一種無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及母線電壓紋波的監(jiān)測，尤其是一種無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷直流電機(jī)(BLDC)已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。BLDC電機(jī)不帶換向器，因而比直流電機(jī)更可靠。BLDC電機(jī)在許多方面也優(yōu)于交流感應(yīng)電機(jī)。BLDC電機(jī)通過轉(zhuǎn)子磁體生成旋轉(zhuǎn)磁通，具有很高的效率，因而它們一般用于較高可靠性和效率的設(shè)備中。BLDC電機(jī)的使用不需要復(fù)雜的控制算法。它的最大特點(diǎn)是以電子換向線路代替了由換向器和電刷組成的機(jī)械式換向結(jié)構(gòu)。從而使無刷直流電機(jī)既具有交流電機(jī)的簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具有直流電機(jī)運(yùn)行效率高、調(diào)速性能好的優(yōu)點(diǎn)，因而在各方面獲得廣泛的應(yīng)用。在醫(yī)療行業(yè)使用以無刷直流電機(jī)為本體的渦輪供氣，不僅可以大幅度縮小氣源的體積，節(jié)省能源，降低成本，還可以對渦輪進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的控制，從而獲得穩(wěn)定的氣流與壓力。
[0003]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果固定無刷直流電機(jī)輸出側(cè)電容值不變，逐漸提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速，用示波器可以觀察到，輸出側(cè)電壓紋波的幅值與頻率會發(fā)生明顯的變化:幅值加大，頻率變快，而且輸出氣流的變化幅度也稍大，如圖2所示。其中AV為紋波幅值，AT為紋波寬度，T為紋波頻率。在并聯(lián)上合適的電容之后，上述現(xiàn)象均消失。由此可見，紋波電壓對電機(jī)轉(zhuǎn)速有著比較重要的影響，可以直接影響電機(jī)的調(diào)速效果。因此，對于一定的電機(jī)驅(qū)動電路和電機(jī)負(fù)載，通過電源紋波和轉(zhuǎn)速的測試，采取合適的處理措施，可以有效的幫助我們消除電壓紋波對電機(jī)調(diào)速效果的影響。
[0004]綜上所述，提供一種監(jiān)測母線電壓紋波的方式，能在電壓紋波超限時報(bào)警，具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)麻醉機(jī)無刷直流電機(jī)母線電壓紋波監(jiān)測與超限報(bào)警，避免紋波電壓對電機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的影響。
[0006]本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，包括:
[0007]第一電路，用于產(chǎn)生負(fù)電壓基準(zhǔn)信號并輸出；
[0008]第二電路，用于處理負(fù)電壓基準(zhǔn)信號和電壓紋波信號并輸出處理結(jié)果的脈沖信號至控制單元。
[0009]進(jìn)一步，第一電路包括基準(zhǔn)電壓源、第一運(yùn)放電路、第二運(yùn)放電路和三極管；基準(zhǔn)電壓源的輸入端接電源，其輸出端接第一運(yùn)放電路的輸入端；第一運(yùn)放電路的輸出端接第二運(yùn)放電路的輸入端，第二運(yùn)放電路的輸出端中一路接三極管的基極，三極管的集電極接地。該基準(zhǔn)電壓源向后續(xù)電路提供穩(wěn)定的、不受外界因素(主要是電源電壓和環(huán)境溫度)影響的基準(zhǔn)電壓。該基準(zhǔn)電壓經(jīng)第一運(yùn)放電路處理后得到負(fù)基準(zhǔn)電壓。當(dāng)三極管截止時，該負(fù)基準(zhǔn)電壓經(jīng)第二運(yùn)放電路處理后輸出至第二電路。
[0010]進(jìn)一步，第一運(yùn)放電路是反相運(yùn)放電路，其輸出端與負(fù)輸入端之間串聯(lián)第一反饋電阻；正輸入端接地。
[0011]進(jìn)一步，第二運(yùn)放電路是同相運(yùn)放電路，其輸出端與正輸入端之間串聯(lián)第二反饋電阻，并向第二電路輸出負(fù)電壓基準(zhǔn)信號。
[0012]進(jìn)一步，第二電路包括第三運(yùn)放電路和電壓比較器，第三運(yùn)放的正輸入端與第二運(yùn)放電路的輸出端電連接，負(fù)輸入端接紋波信號，輸出端接電壓比較器的負(fù)輸入端；電壓比較器的輸出端與控制器的1電連接。
[0013]進(jìn)一步，第三運(yùn)放電路是反相二階低通運(yùn)放電路。該電路可以去除信號中的直流分量，并且將負(fù)向的紋波峰值變成正向的紋波峰值。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:第一電路是高精度負(fù)直流偏置運(yùn)放電路，產(chǎn)生穩(wěn)定的負(fù)電壓基準(zhǔn)信號并輸出；第二電路是獲得判斷紋波幅值的數(shù)字脈沖信號的電路，將判斷紋波幅值的數(shù)字脈沖信號作為中斷信號輸入到控制單元。控制單元將接收到的脈沖信號和標(biāo)準(zhǔn)紋波脈沖比對，若超出標(biāo)準(zhǔn)紋波幅值，則控制單元報(bào)警。本發(fā)明信號處理過程全部由模擬電路實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)時間短，處理速度快，能在母線電壓紋波超限時迅速給出警報(bào)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的硬件框圖；
[0016]圖2是本發(fā)明負(fù)直流偏置運(yùn)放電路的原理圖；
[0017]圖3是本發(fā)明獲得判斷紋波幅值的數(shù)字脈沖信號的原理圖。
[0018]圖中:
[0019]1、第一電路2、第二電路3、控制器
[0020]11、基準(zhǔn)電壓源 12、第一運(yùn)放電路13、三極管
[0021]14、第二運(yùn)放電路21、三運(yùn)放電路22、電壓比較器
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明提供一種無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，包括用于產(chǎn)生負(fù)電壓基準(zhǔn)信號并輸出的第一電路I和用于處理負(fù)電壓基準(zhǔn)信號和電壓紋波信號并輸出處理結(jié)果的脈沖信號至控制單元的第二電路2。其中第一電路I包括基準(zhǔn)電壓源11、第一運(yùn)放電路12、第二運(yùn)放電路14和三極管13 ;第二電路2包括第三運(yùn)放電路21和電壓比較器22，電壓比較器22處理得到的判斷紋波幅值的數(shù)值脈沖信號作為中斷信號輸入控制器3。該信號處理過程全部由模擬電路實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)時間算，處理速度快。
[0024]如圖2所示，給出一種第一電路I的具體連接方式。電源的輸出經(jīng)電容濾波后接基準(zhǔn)電壓源11的輸入端，基準(zhǔn)電壓源11的輸出經(jīng)分壓后輸入第一運(yùn)放的負(fù)輸入端；第一運(yùn)放電路12是反相運(yùn)放電路，其輸出端與負(fù)輸入端之間串聯(lián)第一反饋電阻；正輸入端串接一電阻后接地。基準(zhǔn)電壓源11和第一運(yùn)放電路12組成負(fù)基準(zhǔn)電壓源，輸出電壓是-5V。第一運(yùn)放的輸出端接第二運(yùn)放電路14的輸入端,第二運(yùn)放電路14輸出負(fù)電壓基準(zhǔn)-Power，三極管13的基極接第二運(yùn)放的輸出端，三極管13的集電極接地。第二運(yùn)放電路14是同相運(yùn)放電路，其輸出端與正輸入端之間串聯(lián)第二反饋電阻，并向第二電路輸出負(fù)電壓基準(zhǔn)-Power。該基準(zhǔn)電壓源11向后續(xù)電路提供穩(wěn)定的、不受外界因素(主要是電源電壓和環(huán)境溫度)影響的基準(zhǔn)電壓。該基準(zhǔn)電壓經(jīng)第一運(yùn)放電路12處理后得到負(fù)基準(zhǔn)電壓。當(dāng)三極管13截止時，該負(fù)基準(zhǔn)電壓經(jīng)第二運(yùn)放電路14處理后輸出至第二電路。
[0025]如圖3所示，給出一種第二電路2的具體連接方式。第二運(yùn)放電路14的輸出經(jīng)分壓后接入第三運(yùn)放的正輸入端，該正輸入端串聯(lián)一電阻后接地，該電阻兩端并聯(lián)一電容。母線電壓紋波輸入至第三運(yùn)放的負(fù)輸入端，輸出端接電壓比較器22的負(fù)輸入端；第三運(yùn)放電路21是反相二階低通運(yùn)放電路，即是在基本反相比例積分器的負(fù)輸入端再增加一節(jié)RC低通濾波電路構(gòu)成。第三運(yùn)放電路21可以去除信號中的直流分量，并且將負(fù)向的紋波峰值變成正向的紋波峰值。電壓比較器22的負(fù)輸入端與第三運(yùn)放的輸出端之間串聯(lián)一電阻，電壓比較器22的負(fù)輸入端串聯(lián)一電阻后接+5V，正輸入端串聯(lián)一電阻后接地，輸出端控制器的1電連接，另外電壓比較器22的輸出端與正輸入端之間串聯(lián)一電阻,輸出端串聯(lián)一電阻后接+5V?？刂破骺梢允荂PU、MCU或DSP等具有數(shù)據(jù)處理與邏輯計(jì)算等功能的芯片。
[0026]以上對本發(fā)明的一個實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，其特征在于，包括: 第一電路，用于產(chǎn)生負(fù)電壓基準(zhǔn)信號并輸出； 第二電路，用于處理負(fù)電壓基準(zhǔn)信號和電壓紋波信號并輸出處理結(jié)果的脈沖信號至控制單兀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，其特征在于:所述第一電路包括基準(zhǔn)電壓源、第一運(yùn)放電路、第二運(yùn)放電路和三極管；基準(zhǔn)電壓源的輸入端接電源，其輸出端接第一運(yùn)放電路的輸入端；第一運(yùn)放電路的輸出端接第二運(yùn)放電路的輸入端，第二運(yùn)放電路的輸出端中一路接三極管的基極，三極管的集電極接地。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，其特征在于:所述第一運(yùn)放電路是反相運(yùn)放電路，其輸出端與負(fù)輸入端之間串聯(lián)第一反饋電阻；正輸入端接地。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，其特征在于:所述第二運(yùn)放電路是同相運(yùn)放電路，其輸出端與正輸入端之間串聯(lián)第二反饋電阻，并向第二電路輸出負(fù)電壓基準(zhǔn)信號。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，其特征在于:所述第二電路包括第三運(yùn)放電路和電壓比較器，第三運(yùn)放電路的正輸入端與第二運(yùn)放電路的輸出端電連接，負(fù)輸入端接紋波信號，輸出端接電壓比較器的負(fù)輸入端；電壓比較器的輸出端與控制器的1電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，其特征在于:所述第三運(yùn)放電路是反相二階低通運(yùn)放電路。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無刷直流電機(jī)母線電壓紋波超限報(bào)警電路，包括用于產(chǎn)生負(fù)電壓基準(zhǔn)信號并輸出的第一電路和用于處理負(fù)電壓基準(zhǔn)信號和電壓紋波信號并輸出處理結(jié)果的脈沖信號至控制單元的第二電路。其中第一電路包括基準(zhǔn)電壓源、第一運(yùn)放電路、第二運(yùn)放電路和三極管；第二電路包括第三運(yùn)放電路和電壓比較器，電壓比較器處理得到的判斷紋波幅值的數(shù)值脈沖信號作為中斷信號輸入控制器。該信號處理過程全部由模擬電路實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)時間短，處理速度快，能在母線電壓紋波超限時迅速給出警報(bào)。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)麻醉機(jī)無刷直流電機(jī)母線電壓紋波監(jiān)測與超限報(bào)警，避免紋波電壓對電機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的影響。
【IPC分類】H02P6/00
【公開號】CN105577042
【申請?zhí)枴緾N201410542285
【發(fā)明人】劉琳
【申請人】北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月14日