CN107769640B - 一种直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路，包括：电源转换模块、控制芯片、电压检测模块、电流检测模块、主电源开关模块、换向控制模块、整流模块和直流有刷电机。本发明技术方案通过采用电流检测模块来检测电路的电压来反应电流的大小，从而判断电机是否堵转；通过电压检测模块来检测交流电压，用于做控制电源的掉电检测和直流有刷电机参数不同电压补偿；通过换向控制模块来控制直流有刷电机在堵转的情况下进行反转；从而对直流有刷电机进行保护，避免烧坏。
Description
技术领域
本发明涉及直流电机技术领域，特别涉及一种直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路。
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。
在电机运行时经常发生堵转，此时电机上的电流会很大，长时间运行在此状态下不仅会烧毁电机，还会损坏相应的驱动电路。
此需要一种直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路，在实现检测直流直流有刷电机堵转情况的同时，实现其正反转驱动控制功能，避免烧坏电机。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路，旨在在实现检测直流有刷电机堵转情况的同时，实现其正反转驱动控制功能。
为实现上述目的，本发明提出的直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路，包括：电源转换模块、控制芯片、电压检测模块、电流检测模块、主电源开关模块、换向控制模块、整流模块和直流有刷电机；所述电源转换模块、所述电压检测模块和所述主电源开关模块均与市电输入端连接，所述控制芯片分别与所述电源转换模块、所述电压检测模块、所述换向控制模块、所述主电源开关模块和所述电流检测模块连接；所述电源转换模块用于将所述市电输入的电压转换成所述控制芯片所适用的电压，所述电压检测模块用于检测所述市电输入的电压，所述主电源开关模块还与所述电流检测模块连接，所述电流检测模块还与所述整流模块连接，所述整流模块还与所述换向控制模块连接，所述换向控制模块与所述直流有刷电机连接。
优选地，所述电流检测模块包括第一电阻，用于检测电压回路的电压，所述第一电阻一端与地线和所述市电的零线连接，所述第一电阻的另一端与控制芯片和所述整流桥模块连接。
优选地，所述电压检测模块包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管和第一电容，所述第二电阻的一端与所述市电的火线连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第一二极管的正极和所述第三电阻连接；所述第四电阻和所述第一电容并联，且连接于所述第一二极管的负极和所述第三电阻之间；所述控制芯片分别与所述第四电阻、所述第一电容和所述第一二极管的负极连接，所述第三电阻、第四电阻和第一电容均与地线连接。
优选地，所述换向控制模块包括第一三极管、第五电阻、第二二极管和双掷双刀继电器，所述第五电阻一端与所述控制芯片连接，其另一端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与地线连接，所述第二二极管和所述双掷双刀继电器并联，所述第一三极管的集电极分别与所述双掷双刀继电器的线圈的一端和所述第二二极管的正极连接，所述双掷双刀继电器的线圈的另一端和所述第二二极管的负极分别与控制电源连接。
本发明技术方案通过采用电流检测模块来检测电路的电压来反应电流的大小，从而判断电机是否堵转；通过电压检测模块来检测交流电压，用于做控制电源的掉电检测和直流有刷电机参数不同电压补偿；通过换向控制模块来控制直流有刷电机在堵转的情况下进行反转；从而对直流有刷电机进行保护，避免烧坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的模块结构组成示意图；
图2为本发明一实施例的电路结构示意图；
图3为本发明中电压检测模块的一实施例的电路结构示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明提出一种直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路。
参照图1至3，图1为本发明的模块结构组成示意图；图2为本发明一实施例的电路结构示意图；图3为本发明中电压检测模块的一实施例的电路结构示意图。
在本发明实施例中，该直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路；如图1所示，包括：电源转换模块、控制芯片CPU、电压检测模块、电流检测模块、主电源开关模块、换向控制模块、整流模块和直流有刷电机BDC；电源转换模块、电压检测模块和主电源开关模块均与市电输入端连接，控制芯片CPU分别与电源转换模块、电压检测模块、换向控制模块、主电源开关模块和电流检测模块连接；电源转换模块用于将市电输入的电压转换成控制芯片CPU所适用的电压，电压检测模块用于检测市电输入的电压，主电源开关模块还与电流检测模块连接，电流检测模块还与整流模块连接，整流模块还与换向控制模块连接，换向控制模块与直流有刷电机BDC连接。整流模块用于将市电的交流电电流转换成直流电流。
本发明技术方案通过采用电流检测模块来检测电路的电压来反应电流的大小，从而判断直流有刷电机BDC是否堵转；通过电压检测模块来检测交流电压，用于做控制电源的掉电检测和直流有刷电机BDC参数不同电压补偿；通过换向控制模块来控制直流有刷电机BDC在堵转的情况下进行反转；从而对直流有刷电机BDC进行保护，避免烧坏。
在本发明实施例中，如图2所示，电流检测模块包括第一电阻Rs，用于检测电流回路的电流，第一电阻Rs一端与地线和市电的零线ACN连接，第一电阻Rs的另一端与控制芯片CPU和整流桥模块连接。检测串联在主电源回路的第一电阻Rs两端的电压来来反映主电流值的大小，第一电阻Rs两端电压Vrs＝Rs×I(反应电流的电压)，当测得Vrs超过设定阈值时Vset(对应电流设定阈值Iset)，则判定电机为堵转状态。
在本发明实施例中，如图3所示，电压检测模块包括第二电阻R2、第三电阻R1、第四电阻R14、第一二极管D7和第一电容C16，第二电阻R2的一端与市电的火线ACL连接，第二电阻R2的另一端分别与第一二极管D7的正极和第三电阻R1连接；第四电阻R14和第一电容C16并联，且连接于第一二极管D7的负极和第三电阻R1之间；控制芯片CPU分别与第四电阻R14、第一电容C16和第一二极管D7的负极连接，第三电阻R1、第四电阻R14和第一电容C16均与地线连接。电压检测模块主要用于检测进入直流有刷电机BDC的工作电压，用电阻分压网络分压输入的交流电的电压，然后送给控制芯片CPU的IO口做ADC采样得到交流电压；得到的电压做两个用途：控制电源掉电检测和电机参数不同电压补偿。
在本发明实施例中，如图2所示，换向控制模块包括第一三极管Q1、第五电阻R11、第二二极管D1和双掷双刀继电器K1，第五电阻R11一端与控制芯片CPU连接，其另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极与地线连接，第二二极管D1和双掷双刀继电器K1并联，第一三极管Q1的集电极分别与双掷双刀继电器K1的线圈的一端和第二二极管D1的正极连接，双掷双刀继电器K1的线圈的另一端和第二二极管D1的负极分别与控制电源Vcc连接。通过控制芯片CPU控制双刀双掷双掷双刀继电器K1实现直流有刷电机BDC的接线的互换，实现电机转向的切换。
在本发明实施例中，如图2所示，还包括主电源控制开关模块，其包括第二三极管Q2、第六电阻R22、第三二极管D2和第二继电器K2，第六电阻R22一端与控制芯片CPU连接，其另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极与地线连接，第二三极管Q2的集电极分别与二极管的正极和第二继电器K2的线圈的一端连接，第三二极管D2的负极和第二继电器K2的线圈的另一端与控制电源Vcc连接。
在本发明实施例中，整流桥模块包括整流器D Bridge。
本发明十分适用于但不限制于家用厨余垃圾处理器的直流有刷电机BDC的控制器，实现遇堵反转一定时间后后再正转；这样可以解决堵转卡死问题，通过正反切换将卡住物体松开，避免电机卡死后烧机。同时十分适用但不限制于有刷直流电机的污水泵的遇堵反刀控制器，堵转后通过反转驱动铰刀切断垃圾后再继续正转抽污水。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路，其特征在于，包括：电源转换模块、CPU、电压检测模块、电流检测模块、整流模块、主电源开关模块、换向控制模块、整流模块和直流有刷电机；所述电源转换模块、所述电压检测模块和所述主电源开关模块均与市电输入端连接，所述CPU分别与所述电源转换模块、所述电压检测模块、所述换向控制模块、所述主电源开关模块和所述电流检测模块连接；所述电源转换模块用于将所述市电输入的电压转换成所述CPU所适用的电压，所述电压检测模块用于检测所述市电输入的电压，所述主电源开关模块还与所述电流检测模块连接，所述电流检测模块还与所述整流模块连接，所述整流模块还与所述换向控制模块连接，所述换向控制模块与所述直流有刷电机连接；所述电压检测模块包括电阻R2、电阻R1、电阻R14、二极管D7和电容C16，所述电阻R2的一端与所述市电的火线连接，所述电阻R2的另一端分别与所述二极管D7的正极和所述电阻R1连接；所述电阻R14和所述电容C16并联，且连接于所述二极管D7的负极和所述电阻R1之间；所述CPU分别与所述电阻R14、所述电容C16和所述二极管D7的负极连接，所述电阻R1、电阻R14和电容C16均与地线连接。
2.如权利要求1所述的直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路，其特征在于，所述电流检测模块包括电阻Rs，用于检测电压回路的电压，所述电阻Rs一端与地线和所述市电的零线连接，所述电阻Rs的另一端与CPU和所述整流桥模块连接。
3.如权利要求1所述的直流有刷电机堵转检测及正反转驱动电路，其特征在于，所述换向控制模块包括三极管Q1、电阻R11、二极管D1和双掷双刀继电器K1，所述电阻R11一端与所述CPU连接，其另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极与地线连接，所述二极管D1和所述继电器K1并联，所述三极管Q1的集电极分别与所述继电器K1的输入端和所述二极管D1的正极连接，所述继电器K1的输出端和所述二极管D1的负极分别与控制电源连接。
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