无刷直流电机的保护电路方案(3)

　　单片机软件中设定好过流门限数值之后，软件通过A/D实时采集电流检测电路输出的电压信号，并解算得到对应的电流值，与过流保护门限值进行比较。如果实时电流值大于过流门限值，则执行相应的电机保护动作;如果实时电流值小于过流门限值，则继续采集电流值进行比较，以此循环。

　　软件流程如图9所示。

　　3.2 过压保护

　　线电压检测电路的设计与电流检测电路的设计大体相同。过压：检测直流母线电压，如果高于上限电压值，则发送警告信息帧，并停止驱动电机。过压保护如图10所示。

　　电路简单实用，直接检测母线电压，如果电压高于程序中的设定值，则做出相应的保护动作。在软件编程的时候采用了查询法，即只有在进行电压检测的程序段中打开A/D，检测中断标志，然后读数并返回电压值，最后再关A/D，这样不用在整个程序执行过程中一直打开A/D采集模块，从而提高了程序执行的效率。

　　3.3 欠压保护

　　欠压：检测直流母线电压，如果低于下限电压值，则发送警告帧，并停止驱动电机，以保护电池。

　　欠压保护：第一套方案和上面的过压保护过程类似;第二套方案使用了IR2136内部集成的自身工作电源检测器。从IR2136内部原理框图可以看出，当Vcc欠压时，FAULT输出低电平，同时3个上桥臂的MOS管被关断。

　　4 实验测试

　　在实验室对设计制成的电路板进行了测试。测试条件为：电机与直流母线电压均为48 V(DC)，负载电机为750 W无刷直流电动机，PWM斩波频率为10 kHz。

　　图11便是用示波器观察到I/V电路的电压信号波形。通过电压信号可以看出，电流信号的波形为方波，同时方波中含有丰富的PWM高次谐波分量，所以在送至单片机的A/D口之前，需要进行信号调理。

　　图12是调整LPF截至频率为f=1.126 Hz之后，放大8倍的电压波形。在500 mV下，PWM中点的电压信号纹波很小，符合设计标准。

　　5 结语

　　根据本文内容设计并实现的无刷直流电动机保护电路，简单可靠，效果良好，可以为交流调速系统、直线电机控制、开关磁阻、电机控制、USP等的研究提供参考。