CN106655926B - 一种直流电机控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直流电机控制器，包括发出电机控制信号的控制信号输入模块和供电模块、针对驱动电压的输出进行闭环反馈的驱动电压反馈模块、对输入信号及反馈信号进行计算处理的控制模块、对控制模块输出的电压信号进行处理与保护的电机驱动输出模块，供电模块给其它模块进行供电，驱动电压反馈模块分别与控制信号输入模块、控制模块和电机驱动输出模块信号连接。此款直流电机控制器有效抑制高频PWM导致电机具有明显的电磁干扰以及对其他控制造成干扰，可在电机全运行范围内无极调速，能使电机转速控制更加平稳、转速控制更加精确、误差控制较好，能实时调整负载变化而引起的波动，实时反馈控制信号，控制简单、方便、可靠。

Description

一种直流电机控制器
技术领域
本发明涉及一种直流电机控制器，特别是一种可适用于电动控制调节水阀中电机等的控制器。
背景技术
直流电机广泛应用于多种家用电器中，例如用作饮水设备的电控调节阀的驱动装置、空调出风口电动调节的驱动装置等等，但是，目前的直流电机一般通过PWM直接控制，其对直流电机的干扰严重，造成直流电机转速控制不准确、转角也不准确、运行不平稳等不足，严重影响家用电器等行业的发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、合理，控制可靠、精度高的直流电机控制器。
本发明的目的是这样实现的：
一种直流电机控制器，包括发出电机控制信号的控制信号输入模块和供电模块，其特征是，还包括针对驱动电压的输出进行闭环反馈的驱动电压反馈模块、对输入信号及反馈信号进行计算处理的控制模块、对控制模块输出的电压信号进行处理与保护的电机驱动输出模块，供电模块给其它模块进行供电，驱动电压反馈模块分别与控制信号输入模块、控制模块和电机驱动输出模块信号连接。驱动电压反馈模块主要是针对驱动电压的输出闭环反馈，目的是使电机控制电压更好稳定以及形成闭环控制。电机驱动输出模块主要是对控制模块输出的电压信号进行处理与保护，使电机控制更加平稳、精确。
本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：
作为更具体的方案，所述驱动电压反馈模块由相互信号连接的驱动电压信号处理模块和驱动电压阻容模块构成，驱动电压信号处理模块分别与控制信号输入模块和控制模块信号连接，驱动电压阻容模块与电机驱动输出模块信号连接。
所述驱动电压信号处理模块包括运算放大器、第二电容、第一二极管和第三电阻，运算放大器的同相输入端与控制信号输入模块电性连接，运算放大器的反相输入端与驱动电压阻容模块电性连接，运算放大器的同相输入端与输出端之间连接有所述第二电容，运算放大器的输出端还通过与所述第一二极管和第三电阻串联后分别与控制模块和驱动电压阻容模块电性连接。
所述驱动电压阻容模块包括两组电阻组，两组电阻组的一端共同与电机驱动输出模块电性连接，两组电阻组的另一端共同接地；其中一组电阻组由第四电阻和第五电阻串联，第四电阻和第五电阻的连接端与所述运算放大器的反相输入端电性连接，另一组电阻组由第六电阻和第七电阻串联，第六电阻和第七电阻的连接端与驱动电压信号处理模块连接控制模块的一端电性连接；所述第七电阻两端之间连接有第三电容。
所述控制信号输入模块为PWM信号输入模块或直流信号输入模块。
所述控制模块设有DC-DC开关稳压器以及具有电压调整功能的集成IC，主要是实现对输入信号以及反馈信号的计算处理。。
所述电机驱动输出模块设有驱动输入端和驱动输出端，驱动输入端与控制模块电性连接，驱动输出端分别与直流电机和驱动电压阻容模块电性连接。
所述直流电机为有刷直流电机、无刷直流电机或具有电压控制特性的直流电机。
所述供电模块与控制模块电性连接，供电模块向控制模块供电、并通过控制模块向其它模块及直流电机供电。
所述控制信号输入模块设有第一电阻、第二电阻和第一电容；所述电机驱动输出模块设有电感、第二二极管、第三二极管、电解电容和第四电容。
本发明的有益效果如下：
此款直流电机控制器有效抑制高频PWM导致电机具有明显的电磁干扰以及对其他控制造成干扰，可在电机全运行范围内无极调速，能使电机转速控制更加平稳、转速控制更加精确、误差控制较好，能实时调整负载变化而引起的波动，实时反馈控制信号，控制简单、方便、可靠。
附图说明
图1为本发明一实施例电路原理图。
实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
参见图1，一种直流电机控制器，包括发出电机控制信号的控制信号输入模块1、供电模块5、针对驱动电压的输出进行闭环反馈的驱动电压反馈模块10、对输入信号及反馈信号进行计算处理的控制模块4、对控制模块4输出的电压信号进行处理与保护的电机驱动输出模块6，供电模块5给其它模块进行供电，驱动电压反馈模块10分别与控制信号输入模块1、控制模块4和电机驱动输出模块6信号连接。
所述驱动电压反馈模块10由相互信号连接的驱动电压信号处理模块2和驱动电压阻容模块3构成，驱动电压信号处理模块2分别与控制信号输入模块1和控制模块4信号连接，驱动电压阻容模块3与电机驱动输出模块6信号连接。
所述驱动电压信号处理模块2包括运算放大器OP1、第二电容C2、第一二极管D1和第三电阻R3，运算放大器OP1的同相输入端与控制信号输入模块1电性连接，运算放大器OP1的反相输入端与驱动电压阻容模块3电性连接，运算放大器OP1的同相输入端与输出端之间连接有所述第二电容C2，运算放大器OP1的输出端还通过与所述第一二极管D1和第三电阻R3串联后分别与控制模块4和驱动电压阻容模块3电性连接。
所述驱动电压阻容模块3包括两组电阻组，两组电阻组的一端共同与电机驱动输出模块6电性连接，两组电阻组的另一端共同接地；其中一组电阻组由第四电阻R4和第五电阻R5串联，第四电阻R4和第五电阻R5的连接端与所述运算放大器OP1的反相输入端电性连接，另一组电阻组由第六电阻R6和第七电阻R7串联，第六电阻R6和第七电阻R7的连接端与驱动电压信号处理模块2连接控制模块4的一端电性连接；所述第七电阻R7两端之间连接有第三电容C3。
所述控制信号输入模块1为PWM信号输入模块或直流信号输入模块（本实施例采用PWM信号输入模块）。
所述控制模块4设有DC-DC开关稳压器以及具有电压调整功能的集成IC。
所述电机驱动输出模块6设有驱动输入端和驱动输出端，驱动输入端与控制模块4电性连接，驱动输出端分别与直流电机7和驱动电压阻容模块3电性连接。
所述直流电机7为有刷直流电机、无刷直流电机或具有电压控制特性的直流电机。
所述供电模块5与控制模块4电性连接，供电模块5向控制模块4供电、并通过控制模块4向其它模块及直流电机7供电。
所述控制信号输入模块1设有第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1；所述电机驱动输出模块6设有电感L1、第二二极管D2、第三二极管D3、电解电容E1和第四电容C4。

Claims (6)

1.一种直流电机控制器，包括发出电机控制信号的控制信号输入模块（1）和供电模块（5），其特征是，还包括针对驱动电压的输出进行闭环反馈的驱动电压反馈模块（10）、对输入信号及反馈信号进行计算处理的控制模块（4）、对控制模块（4）输出的电压信号进行处理与保护的电机驱动输出模块（6），所述供电模块（5）与控制模块（4）电性连接，供电模块（5）向控制模块（4）供电，
驱动电压反馈模块（10）分别与控制信号输入模块（1）、控制模块（4）和电机驱动输出模块（6）信号连接；
所述驱动电压反馈模块（10）由相互信号连接的驱动电压信号处理模块（2）和驱动电压阻容模块（3）构成，驱动电压信号处理模块（2）分别与控制信号输入模块（1）和控制模块（4）信号连接，驱动电压阻容模块（3）与电机驱动输出模块（6）信号连接；
所述驱动电压信号处理模块（2）包括运算放大器（OP1）、第二电容（C2）、第一二极管（D1）和第三电阻（R3），运算放大器（OP1）的同相输入端与控制信号输入模块（1）电性连接，运算放大器（OP1）的反相输入端与驱动电压阻容模块（3）电性连接，运算放大器（OP1）的同相输入端与输出端之间连接有所述第二电容（C2），运算放大器（OP1）的输出端还通过与所述第一二极管（D1）和第三电阻（R3）串联后分别与控制模块（4）和驱动电压阻容模块（3）电性连接；
所述驱动电压阻容模块（3）包括两组电阻组，两组电阻组的一端共同与电机驱动输出模块（6）电性连接，两组电阻组的另一端共同接地；其中一组电阻组由第四电阻（R4）和第五电阻（R5）串联，第四电阻（R4）和第五电阻（R5）的连接端与所述运算放大器（OP1）的反相输入端电性连接，另一组电阻组由第六电阻（R6）和第七电阻（R7）串联，第六电阻（R6）和第七电阻（R7）的连接端与驱动电压信号处理模块（2）连接控制模块（4）的一端电性连接；所述第七电阻（R7）两端之间连接有第三电容（C3）。
2.根据权利要求1所述直流电机控制器，其特征是，所述控制信号输入模块（1）为PWM信号输入模块或直流信号输入模块。
3.根据权利要求1所述直流电机控制器，其特征是，所述控制模块（4）设有DC-DC开关稳压器以及具有电压调整功能的集成IC。
4.根据权利要求1所述直流电机控制器，其特征是，所述电机驱动输出模块（6）设有驱动输入端和驱动输出端，驱动输入端与控制模块（4）电性连接，驱动输出端分别与直流电机（7）和驱动电压阻容模块（3）电性连接。
5.根据权利要求4所述直流电机控制器，其特征是，所述直流电机（7）为有刷直流电机、无刷直流电机或具有电压控制特性的直流电机。
6.根据权利要求1所述直流电机控制器，其特征是，所述控制信号输入模块（1）设有第一电阻（R1）、第二电阻（R2）和第一电容（C1）；所述电机驱动输出模块（6）设有电感（L1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、电解电容（E1）和第四电容（C4）。
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