CN107196568A - 一种到位关断的直流电机控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种到位关断的直流电机控制电路，具体包括：死区电路、到位关断与显示电路、直通互锁保护电路、驱动电路、过流保护电路、功率主电路和或门。本发明实施例无需主控芯片和大体积的继电器，避免了复杂的控制电路和软件控制算法，降低了电路的体积和成本，采用保护电路实现电机控制信号的互锁，避免了电路过流，利用电机过流保护封锁驱动信号，保证电机本体和控制电路的安全，提高了可靠性。利用到位信号及时切断控制电路，保证电机可靠停止。

Description

一种到位关断的直流电机控制电路

技术领域

本发明涉及电路检测技术领域，尤其涉及一种到位关断的直流电机控制电路。

背景技术

直流电机因其结构简单、运行可靠、体积小、效率高、控制简单等优点而广泛应用于航空、航天、兵器、汽车、医疗等各个行业。随着永磁材料和电力电子器件的快速发展，直流电机的应用愈加广泛，小体积、高可靠、低成本的控制电路成为直流电机发展的关键。

现有的直流电机控制电路常采用两种方式：一种是由四个继电器构成桥式电路来实现电机的正转和反转，这种电路的优点是结构和控制简单，无需处理器芯片，缺点是开关次数有限，可靠性低，控制电路体积庞大，成本较高，并且电机功率越大，继电器体积越大，电路体积越大，成本越高。如果电机功率持续加大，继电器可能无法满足使用需求，需要过电流能力更大的接触器来实现，导致系统复杂。另一种是采用功率管构成桥式电路，利用主控芯片进行控制，这种电路的优点是控制方式灵活，缺点是主控芯片的存在导致控制电路复杂、成本高、体积较大。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种到位关断的直流电机控制电路，用以解决现有直流电机控制电路体积大、成本高、可靠性等技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:

在基于本发明的一个实施例中，提供了一种到位关断的直流电机控制电路，包括：

死区电路、到位关断与显示电路、直通互锁保护电路、驱动电路、过流保护电路、功率主电路和或门；其中电机正转信号SZ和电机反转信号SF分别接死区电路的第一输入端和第二输入端，死区电路的第一输出端和第二输出端分别与到位关断与显示电路的第一输入端和第二输入端连接，到位关断与显示电路的第一输出端和第二输出端分别与直通互锁保护电路的第一输入端和第二输入端连接，直通互锁保护电路的第一输出端和第二输出端分别与驱动电路的第一输入端和第二输入端连接，驱动电路的输出端与功率主电路的输入端连接，功率主电路的输出端与过流保护电路的输入端连接，过流保护电路的输出端、直通互锁保护电路的第三输出端分别与或门的两个输入端连接，或门的输出端与驱动电路的第三输入端连接。

在基于本发明电路的另一个实施例中，死区电路包括：

阻R1、R2，电容C1、C2，光耦U1，R1的一端和R2的一端分别为死区电路的第一输入端和第二输入端，电阻R₁的另一端分别与光耦U1的IN1+端、电容C₁的一端连接，电阻R₂的另一端分别与光耦U1的IN2+端、电容C₂的一端连接，电容C₁的另一端、电容C₂的另一端、光耦U1的IN1-端、光耦U1的IN2-端、光耦U1的O1-端、光耦U1的O2-端分别与地GND连接。光耦U1的O1+端为死区电路的第一输出端，光耦U1的O2+端为死区电路的第二输出端。

在基于本发明电路的另一个实施例中，到位关断与显示电路包括：正转到位开关SW1、反转到位开关SW2、电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R14、R19、R20，比较器U2、比较器U3、光耦U6、正转到位指示灯LM1、反转到位指示灯LM2，正转到位开关SW1和反转到位开关SW2均有“NC”、“NO”、“COM”三个触点，“NC”是常闭触点，“NO”是常开触点，“COM”是公共端；正转到位开关SW1的“NC”触点为到位关断与显示电路的第一输入端，反转到位开关SW2的“NC”触点为到位关断与显示电路的第二输入端，正转到位开关SW1的“NO”触点与电阻R3的一端、比较器U2的“+”输入端连接，反转到位开关SW2的“NO”触点与电阻R4的一端、比较器U3的“+”输入端连接，正转到位开关SW1的“COM”触点与电阻R7的一端连接，反转到位开关SW2的“COM”触点与电阻R10的一端连接，电阻R3的另一端、电阻R4的另一端分别与地GND连接，电阻R7的另一端与电源V+、电阻R5的一端连接，电阻R10的另一端与电源V+、电阻R8的一端连接，电阻R5的另一端分别与电阻R6的一端和比较器U2的“-”输入端连接，电阻R8的另一端分别与电阻R9的一端和比较器U3的“-”输入端连接，比较器U2的输出端分别与电阻R11、电阻R19的一端连接，比较器U3的输出端与电阻R14、电阻R20的一端连接，R11的另一端、R14的另一端分别与电源V+连接，比较器U2的电源正极VC和负极G分别与电源V+和地GND连接，比较器U3的电源正极VC和负极G分别与电源V+和地GND连接，电阻R19的另一端与光耦U6的IN1+端连接，电阻R20的另一端与光耦U6的IN2+端连接，光耦U6的IN1-、光耦U6的IN2-、光耦U6的O1-、光耦U6的O2-分别于地GND连接，光耦U6的O1+与正转到位指示灯LM1的一端连接，光耦U6的O2+与反转到位指示灯LM2的一端连接，正转到位指示灯LM1和反转到位指示灯LM2的另一端分别于电源VP+连接。SW1的“COM”触点为到位关断与显示电路的第一输出端，SW2的“COM”触点为到位关断与显示电路的第二输出端。

在基于本发明电路的另一个实施例中，直通互锁保护电路包括：电阻R12、R13、R15、R16、R17、R18，三极管K1、K2，与门U4；R13的一端和R16的一端分别为直通互锁保护电路的第一输入端和第二输入端，电阻R13的另一端分别与电阻R12的一端、三极管K1的基极连接，电阻R16的另一端分别与电阻R15的一端、三极管K2的基极连接，电阻R12的另一端与三极管K1的发射极、地GND连接，电阻R15的另一端与三极管K2的发射极、地GND连接，三极管K1的另一端分别与电阻R17的一端、与门U4的I1端连接，三极管K2的另一端分别与电阻R18的一端、与门U4的I2端连接，电阻R17和电阻R18的另一端分别于电源V+连接，与门U4的电源正极VC和负极G分别与电源V+和地GND连接，与门U4的I1端和与门U4的I2端分别为直通互锁保护电路的第一输出端和第二输出端，与门U4的输出端为直通互锁保护电路的第三输出端。

在基于本发明电路的另一个实施例中，驱动电路包括：半桥驱动芯片U7、U8，半桥驱动芯片U7的输入端H1和半桥驱动芯片U8的输入端H2分别为驱动电路的第一输入端和第二输入端，半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1与半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2连接，连接处为驱动电路的第三输入端，半桥驱动芯片U7的L1端和H1连接，半桥驱动芯片U8的L2端和H2连接，半桥驱动芯片U7的输出端G1、S1、G2、S2和半桥驱动芯片U8的输出端G3、S3、G4、S4，分别为驱动电路的八个输出端。

在基于本发明电路的另一个实施例中，功率主电路包括：功率主电路包括：功率管VT1、VT2、VT3、VT4，每个功率管均有“D”、“G”、“S”三个接线端；半桥驱动芯片U7的输出端G1与功率管VT1的“G”端连接，半桥驱动芯片U7的输出端S1与功率管VT1的“S”端、功率管VT4的“D”端、电机的一端连接，半桥驱动芯片U7的输出端G2与功率管VT2的“G”端连接，半桥驱动芯片U7的输出端S2端与功率管VT2的“S”端、功率管VT4的“S”端、半桥驱动芯片U8的输出端S4连接，该连接处为功率主电路的输出端，半桥驱动芯片U8的输出端G3与功率管VT3的“G”端连接，半桥驱动芯片U8的输出端S3与功率管VT3的“S”端、功率管VT2的“D”端、电机的一端连接，半桥驱动芯片U8的输出端G4与功率管VT4的“G”端连接。

在基于本发明电路的另一个实施例中，过流保护电路包括：电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、电容C3、比较器U9；电阻R26的一端为过流保护电路的输入端，R26的一端与R23的一端连接，R26的另一端分别与地GND、电阻R22的一端、电阻R24的一端、电容C3的一端连接，R22的另一端分别与R23的另一端、C3的另一端、比较器U9的“+”输入端连接，R24的另一端分别与R25的一端、比较器U9的“-”输入端连接，R25的另一端与电源V+连接，比较器U9的电源正极VC和负极G分别与电源V+和GND连接，比较器U9的输出端与电阻R21的一端连接，R21的另一端与电源V+连接。U9的输出端为过流保护电路的输出端。

在基于本发明电路的另一个实施例中，或门U5的输入端I1与U4的输出端连接，U5的输入端I2分别与R21的一端、U9的输出端连接，U5的输出端O1分别与半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1、半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2连接。

在基于本发明电路的另一个实施例中，当电机正常运行时，电阻R₁、电容C₁、电阻R₂、电阻C₂满足R₂×C₂-R₁×C₁＝1ms。

本发明有益效果如下：

本发明实施例无需主控芯片和大体积的继电器，避免了复杂的控制电路和软件控制算法，降低了电路的体积和成本，采用保护电路实现电机控制信号的互锁，避免了电路过流，利用电机过流保护封锁驱动信号，保证电机本体和控制电路的安全，提高了可靠性。利用到位信号及时切断控制电路，保证电机可靠停止。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明一个实施例的电路示意图；

图2为本发明另一个实施例的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

本申请实施例提供了一种到位关断的直流电机控制电路，

如图1所示具体包括：死区电路、到位关断与显示电路、直通互锁保护电路、驱动电路、过流保护电路、功率主电路和或门；其中电机正转信号SZ和电机反转信号SF分别接死区电路的第一输入端和第二输入端，死区电路的第一输出端和第二输出端分别与到位关断与显示电路的第一输入端和第二输入端连接，到位关断与显示电路的第一输出端和第二输出端分别与直通互锁保护电路的第一输入端和第二输入端连接，直通互锁保护电路的第一输出端和第二输出端分别与驱动电路的第一输入端和第二输入端连接，驱动电路的输出端与功率主电路的输入端连接，功率主电路的输出端与过流保护电路的输入端连接，过流保护电路的输出端、直通互锁保护电路的第三输出端分别与或门的两个输入端连接，或门的输出端与驱动电路的第三输入端连接。

在本发明的另一个实施例中，如图2所示：

死区电路包括：电阻R1、R2，电容C1、C2，光耦U1，在本发明电路的一个实施例中，U1的型号为TLP281；R1的一端和R2的一端分别为死区电路的第一输入端和第二输入端，电阻R₁的另一端分别与光耦U1的IN1+端、电容C₁的一端连接，电阻R₂的另一端分别与光耦U1的IN2+端、电容C₂的一端连接，电容C₁的另一端、电容C₂的另一端、光耦U1的IN1-端、光耦U1的IN2-端、光耦U1的O1-端、光耦U1的O2-端分别与地GND连接。光耦U1的O1+端为死区电路的第一输出端，光耦U1的O2+端为死区电路的第二输出端。

到位关断与显示电路包括：正转到位开关SW1、反转到位开关SW2、电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R14、R19、R20，比较器U2、比较器U3、光耦U6、正转到位指示灯LM1、反转到位指示灯LM2，正转到位开关SW1和反转到位开关SW2均有“NC”、“NO”、“COM”三个触点，“NC”是常闭触点，“NO”是常开触点，“COM”是公共端；正转到位开关SW1的“NC”触点为到位关断与显示电路的第一输入端，反转到位开关SW2的“NC”触点为到位关断与显示电路的第二输入端，正转到位开关SW1的“NO”触点与电阻R3的一端、比较器U2的“+”输入端连接，反转到位开关SW2的“NO”触点与电阻R4的一端、比较器U3的“+”输入端连接，正转到位开关SW1的“COM”触点与电阻R7的一端连接，反转到位开关SW2的“COM”触点与电阻R10的一端连接，电阻R3的另一端、电阻R4的另一端分别与地GND连接，电阻R7的另一端与电源V+、电阻R5的一端连接，电阻R10的另一端与电源V+、电阻R8的一端连接，电阻R5的另一端分别与电阻R6的一端和比较器U2的“-”输入端连接，电阻R8的另一端分别与电阻R9的一端和比较器U3的“-”输入端连接，比较器U2的输出端分别与电阻R11、电阻R19的一端连接，比较器U3的输出端与电阻R14、电阻R20的一端连接，R11的另一端、R14的另一端分别与电源V+连接，比较器U2的电源正极VC和负极G分别与电源V+和地GND连接，比较器U3的电源正极VC和负极G分别与电源V+和地GND连接，电阻R19的另一端与光耦U6的IN1+端连接，电阻R20的另一端与光耦U6的IN2+端连接，光耦U6的IN1-、光耦U6的IN2-、光耦U6的O1-、光耦U6的O2-分别于地GND连接，光耦U6的O1+与正转到位指示灯LM1的一端连接，光耦U6的O2+与反转到位指示灯LM2的一端连接，正转到位指示灯LM1和反转到位指示灯LM2的另一端分别于电源VP+连接。SW1的“COM”触点为到位关断与显示电路的第一输出端，SW2的“COM”触点为到位关断与显示电路的第二输出端。

直通互锁保护电路包括：电阻R12、R13、R15、R16、R17、R18，三极管K1、K2，与门U4；R13的一端和R16的一端分别为直通互锁保护电路的第一输入端和第二输入端，电阻R13的另一端分别与电阻R12的一端、三极管K1的基极连接，电阻R16的另一端分别与电阻R15的一端、三极管K2的基极连接，电阻R12的另一端与三极管K1的发射极、地GND连接，电阻R15的另一端与三极管K2的发射极、地GND连接，三极管K1的另一端分别与电阻R17的一端、与门U4的I1端连接，三极管K2的另一端分别与电阻R18的一端、与门U4的I2端连接，电阻R17和电阻R18的另一端分别于电源V+连接，与门U4的电源正极VC和负极G分别与电源V+和地GND连接，与门U4的I1端和与门U4的I2端分别为直通互锁保护电路的第一输出端和第二输出端，与门U4的输出端为直通互锁保护电路的第三输出端。

驱动电路包括：半桥驱动芯片U7、U8，在本发明电路的一个具体实施例中，U7、U8的选型为IR2110；半桥驱动芯片U7的输入端H1和半桥驱动芯片U8的输入端H2分别为驱动电路的第一输入端和第二输入端，半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1与半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2连接，连接处为驱动电路的第三输入端，半桥驱动芯片U7的L1端和H1连接，半桥驱动芯片U8的L2端和H2连接，半桥驱动芯片U7的输出端G1、S1、G2、S2和半桥驱动芯片U8的输出端G3、S3、G4、S4，分别为驱动电路的八个输出端。

功率主电路包括：功率管VT1、VT2、VT3、VT4，每个功率管均有“D”、“G”、“S”三个接线端；半桥驱动芯片U7的输出端G1与功率管VT1的“G”端连接，半桥驱动芯片U7的输出端S1与功率管VT1的“S”端、功率管VT4的“D”端、电机的一端连接，半桥驱动芯片U7的输出端G2与功率管VT2的“G”端连接，半桥驱动芯片U7的输出端S2端与功率管VT2的“S”端、功率管VT4的“S”端、半桥驱动芯片U8的输出端S4连接，该连接处为功率主电路的输出端，半桥驱动芯片U8的输出端G3与功率管VT3的“G”端连接，半桥驱动芯片U8的输出端S3与功率管VT3的“S”端、功率管VT2的“D”端、电机的一端连接，半桥驱动芯片U8的输出端G4与功率管VT4的“G”端连接。

过流保护电路包括：电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、电容C3、比较器U9；电阻R26的一端为过流保护电路的输入端，R26的一端与R23的一端连接，R26的另一端分别与地GND、电阻R22的一端、电阻R24的一端、电容C3的一端连接，R22的另一端分别与R23的另一端、C3的另一端、比较器U9的“+”输入端连接，R24的另一端分别与R25的一端、比较器U9的“-”输入端连接，R25的另一端与电源V+连接，比较器U9的电源正极VC和负极G分别与电源V+和GND连接，比较器U9的输出端与电阻R21的一端连接，R21的另一端与电源V+连接。U9的输出端为过流保护电路的输出端。

或门U5的输入端I1与U4的输出端连接，U5的输入端I2分别与R21的一端、U9的输出端连接，U5的输出端O1分别与半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1、半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2连接。

当电机正常运行时，电阻R₁、电容C₁、电阻R₂、电阻C₂满足R₂×C₂-R₁×C₁＝1ms，如果电机正转，正转信号SZ是高电平，反转信号SF是低电平，经过死区电路后产生相差1ms死区的信号SZ1和SF1，光耦U1的输入端IN1+和IN1-之间输入正电压导通，光耦U1的输出端O1+产生的信号SZ1为低电平，光耦U1的输入端IN2+和IN2-之间输入零电压不导通，光耦U1的输出端O2+产生的信号SF1为高电平，正转到位开关SW1的“NC”触点和“COM”触点连接，“NO”触点和“COM”触点不连接，反转到位开关SW2的“NC”触点和“COM”触点连接，“NO”触点和“COM”触点不连接，三极管K1不导通，三极管K1的集电极输出高电平至半桥驱动芯片U7的H1和L1输入端以及与门U4的输入端I1，三极管K2导通，三极管K2的集电极输出低电平至半桥驱动芯片U8的H2和L2输入端以及与门U4的输入端I2，与门U4输出低电平至或门的输入端I1，当电机未出现过流的情况下，比较器U9的输出端输出低电平至或门的输入端I2，或门输出低电平至半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1和半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2，使得半桥驱动芯片U7和半桥驱动芯片U8正常工作，U7输出端G1和S1之间以及输出端G2和S2之间分别产生正电压，驱动功率管VT1和VT2导通，U8输出端G3和S3之间以及输出端G4和S4之间分别产生零电压，驱动功率管VT3和VT4关断，电机正向通电，电机正转，当电机还未正转到位时，比较器U2输出端O1为低电平，正转到位指示灯LM1熄灭，比较器U3输出端O1为低电平，反转到位指示灯LM2熄灭，当电机正转到位时，正转到位开关SW1的“NC”触点和“COM”触点断开，“NO”触点和“COM”触点连接，反转到位开关SW2的“NC”触点和“COM”触点连接，“NO”触点和“COM”触点不连接，三极管K1导通，三极管K1的集电极输出低电平至半桥驱动芯片U7的H1和L1输入端以及与门U4的输入端I1，三极管K2导通，三极管K2的集电极输出低电平至半桥驱动芯片U8的H2和L2输入端以及与门U4的输入端I2，U7输出端G1和S1之间以及输出端G2和S2之间分别产生零电压，驱动功率管VT1和VT2关断，U8输出端G3和S3之间以及输出端G4和S4之间分别产生零电压，驱动功率管VT3和VT4关断，电机断电停转，比较器U2输出端O1为高电平，光耦U6的输入端IN1+和IN1-之间输入正电压导通，正转到位指示灯LM1点亮，比较器U3输出端O1为低电平，光耦U6的输入端IN2+和IN2-之间输入零电压不导通，反转到位指示灯LM2熄灭；如果电机反转，正转信号SZ是低电平，反转信号SF是高电平，经过死区电路后产生相差1ms死区的信号SZ1和SF1，光耦U1的输入端IN1+和IN1-之间输入零电压关断，输出端O1+产生的信号SZ1为高电平，光耦U1的输入端IN2+和IN2-之间输入正电压导通，输出端O2+产生的信号SF1为低电平，正转到位开关SW1的“NC”触点和“COM”触点连接，“NO”触点和“COM”触点不连接，反转到位开关SW2的“NC”触点和“COM”触点连接，“NO”触点和“COM”触点不连接，三极管K1导通，三极管K1的集电极输出低电平至半桥驱动芯片U7的H1和L1输入端以及与门U4的输入端I1，三极管K2关断，三极管K2的集电极输出高电平至半桥驱动芯片U8的H2和L2输入端以及与门U4的输入端I2，与门U4输出低电平至或门的输入端I1，当电机未出现过流的情况下，比较器U9的输出端O1输出低电平至或门的输入端I2，或门输出低电平至半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1和半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2，使得半桥驱动芯片U7和半桥驱动芯片U8正常工作，U7输出端G1和S1之间以及输出端G2和S2之间分别产生零电压，驱动功率管VT1和VT2关断，U8输出端G3和S3之间以及输出端G4和S4之间分别产生正电压，驱动功率管VT3和VT4导通，电机反向通电，电机反转，当电机还未反转到位时，比较器U2输出端O1为低电平，正转到位指示灯LM1熄灭，比较器U3输出端O1为低电平，反转到位指示灯LM2熄灭，当电机反转到位时，正转到位开关SW1的“NC”触点和“COM”触点连接，“NO”触点和“COM”触点不连接，反转到位开关SW2的“NC”触点和“COM”触点不连接，“NO”触点和“COM”触点连接，三极管K1导通，三极管K1的集电极输出低电平至半桥驱动芯片U7的H1和L1输入端以及与门U4的输入端I1，三极管K2导通，三极管K2的集电极输出低电平至半桥驱动芯片U8的H2和L2输入端以及与门U4的输入端I2，U7输出端G1和S1之间以及输出端G2和S2之间分别产生零电压，驱动功率管VT1和VT2关断，U8输出端G3和S3之间以及输出端G4和S4之间分别产生零电压，驱动功率管VT3和VT4关断，电机断电停转，比较器U2输出端O1为低电平，光耦U6的输入端IN1+和IN1-之间输入零电压不导通，正转到位指示灯LM1熄灭，比较器U3输出端O1为高电平，光耦U6的输入端IN2+和IN2-之间输入正电压导通，反转到位指示灯LM2点亮。

当电机出现过电流时，不论此时电机是正转还是反转，采样电阻两端的电压都会增大，从而超过限定值，比较器U9输出端O1输出高电平至或门的输入端I2，或门输出高电平至半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1和半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2，关断半桥驱动芯片U7和半桥驱动芯片U8输出的驱动信号，U7输出端G1和S1之间以及输出端G2和S2之间分别产生零电压，驱动功率管VT1和VT2关断，U8输出端G3和S3之间以及输出端G4和S4之间分别产生零电压，驱动功率管VT3和VT4关断，电机断电停转，从而保护电机不受损坏，提高了可靠性。

当电机正常运行时，正转信号SZ和反转信号SF不应同时出现高电平，如果出现误操作或者其他原因导致正转信号SZ和反转信号SF同时出现高电平时，光耦U1的输入端IN1+和IN1-之间输入正电压导通，输出端O1+产生的信号SZ1为低电平，光耦U1的输入端IN2+和IN2-之间输入正电压导通，输出端O2+产生的信号SF1为低电平，正转到位开关SW1的“NC”触点和“COM”触点连接，“NO”触点和“COM”触点不连接，反转到位开关SW2的“NC”触点和“COM”触点连接，“NO”触点和“COM”触点不连接，三极管K1不导通，三极管K1的集电极输出高电平至半桥驱动芯片U7的H1和L1输入端以及与门U4的输入端I1，三极管K2不导通，三极管K2的集电极输出高电平至半桥驱动芯片U8的H2和L2输入端以及与门U4的输入端I2，与门U4输出高电平至或门的输入端I1，或门输出高电平至半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1和半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2，关断半桥驱动芯片U7和半桥驱动芯片U8输出的驱动信号，U7输出端G1和S1之间以及输出端G2和S2之间分别产生零电压，驱动功率管VT1和VT2关断，U8输出端G3和S3之间以及输出端G4和S4之间分别产生零电压，驱动功率管VT3和VT4关断，从而保护VT1和VT4不会同时导通，VT2和VT3不会同时导通，到达直通互锁的目的，保护功率管VT1、VT2、VT3和VT4不受损坏，提高了可靠性。

在本发明电路的另一个具体实施例中，R1、R2为5KΩ，R3、R4为20KΩ，R5、R8、R22、R23、R25为10KΩ，R6、R7、R9、R10、R12、R13、R15、R16、R17、R18、R24为1KΩ，R11、R14、R19、R20、R21为2KΩ，R26为0.1Ω，C1为1uf，C2、C3为0.1uf,U1、U6为TLP281，U3为LM393，U4为74LS08，U5为74LS32，U7、U8为IR2110，K1、K2为S9013，VT1、VT2、VT3、VT4为IRF3710。

本发明有益效果如下：

本发明无需主控芯片和大体积的继电器，避免了复杂的控制电路和软件控制算法，降低了电路的体积和成本，采用保护电路实现电机控制信号的互锁，避免了电路过流，利用电机过流保护封锁驱动信号，保证电机本体和控制电路的安全，提高了可靠性。利用到位信号及时切断控制电路，保证电机可靠停止。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种到位关断的直流电机控制电路，其特征在于，包括：

死区电路、到位关断与显示电路、直通互锁保护电路、驱动电路、过流保护电路、功率主电路和或门；其中电机正转信号SZ和电机反转信号SF分别接死区电路的第一输入端和第二输入端，死区电路的第一输出端和第二输出端分别与到位关断与显示电路的第一输入端和第二输入端连接，到位关断与显示电路的第一输出端和第二输出端分别与直通互锁保护电路的第一输入端和第二输入端连接，直通互锁保护电路的第一输出端和第二输出端分别与驱动电路的第一输入端和第二输入端连接，驱动电路的输出端与功率主电路的输入端连接，功率主电路的输出端与过流保护电路的输入端连接，过流保护电路的输出端、直通互锁保护电路的第三输出端分别与或门的两个输入端连接，或门的输出端与驱动电路的第三输入端连接。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述死区电路包括：

阻R1、R2，电容C1、C2，光耦U1，R1的一端和R2的一端分别为死区电路的第一输入端和第二输入端，电阻R₁的另一端分别与光耦U1的IN1+端、电容C₁的一端连接，电阻R₂的另一端分别与光耦U1的IN2+端、电容C₂的一端连接，电容C₁的另一端、电容C₂的另一端、光耦U1的IN1-端、光耦U1的IN2-端、光耦U1的O1-端、光耦U1的O2-端分别与地GND连接。光耦U1的O1+端为死区电路的第一输出端，光耦U1的O2+端为死区电路的第二输出端。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述到位关断与显示电路包括：正转到位开关SW1、反转到位开关SW2、电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R14、R19、R20，比较器U2、比较器U3、光耦U6、正转到位指示灯LM1、反转到位指示灯LM2，正转到位开关SW1和反转到位开关SW2均有“NC”、“NO”、“COM”三个触点，“NC”是常闭触点，“NO”是常开触点，“COM”是公共端；正转到位开关SW1的“NC”触点为到位关断与显示电路的第一输入端，反转到位开关SW2的“NC”触点为到位关断与显示电路的第二输入端，正转到位开关SW1的“NO”触点与电阻R3的一端、比较器U2的“+”输入端连接，反转到位开关SW2的“NO”触点与电阻R4的一端、比较器U3的“+”输入端连接，正转到位开关SW1的“COM”触点与电阻R7的一端连接，反转到位开关SW2的“COM”触点与电阻R10的一端连接，电阻R3的另一端、电阻R4的另一端分别与地GND连接，电阻R7的另一端与电源V+、电阻R5的一端连接，电阻R10的另一端与电源V+、电阻R8的一端连接，电阻R5的另一端分别与电阻R6的一端和比较器U2的“-”输入端连接，电阻R8的另一端分别与电阻R9的一端和比较器U3的“-”输入端连接，比较器U2的输出端分别与电阻R11、电阻R19的一端连接，比较器U3的输出端与电阻R14、电阻R20的一端连接，R11的另一端、R14的另一端分别与电源V+连接，比较器U2的电源正极VC和负极G分别与电源V+和地GND连接，比较器U3的电源正极VC和负极G分别与电源V+和地GND连接，电阻R19的另一端与光耦U6的IN1+端连接，电阻R20的另一端与光耦U6的IN2+端连接，光耦U6的IN1-、光耦U6的IN2-、光耦U6的O1-、光耦U6的O2-分别于地GND连接，光耦U6的O1+与正转到位指示灯LM1的一端连接，光耦U6的O2+与反转到位指示灯LM2的一端连接，正转到位指示灯LM1和反转到位指示灯LM2的另一端分别于电源VP+连接。SW1的“COM”触点为到位关断与显示电路的第一输出端，SW2的“COM”触点为到位关断与显示电路的第二输出端。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述直通互锁保护电路包括：电阻R12、R13、R15、R16、R17、R18，三极管K1、K2，与门U4；R13的一端和R16的一端分别为直通互锁保护电路的第一输入端和第二输入端，电阻R13的另一端分别与电阻R12的一端、三极管K1的基极连接，电阻R16的另一端分别与电阻R15的一端、三极管K2的基极连接，电阻R12的另一端与三极管K1的发射极、地GND连接，电阻R15的另一端与三极管K2的发射极、地GND连接，三极管K1的另一端分别与电阻R17的一端、与门U4的I1端连接，三极管K2的另一端分别与电阻R18的一端、与门U4的I2端连接，电阻R17和电阻R18的另一端分别于电源V+连接，与门U4的电源正极VC和负极G分别与电源V+和地GND连接，与门U4的I1端和与门U4的I2端分别为直通互锁保护电路的第一输出端和第二输出端，与门U4的输出端为直通互锁保护电路的第三输出端。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述驱动电路包括：半桥驱动芯片U7、U8，半桥驱动芯片U7的输入端H1和半桥驱动芯片U8的输入端H2分别为驱动电路的第一输入端和第二输入端，半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1与半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2连接，连接处为驱动电路的第三输入端，半桥驱动芯片U7的L1端和H1连接，半桥驱动芯片U8的L2端和H2连接，半桥驱动芯片U7的输出端G1、S1、G2、S2和半桥驱动芯片U8的输出端G3、S3、G4、S4，分别为驱动电路的八个输出端。

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述功率主电路包括：功率主电路包括：功率管VT1、VT2、VT3、VT4，每个功率管均有“D”、“G”、“S”三个接线端；半桥驱动芯片U7的输出端G1与功率管VT1的“G”端连接，半桥驱动芯片U7的输出端S1与功率管VT1的“S”端、功率管VT4的“D”端、电机的一端连接，半桥驱动芯片U7的输出端G2与功率管VT2的“G”端连接，半桥驱动芯片U7的输出端S2端与功率管VT2的“S”端、功率管VT4的“S”端、半桥驱动芯片U8的输出端S4连接，该连接处为功率主电路的输出端，半桥驱动芯片U8的输出端G3与功率管VT3的“G”端连接，半桥驱动芯片U8的输出端S3与功率管VT3的“S”端、功率管VT2的“D”端、电机的一端连接，半桥驱动芯片U8的输出端G4与功率管VT4的“G”端连接。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述过流保护电路包括：电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、电容C3、比较器U9；电阻R26的一端为过流保护电路的输入端，R26的一端与R23的一端连接，R26的另一端分别与地GND、电阻R22的一端、电阻R24的一端、电容C3的一端连接，R22的另一端分别与R23的另一端、C3的另一端、比较器U9的“+”输入端连接，R24的另一端分别与R25的一端、比较器U9的“-”输入端连接，R25的另一端与电源V+连接，比较器U9的电源正极VC和负极G分别与电源V+和GND连接，比较器U9的输出端与电阻R21的一端连接，R21的另一端与电源V+连接。U9的输出端为过流保护电路的输出端。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述或门U5的输入端I1与U4的输出端连接，U5的输入端I2分别与R21的一端、U9的输出端连接，U5的输出端O1分别与半桥驱动芯片U7的关断信号输入端SD1、半桥驱动芯片U8的关断信号输入端SD2连接。

9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，当电机正常运行时，电阻R₁、电容C₁、电阻R₂、电阻C₂满足R₂×C₂-R₁×C₁＝1ms。