CN101699684B - 地刷电机堵转的控制保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地刷电机堵转的控制保护电路，至少包括电机供电电路、电流取样电路、继电器驱动电路和电源电路；所述继电器驱动电路包括继电器和与继电器串联连接的可控硅；电路还进一步包括电流取样电路，继电器的常闭触点连接在电机供电电路和供电电源之间，所述可控硅的控制极与电流取样电路的电压输出端相连。采用本发明的地刷电机堵转的控制保护电路的用电器工作稳定，使用安全，在电机堵转后迅速停止，响应速度快，精度高。

Description

地刷电机堵转的控制保护电路

技术领域

本发明涉及一种地刷电机堵转的控制保护电路。

背景技术

吸尘器是很常用的一种家用电器，吸尘机的电机带动地刷工作，将灰尘、碎屑等吸入吸尘器内，由于吸尘器常常会吸入头发等污物，容易造成地刷电机堵转，若发生地刷电机堵转而不切断电源，将极有可能烧毁电机，造成较大的损失，并存在安全隐患。因此，需要监控地刷电机的运行状态，在堵转时及时切断供电电路，从而保证地刷电机和使用人员的安全。

专利号为200820092288.X的实用新型专利《用于家电控制器的电机堵转检测电路》公开了一种电机堵转测试电路，采用双向可控硅加光电耦合器的电路来实现检测。采用双向可控硅的电路虽然简单，但在实际运用中，检测精度不高，响应速度慢，而且当供电电压不稳、电压变化范围大时，在高、低两极限电压峰值时电机工作不稳定，容易失控。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种电机堵转的控制保护电路，在堵转后响应速度快、精度高、电机工作稳定安全。

本发明的技术方案是：一种地刷电机堵转的控制保护电路，至少包括电机供电电路、继电器驱动电路和电源电路；其中所述继电器驱动电路包括继电器和与继电器串联连接的可控硅。

本发明的更详细的技术方案是：

该电路进一步包括电流取样电路，继电器的常闭触点连接在电机供电电路和供电电源之间，所述可控硅的控制极与电流取样电路的电压输出端相连。

所述电流取样电路包括取样电阻，取样电阻的两端并联有二极管、可调电阻和若干分压电阻组成的串联电路，其中一个分压电阻上并联滤波电容，所述滤波电容的正极是电流取样电路的电压输出端。

该保护电路更进一步还包括含有电机正常指示灯、堵转停止指示灯的工作指示电路。

更进一步的，所述电源电路并联在电流取样电路和电机供电电路组成的串联电路的两端，包括依次串联的二极管、电阻和极性电容，所述极性电容分别并联在继电器驱动电路和工作指示电路的两端。

所述工作指示电路中的电机正常指示灯和堵转停止指示灯的正极通过电阻连接所述极性电容的正极，堵转停止指示灯的负极通过二极管连接继电器和可控硅的共接端，电机正常指示灯的负极通过电阻连接极性电容的负极。

更进一步的，所述电机正常指示灯和堵转停止指示灯是一个集成的双色灯。

所述电机供电电路包括全波桥式整流电路和若干电感、电容组成的滤波电路。

本发明的优点是：一旦电机堵转，电流等于或大于堵停电流值时，电流取样电路将监控的电流信息转化成电压信息，其输出电压等于或大于继电器驱动电路中可控硅的控制端的导通电压，可控硅便导通，从而使继电器的常闭触点断开，电机断电。经过实验证明，采用本发明的地刷电机堵转控制保护电路的用电器工作稳定，在地刷电机堵转后迅速停止，响应速度快，精度高，保证了电机的使用安全，并延长了其使用寿命。采用的继电器，具有寿命长的优点，而且即使可控硅被击穿，继电器也能断开电路，从而保证整个控制保护电路良好的可靠性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的地刷电机堵转的控制保护电路的原理示意图；

图2为本发明的地刷电机堵转的控制保护电路的电路原理图；

其中：1电机供电电路；2电流取样电路；3继电器驱动电路；4工作指示电路；5电源电路；6电机。

具体实施方式

实施例：如图1所示，本实施例的地刷电机堵转的控制保护电路包括电机供电电路1、电流取样电路2、继电器驱动电路3、工作指示电路4和电源电路5。电机供电电路1和电流取样电路2串联，然后一起和电源电路5并联在交流电路中。

如图2所示，电机供电电路1包括全波桥式整流电路KB1和若干电感、电容组成的滤波电路，本实施例中，滤波电路包括串联在电机两端的电感L1、L2以及和电机6并联的电容C3。全波桥式整流电路KB1包括4个二极管，由两组包括两个串联二极管的子电路并联构成，子电路的两端连接滤波电路中的电感，子电路中两个二极管的连接点分别连接到供电电源的两极上。本实施例中采用额定电压120V，频率60Hz的交流电源。经过全波整流和滤波，输出一组脉动的直流电压驱动电机6工作。

继电器驱动电路3包括串联的继电器J1和可控硅TR1，反向续流二极管D2并联在继电器J1的两端。可控硅TR1可以采用单向可控硅、双向可控硅或者其他形式的可控硅，在本实施例中，采用简单、便宜的单向可控硅。反向续流二极管D2的正极连接可控硅TR1的阳极和继电器的一端，反向续流二极管D2的负极连接继电器的另外一端，并连接电源电路5的电压输出端，可控硅TR1的控制极连接电流取样电路2的电压输出端，当控制级上的正向电压达到一定值时，可控硅TR1导通，从而使继电器J1吸合，连接在电机供电电路1和供电电源之间的继电器J1的常闭触点J1-1断开，从而电机供电电路1与供电电源断开，电机断电。

电流取样电路2包括取样电阻R6、整流二极管D3、分压电阻R4和R5、可调电阻RW和滤波电容C2。其中，整流二极管D3、分压电阻R4、可调电阻RW和分压电阻R5依次串联，然后再和电阻R6并联，R5的两端并联滤波电容C2。滤波电容C2的正极是电流取样电路2的电压输出端。由于取样电阻R6和电机供电电路串联，电机的工作电流流经R6时会在其两端产生一个电压降，电机工作电流越大，电压降越大。电流经过二极管D3整流，电容C2滤波，得到一个正比于电机工作电流的直流电压，R4、R5和可调电阻RW可以用来设定地刷电机堵转的电压阈值，使此地刷电机堵转并达到堵停电流值时，电流取样电路2的输出电压正好达到地刷电机堵转的电压阈值，并且等于继电器驱动电路中可控硅的控制极的导通电压。当电机堵转等于或大于堵停电流值时，电流取样电路2的输出电压等于或大于继电器驱动电路中可控硅TR1的控制极的导通电压，可控硅TR1便导通。

电源电路5包括依次串联的二极管D1、电阻R2和极性电容C1，电阻R2的一端连接二极管D1的负极，另一端连接极性电容C1的正极，极性电容C1的正极和负极分别并联在继电器驱动电路3和工作指示电路4上，极性电容C1的正极即是电源电路5的电压输出端。二极管D1用于电流整流，电阻R2的取值由电源电压和继电器的动作电压值决定。

工作指示电路4包括电机正常指示灯G、堵转停止指示灯R、若干电阻和二极管。工作指示电路4的电阻R1的一端连接电源电路5的电压输出端，即极性电容C1的正极，另一端连接电机正常指示灯G和堵转停止指示灯R的正极，堵转停止指示灯R的负极通过一个二极管D4连接继电器和可控硅的共接端，电机正常指示灯G通过电阻R3连接电源电路5的极性电容C1的负极。电机正常指示灯G和堵转停止指示灯R可以是分立的两个灯，采用发光二极管，也可以是一个集成的双色灯。当电机正常工作时，电机正常指示灯G两端为正向电压，灯亮，堵转停止指示灯R两端为反向电压，灯不亮，当地刷电机堵转，继电器切断供电后，堵转停止指示灯R两端为正向电压，灯亮。

电机供电电路1和供电电源之间的继电器的常闭触点J1-1在通常情况下保持关闭，供电电源给电机供电电路1供电，电机正常工作。电流取样电路2从电机供电电路1中得到电机的工作电流，通过取样电阻R6将输入电流信息转化成电压信息，其电压输出端连接继电器驱动电路3中可控硅的控制极，当电机工作电流达到堵停电流值时，电流取样电路2电压输出端输出的电压信号达到可控硅的导通电压，可控硅TR1导通，继电器J1吸合，常闭触点J1-1断开，使电机供电电路1与供电电源断开，电机停止工作，从而使电机得到有效保护。

当地刷电机堵转，该保护线路通过继电器切断电机的电源后，用户将该用电器断电，可控硅TR1阴、阳极上的正向电压消失，可控硅TR1关断。当堵转故障排除后，再插上电时，地刷电机即可正常工作。

以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及说明书内容所作的简单的变换，皆应仍属于本发明覆盖的保护范围。

Claims (6)

1.一种地刷电机堵转的控制保护电路，其特征在于：至少包括电机供电电路(1)、继电器驱动电路(3)、和向继电器驱动电路(3)提供电源的电源电路(5)；其中所述继电器驱动电路(3)包括继电器(J1)和与继电器(J1)串联连接的可控硅(TR1)还包括与电机供电电路(1)相连并取样的电流取样电路(2)，继电器(J1)的常闭触点(J1-1)连接在电机供电电路(1)和供电电源之间，所述可控硅(TR1)的控制极与电流取样电路(2)的电压输出端相连；所述电流取样电路(2)包括取样电阻(R6)，取样电阻(R6)的两端并联有二极管(D3)、可调电阻和若干分压电阻组成的串联电路，其中一个分压电阻(R5)上并联滤波电容(C2)，所述滤波电容(C2)的正极是电流取样电路(2)的电压输出端。

2.根据权利要求1中所述的地刷电机堵转的控制保护电路，其特征在于：该保护电路还包括含有电机正常指示灯(G)、堵转停止指示灯(R)的工作指示电路(4)。

3.根据权利要求2中所述的地刷电机堵转的控制保护电路，其特征在于：所述电源电路(5)并联在电流取样电路(2)和电机供电电路(1)组成的串联电路的两端，包括依次串联的二极管(D1)、电阻(R2)和极性电容(C1)，所述极性电容(C1)分别并联在继电器驱动电路(3)和工作指示电路(4)的两端。

4.根据权利要求3中所述的地刷电机堵转的控制保护电路，其特征在于：所述工作指示电路(4)中的电机正常指示灯(G)和堵转停止指示灯(R)的正极通过电阻(R1)连接所述极性电容(C1)的正极，堵转停止指示灯(R)的负极通过二极管(D4)连接继电器(J1)和可控硅(TR1)的共接端，电机正常指示灯(G)的负极通过电阻(R3)连接极性电容(C1)的负极。

5.根据权利要求4中所述的地刷电机堵转的控制保护电路，其特征在于：所述电机正常指示灯(G)和堵转停止指示灯(R)是一个集成的双色灯。

6.根据权利要求1中所述的地刷电机堵转的控制保护电路，其特征在于：所述电机供电电路(1)包括全波桥式整流电路(KB1)和若干电感、电容组成的滤波电路。

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