一种用于电流过流信号采样保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及过流保护的技术领域，尤其是一种用于电流过流信号采样保护电路。


背景技术：

2.伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
3.当伺服驱动器负载端出现故障，可能会造成电流过大或短路的情况。这种情况下，如果没有过流/短路保护措施，会造成负载端和电源端持续的发热，造成电路不可逆的损坏，甚至会造成危险更严重的会引起火灾等事故。
4.目前针对伺服驱动器在电流保护，短路保护上的设计方案大部分依然采用电流采样电阻+运放芯片+隔离光耦，这些方案在设计上响应时间较长，当触发过流信号后，电路上器件较多，严重影响过流响应的及时性。电路原理较复杂，成本较高，本实用新型实施例提供了一种短路和过流保护电路，旨在至少在一定程度上解决以上问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于电流过流信号采样保护电路，旨在解决现有技术中存在的上述问题。
6.本技术提供了一种用于电流过流信号采样保护电路，包括：
7.电流采样电阻单元，用于采样所述电流采样电阻单元的对地电压；
8.限流滤波单元，用于对所述电流采样电阻单元输出的电信号进行限流滤波作用；
9.电平转换单元，所述电平转换单元包括npn型三极管q1，所述npn型三极管q1与所述电流采样电阻单元电连接，所述npn型三极管q1与所述限流滤波单元电连接；
10.高速光电隔离光耦单元。
11.进一步地，所述电流采样电阻单元包括采样电阻r4。
12.进一步地，所述限流滤波单元包括限流电阻r3以及滤波电容c3；所述限流电阻r3的第一端与所述采样电阻r4的端部电连接，所述限流电阻r3的第二端与滤波电容c3电连接。
13.进一步地，所述npn型三极管q1与限流电阻r3相连接，所述npn型三极管q1还与滤波电容c3相连接。
14.进一步地，所述采样保护电路还包括限流电阻r2，所述限流电阻r2与所述npn型三极管q1的集电极引脚电连接。
15.进一步地，所述采样保护电路还包括滤波电容c2，所述滤波电容c2与所述npn型三极管q1的集电极引脚电连接。
16.进一步地，所述高速光电隔离光耦单元包括高速光电隔离光耦u1，所述高速光电隔离光耦u1包括输入端和输出端，所述高速光电隔离光耦u1的输入端与所述限流电阻r2电连接。
17.进一步地，所述高速光电隔离光耦u1的输出端电连接有上拉电阻r1。
18.进一步地，所述高速光电隔离光耦u1的输出端电连接有滤波电容c1。
19.与现有技术相比，本实用新型提供的一种用于电流过流信号采样保护电路具有以下优点：1、电路原理简单易懂。电路应用简单，所需元器件少。巧妙利用三极管的pn结特性结合采样电阻欧姆定律，能做到快速响应信号输出。把电流信号合理转换成电平信号。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例提供的一种用于电流过流信号采样保护电路的电路图。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
23.以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。
24.参照图1所示，为本实用新型提供较佳实施例。
25.一种用于电流过流信号采样保护电路，包括：
26.电流采样电阻单元，用于采样电流采样电阻单元的对地电压；
27.限流滤波单元，用于对电流采样电阻单元输出的电信号进行限流滤波作用；
28.电平转换单元，电平转换单元包括npn型三极管q1，npn型三极管q1与电流采样电阻单元电连接，npn型三极管q1与限流滤波单元电连接；
29.高速光电隔离光耦单元。
30.进一步地，电流采样电阻单元包括采样电阻r4。
31.进一步地，限流滤波单元包括限流电阻r3以及滤波电容c3；限流电阻r3 的第一端与采样电阻r4的端部电连接，限流电阻r3的第二端与滤波电容c3 电连接。
32.进一步地，npn型三极管q1与限流电阻r3相连接，npn型三极管q1还与滤波电容c3相连接。
33.进一步地，采样保护电路还包括限流电阻r2，限流电阻r2与npn型三极管q1的集电极引脚电连接。
34.进一步地，采样保护电路还包括滤波电容c2，滤波电容c2与npn型三极管q1的集电极引脚电连接。
35.进一步地，高速光电隔离光耦单元包括高速光电隔离光耦u1，高速光电隔离光耦u1包括输入端和输出端，高速光电隔离光耦u1的输入端与限流电阻r2 电连接。
36.进一步地，高速光电隔离光耦u1的输出端电连接有上拉电阻r1。
37.进一步地，高速光电隔离光耦u1的输出端电连接有滤波电容c1。
38.该电流过流信号采样保护电路的工作原理如下：
39.当电流流过采样电阻r4，其采样电阻r4两端对地产生压差，根据欧姆定律u＝i*r公式代入，采样电阻r4与当前流过采样电阻r4的电流的乘积得出当前采样电阻r4的对地电压。采样电阻r4的对地电压通过限流电阻r3，通过滤波电容c3滤波输入npn型三极管q1的b基极，且利用三极管的pn结特性约 0.7v正向压降导通特性。利用其特性钳位于0.7v导通npn型三极管q1。
40.当采样电阻r4对地电压＜0.7v，通过滤波电容c3滤波输入npn型三极管 q1的b基极，npn型三极管q1处于截止态。npn型三极管q1的集电极发射极不导通。npn型三极管q1相连滤波电容c2，相连限流电阻r2,高速光电隔离光耦的输入端的光电二极管不导通。高速光电隔离光耦的输出端的光敏二极管不导通，高速光电隔离光耦输出端的npn型三极管截止态，高速光电隔离光耦输出端输出高电平。
41.当采样电阻r4对地电压＞0.7v，通过滤波电容c3滤波输入npn型三极管 q1的b基极，npn型三极管q1处于放大态。npn型三极管q1的集电极发射极导通。npn型三极管q1相连滤波电容c2，相连限流电阻r2,高速光电隔离光耦的输入端的光电二极管导通发光。高速光电隔离光耦的输出端的光敏二极管导通，高速光电隔离光耦输出端的npn型三极管放大态导通，高速光电隔离光耦输出端输出低电平。
42.本实用新型提供的一种用于电流过流信号采样保护电路具有以下优点：电路原理简单易懂。电路应用简单，所需元器件少。巧妙利用三极管的pn结特性结合采样电阻欧姆定律，能做到快速响应信号输出。把电流信号合理转换成电平信号。
43.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
44.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，
这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
47.上述实施方式仅为本技术的优选实施方式，不能以此来限定本技术保护的范围，本领域的技术人员在本技术的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本技术所要求保护的范围。