保护模式，以保护所述驱动器30、所述功率半桥电路40以及所述电机20，避免被过大电流冲击。同时，采用所述比较器531的所述比较模块53b使得所述上限阈值可根据需求进行调整，通过调整所述参考电压的大小实现所述上限阈值的他调整。
83.本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。