CN102340269A - 直流电机正反转控制电路结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直流电机正反转控制电路结构，其上位机单元、单片机单元、正反转控制电路单元、电源单元、过流保护单元和直流电机，上位机单元连接单片机单元，单片机单元还通过正反转控制电路单元连接直流电机，所述的电源单元连接正反转控制电路单元，过流保护单元分别连接直流电机、正反转控制电路单元和单片机单元。其中，正反转控制电路单元利用场效应管和正温度系数热敏电阻组合实现直流电机正反转驱动，从而可以快速有效地实现对于直流电机正反转控制，并且相较于现有技术中的正反转控制电路能够大幅降低正反向驱动控制线路的成本，提升产品竞争力，且本发明的直流电机正反转控制电路结构简单，应用范围广泛。

Description

直流电机正反转控制电路结构
技术领域
本发明涉及直流电机技术领域，特别涉及直流电机正反转驱动控制技术领域，具体是指一种直流电机正反转控制电路结构。
背景技术
随着电机制造技术的日益成熟，操作简单、控制便捷的直流电机被越来越多的应用到各行各业中，对直流电机驱动线路的设计受到了越来越多的关注。直流电机具有直流供电、调速平滑、快捷、调速范围广等特点。利用直流电机正反向转动，实现系统控制的方法被大量加入到各种电器产品中。所以非常有必要对直流电机驱动控制线路的成本进行必要的控制，以保证产品的整体成本下降，从而使产品在市场竞争中占据有利的位置。
现有技术中的新型的直流电机正反转驱动控制方法主要采用包括直流电机正反向控制器、上位机指令单元、MCU控制单元、过流保护单元等元件。其中，直流电机的正反向驱动控制主要采用场效应管或继电器来实现，其驱动线路需要4个场效应管或者继电器，在成本上难以控制。为此需要一种新型的直流电机正反向驱动控制装置，在实现直流电机正反转驱动控制功能的同时，降低驱动线路的成本，从而为最终的产品在价格上获取更大的竞争优势。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够简单快捷地实现直流电机的正反转驱动，同时有效控制驱动线路的成本，提升产品竞争力，且结构简单，应用范围广泛的直流电机正反转控制电路结构。
为了实现上述的目的，本发明的直流电机正反转控制电路结构具有如下构成：
其包括上位机单元、单片机单元、正反转控制电路单元、电源单元、过流保护单元和直流电机，所述的上位机单元连接所述的单片机单元，所述的单片机单元还通过所述的正反转控制电路单元连接直流电机，所述的电源单元连接所述的正反转控制电路单元，所述的过流保护单元分别连接所述的直流电机、正反转控制电路单元和单片机单元。
该直流电机正反转控制电路结构中，所述的正反转控制电路包括正转电源端、正转驱动端、反转电源端和反转驱动端，所述的正转电源端和反转电源端均连接所述的电源单元，并分别连接于所述的直流电机的两侧，所述的正转驱动端连接于所述的正转电源端与直流电机之间，所述的反转驱动端连接于所述的反转电源端与直流电机之间，所述的正转驱动端和反转驱动端均连接所述的单片机，所述的正反转控制电路还包括第二运行子电路和第一运行子电路，所述的第二运行子电路的一端连接于所述的直流电机和反转电源端之间，其另一端接地，所述的第一运行子电路的一端连接于所述的直流电机和正转电源端之间，其另一端接地。
该直流电机正反转控制电路结构中，所述的第二运行子电路包括第二正温度系数热敏电阻和第二场效应晶体管，所述的第二正温度系数热敏电阻连接于所述的第二场效应晶体管的源极与栅极之间，所述的第二场效应晶体管的栅极连通其漏极，所述的第二正温度系数热敏电阻的一端还连接于所述的直流电机和反转电源端之间，该第二正温度系数热敏电阻的另一端连接接地端。
该直流电机正反转控制电路结构中，所述的第二运行子电路还包括第二电流检测电阻，所述的第二电流检测电阻串接于所述的第二正温度系数热敏电阻和接地端之间，所述的过流保护单元具有一电流信号输入端，所述的电流信号输入端连接于所述的第二电流检测电阻和第二正温度系数热敏电阻之间的正转电流检测位置。
该直流电机正反转控制电路结构中，所述的第一运行子电路均包括第一正温度系数热敏电阻和第一场效应晶体管，所述的第一正温度系数热敏电阻连接于所述的第一场效应晶体管的源极与栅极之间，所述的第一场效应晶体管的栅极连通其漏极，所述的第一正温度系数热敏电阻的一端还连接于所述的直流电机和正转电源端之间，该第一正温度系数热敏电阻的另一端连接接地端。
该直流电机正反转控制电路结构中，所述的第一运行子电路均包括第一电流检测电阻，所述的第一电流检测电阻串接于所述的第一正温度系数热敏电阻和接地端之间，所述的过流保护单元具有一电流信号输入端，所述的电流信号输入端连接于所述的第一电流检测电阻和第一正温度系数热敏电阻之间的反转电流检测位置。
采用了该发明的直流电机正反转控制电路结构，其包括电源单元、直流电机单元、正反转控制电路单元、MCU单元、上位机单元和过流保护单元。上位机单元发送转动方向信号给MCU单元；MCU单元根据转动方向信号对正反转控制电路单元发出驱动信号；直流电机单元根据正反转控制电路单元获得的驱动信号实现正转或反转；过流保护单元监测电流信号并将其反馈给上位机单元。其中，正反转控制电路单元利用场效应管和正温度系数热敏电阻组合实现直流电机正反转驱动，从而可以快速有效地实现对于直流电机正反转控制，并且相较于现有技术中的正反转控制电路能够大幅降低正反向驱动控制线路的成本，提升产品竞争力，且本发明的直流电机正反转控制电路结构的结构简单，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明的直流电机正反转控制电路结构的结构示意图。
图2为本发明的直流电机正反转控制电路结构中的正反转控制电路单元的电路图。
图3为采用本发明的直流电机正反转控制电路结构进行直流电机正转驱动的流程图。
图4为采用本发明的直流电机正反转控制电路结构进行直流电机反转驱动的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1所示，为本发明的直流电机正反转控制电路结构的结构示意图。
在一种实施方式中，本发明的直流电机正反转控制电路结构包括上位机单元、单片机单元、正反转控制电路单元、电源单元、过流保护单元和直流电机，所述的上位机单元连接所述的单片机单元，所述的单片机单元还通过所述的正反转控制电路单元连接直流电机，所述的电源单元连接所述的正反转控制电路单元，所述的过流保护单元分别连接所述的直流电机、正反转控制电路单元和单片机单元。
如图2所示，在该实施方式的直流电机正反转控制电路结构中，所述的正反转控制电路包括正转电源端、正转驱动端、反转电源端和反转驱动端，所述的正转电源端和反转电源端均连接所述的电源单元，并分别连接于所述的直流电机的两侧，所述的正转驱动端连接于所述的正转电源端与直流电机之间，所述的反转驱动端连接于所述的反转电源端与直流电机之间，所述的正转驱动端和反转驱动端均连接所述的单片机，所述的正反转控制电路还包括第二运行子电路和第一运行子电路，所述的第二运行子电路的一端连接于所述的直流电机和反转电源端之间，其另一端接地，所述的第一运行子电路的一端连接于所述的直流电机和正转电源端之间，其另一端接地。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，所述的第二运行子电路包括第二正温度系数热敏电阻PTC2和第二场效应晶体管Q4，所述的第二正温度系数热敏电阻PTC2连接于所述的第二场效应晶体管Q4的源极与栅极之间，所述的第二场效应晶体管Q4的栅极连通其漏极，所述的第二正温度系数热敏电阻PTC2的一端还连接于所述的直流电机和反转电源端之间，该第二正温度系数热敏电阻PTC2的另一端连接接地端。所述的第一运行子电路均包括第一正温度系数热敏电阻PTC1和第一场效应晶体管Q3，所述的第一正温度系数热敏电阻PTC1连接于所述的第一场效应晶体管Q3的源极与栅极之间，所述的第一场效应晶体管Q3的栅极连通其漏极，所述的第一正温度系数热敏电阻PTC1的一端还连接于所述的直流电机和正转电源端之间，该第一正温度系数热敏电阻PTC1的另一端连接接地端。
在进一步优选的实施方式中，所述的第二运行子电路还包括第二电流检测电阻R5，所述的第二电流检测电阻R5串接于所述的第二正温度系数热敏电阻PTC2和接地端之间，所述的过流保护单元具有一电流信号输入端，所述的电流信号输入端连接于所述的第二电流检测电阻R5和第二正温度系数热敏电阻PTC2之间的正转电流检测位置。所述的第一运行子电路均包括第一电流检测电阻R4，所述的第一电流检测电阻R4串接于所述的第一正温度系数热敏电阻PTC1和接地端之间，所述的过流保护单元具有一电流信号输入端，所述的电流信号输入端连接于所述的第一电流检测电阻R4和第一正温度系数热敏电阻PTC1之间的反转电流检测位置。
在本发明的应用中，采用本发明的直流电机正反转控制电路结构进行直流电机正反转驱动控制的方法，如图3和4所示，具体包括以下步骤：
1、上位机指令
主要发送直流电机转动方向信号给MCU单元。通过上位机设置参数，并根据实际的功能需求发送转动方向信号给MCU单元。
2、MCU驱动控制
主要根据转动方向信号输出相应的直流电机驱动信号。
(1)正向驱动
MCU单元根据上位机给出的正向转动方向指令，对直流电机发出正向驱动信号，如图2所示，正转驱动端Drive1启动、反转驱动端Drive2关闭。此时第一正温度系数热敏电阻PTC1过流断开，第二正温度系数热敏电阻PTC2由于回路中有电机的内阻存在，所以正常工作。第一正温度系数热敏电阻PTC1断开后，第一运行子电路(线路A)启动，维持第一正温度系数热敏电阻PTC1两端电压，使第一正温度系数热敏电阻PTC1始终处于断开状态。关闭第一电流检测电阻R4两端的反转电流检测信号I_Signal1，只检测第二电流检测电阻R5两端的正转电流检测信号I_Signal2，检测直流电机正向转动时的电流大小。
(2)反向驱动
MCU单元根据上位机给出的反向转动方向指令，对直流电机发出反向驱动信号，如图2所示，正转驱动端Drive1关闭、反转驱动端Drive2启动。此时第二正温度系数热敏电阻PTC2过流断开，第一正温度系数热敏电阻PTC1由于回路中有电机的内阻存在，所以正常工作。第二正温度系数热敏电阻PTC2断开后，第二运行子电路(线路B)启动，维持第二正温度系数热敏电阻PTC2两端电压，使第二正温度系数热敏电阻PTC2始终处于断开状态。关闭第二电流检测电阻R5两端的正转电流检测信号I_Signal2，只检测第一电流检测电阻R4两端的反转电流检测信号I_Signal1，检测直流电机反向转动时的电流大小。
3、过流保护
检测直流电机转动时的电流大小。
直流电机正向转动时，过流保护单元检测正转电流检测信号I_Signal2的值，并发送给MCU单元。一旦过流，将及时封闭驱动输出并反馈给上位机单元。
直流电机反向转动时，过流保护单元检测反转电流检测信号I_Signal1的值，并发送给MCU单元。一旦过流，将及时封闭驱动输出并反馈给上位机单元。
采用了该发明的直流电机正反转控制电路结构，其上位机单元发送转动方向信号给MCU单元；MCU单元根据转动方向信号对正反转控制电路单元发出驱动信号；直流电机单元根据正反转控制电路单元获得的驱动信号实现正转或反转；过流保护单元监测电流信号并将其反馈给上位机单元。其中，正反转控制电路单元利用场效应管和正温度系数热敏电阻组合实现直流电机正反转驱动，从而可以快速有效地实现对于直流电机正反转控制，并且相较于现有技术中的正反转控制电路能够大幅降低正反向驱动控制线路的成本，提升产品竞争力，且本发明的直流电机正反转控制电路结构的结构简单，应用范围广泛。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种直流电机正反转控制电路结构，其特征在于，所述的直流电机正反转控制装置包括上位机单元、单片机单元、正反转控制电路单元、电源单元、过流保护单元和直流电机，所述的上位机单元连接所述的单片机单元，所述的单片机单元还通过所述的正反转控制电路单元连接直流电机，所述的电源单元连接所述的正反转控制电路单元，所述的过流保护单元分别连接所述的直流电机、正反转控制电路单元和单片机单元。
2.根据权利要求1所述的直流电机正反转控制电路结构，其特征在于，所述的正反转控制电路包括正转电源端、正转驱动端、反转电源端和反转驱动端，所述的正转电源端和反转电源端均连接所述的电源单元，并分别连接于所述的直流电机的两侧，所述的正转驱动端连接于所述的正转电源端与直流电机之间，所述的反转驱动端连接于所述的反转电源端与直流电机之间，所述的正转驱动端和反转驱动端均连接所述的单片机，所述的正反转控制电路还包括第二运行子电路和第一运行子电路，所述的第二运行子电路的一端连接于所述的直流电机和反转电源端之间，其另一端接地，所述的第一运行子电路的一端连接于所述的直流电机和正转电源端之间，其另一端接地。
3.根据权利要求2所述的直流电机正反转控制电路结构，其特征在于，所述的第二运行子电路包括第二正温度系数热敏电阻(PTC2)和第二场效应晶体管(Q4)，所述的第二正温度系数热敏电阻(PTC2)连接于所述的第二场效应晶体管(Q4)的源极与栅极之间，所述的第二场效应晶体管(Q4)的栅极连通其漏极，所述的第二正温度系数热敏电阻(PTC2)的一端还连接于所述的直流电机和反转电源端之间，该第二正温度系数热敏电阻(PTC2)的另一端连接接地端。
4.根据权利要求3所述的直流电机正反转控制电路结构，其特征在于，所述的第二运行子电路还包括第二电流检测电阻(R5)，所述的第二电流检测电阻(R5)串接于所述的第二正温度系数热敏电阻(PTC2)和接地端之间，所述的过流保护单元具有一电流信号输入端，所述的电流信号输入端连接于所述的第二电流检测电阻(R5)和第二正温度系数热敏电阻(PTC2)之间的正转电流检测位置。
5.根据权利要求2所述的直流电机正反转控制电路结构，其特征在于，所述的第一运行子电路均包括第一正温度系数热敏电阻(PTC1)和第一场效应晶体管(Q3)，所述的第一正温度系数热敏电阻(PTC1)连接于所述的第一场效应晶体管(Q3)的源极与栅极之间，所述的第一场效应晶体管(Q3)的栅极连通其漏极，所述的第一正温度系数热敏电阻(PTC1)的一端还连接于所述的直流电机和正转电源端之间，该第一正温度系数热敏电阻(PTC1)的另一端连接接地端。
6.根据权利要求5所述的直流电机正反转控制电路结构，其特征在于，所述的第一运行子电路均包括第一电流检测电阻(R4)，所述的第一电流检测电阻(R4)串接于所述的第一正温度系数热敏电阻(PTC1)和接地端之间，所述的过流保护单元具有一电流信号输入端，所述的电流信号输入端连接于所述的第一电流检测电阻(R4)和第一正温度系数热敏电阻(PTC1)之间的反转电流检测位置。
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