CN107846162A - 采用直流稳压供电的电机驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了采用直流稳压供电的电机驱动电路，利用同一个变压器形成不电压值的两种电源，并分别利用电动机供电电路及低压供电电路形成电机M所需的直流电压、驱动电路所需的供电电压及耦合电路所需的供电电源，具有结构简单，使用方便、设计科学合理等特性，设置有供电系统、电机M、驱动电路、三态门电路、保护电路及耦合电路，供电系统包括变压器T、电动机供电电路及低压供电电路，变压器T第一次级端与电动机供电电路的输入端相连接，变压器T第二次级端与低压供电电路的输入端相连接，电动机供电电路的输出端与电机M的电枢绕组相连接，低压供电电路的输出端与驱动电路及耦合电路相连接。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术、电机驱动技术等领域，具体的说，是采用直流稳压供电的电机驱动电路。
背景技术
直流电动机，是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类，其中自励又分为并励、串励和复励3种。
当直流电源通过电刷向电枢绕组供电时，电枢表面的N极下导体可以流过相同方向的电流，根据左手定则导体将受到逆时针方向的力矩作用；电枢表面S极下部分导体也流过相同方向的电流，同样根据左手定则导体也将受到逆时针方向的力矩作用。这样，整个电枢绕组即转子将按逆时针旋转，输入的直流电能就转换成转子轴上输出的机械能。由定子和转子组成，定子：基座，主磁极，换向极，电刷装置等；转子（电枢）：电枢铁心，电枢绕组，换向器，转轴和风扇等。
直流电动机的性能与它的励磁方式密切相关，通常直流电动机的励磁方式有4种：直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机。
直流他励电动机：励磁绕组与电枢没有电的联系，励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。
直流并励电动机: 电路并联，分流，并励绕组两端电压就是电枢两端电压，但是励磁绕组用细导线绕成，其匝数很多，因此具有较大的电阻，使得通过他的励磁电流较小。
直流串励电动机：电流串联，分压，励磁绕组是和电枢串联的，所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成，他的匝数较少。
直流复励电动机：电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。
发明内容
本发明的目的在于提供采用直流稳压供电的电机驱动电路，利用同一个变压器形成不电压值的两种电源，并分别利用电动机供电电路及低压供电电路形成电机M所需的直流电压、驱动电路所需的供电电压及耦合电路所需的供电电源，具有结构简单，使用方便、设计科学合理等特性。
本发明通过下述技术方案实现：采用直流稳压供电的电机驱动电路，设置有供电系统、电机M、驱动电路、三态门电路、保护电路及耦合电路，所述供电系统分别与驱动电路、耦合电路和电机M相连接，驱动电路连接三态门电路，三态门电路与耦合电路相连接，耦合电路还通过保护电路连接驱动电路；所述供电系统包括变压器T、电动机供电电路及低压供电电路，变压器T第一次级端与电动机供电电路的输入端相连接，变压器T第二次级端与低压供电电路的输入端相连接，电动机供电电路的输出端与电机M的电枢绕组相连接，低压供电电路的输出端与驱动电路及耦合电路相连接。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电动机供电电路包括保险管FU1、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6及电容C1, 二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6构成第一全桥整流电路变压器T的第一次级端连接第一全桥整流电路的输入端，保险管FU1设置在第一次级端的任一端上，电容C1并联在第一全桥整流电路的输出端上且作为电动机供电电路的输出端与电机M的电枢绕组相连接；
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述二极管D5的负极与二极管D4的正极相连接且通过保险管FU1和导线连接在第一次级端的一端上，二极管D6的负极与二极管D3的正极共接且连接在第一次级端的另一端上；二极管D5的正极与二极管D6的正极共接且接地，二极管D4的负极与二极管D3的负极共接，二极管D4的负极通过电容C1接二极管D5的正极，电容C1构成输出端与电机M的电枢绕组相连接。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述低压供电电路包括低压整流桥、π型RC滤波器、可调稳压电路，所述低压整流桥的输入端连接第二次级端，低压整流桥的输出端与π型RC滤波器的输入端相连接，π型RC滤波器的输出端与可调稳压电路的输入端相连接，可调稳压电路的输出端分别与驱动电路及耦合电路相连接。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述低压整流桥包括二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10，二极管D7的正极与二极管D8的正极相连接且接地，二极管D7的负极与二极管D10的正极相连接且与第二次级端的第一端相连接，二极管D10的负极与二极管D9的负极相连接，二极管D9的正极与二极管D8的负极相连接且连接第二次级端的第二端。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述π型RC滤波器包括电容C2、电容C3及电阻R21，电容C2的第一端分别与电阻R2的第一端和二极管D10的负极相连接，电容C2的第二端连接电容C3的第二端且接地，电容C3的第一端连接电阻R21的第二端。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述可调稳压电路包括稳压芯片UI1、电位器W1、电阻R20及电容C4,电容C3的第一端连接稳压芯片UI1的IN脚，稳压芯片UI1的ADJ脚通过电位器W1接地，且ADJ脚还通过电阻R20连接稳压芯片UI1的Uo脚，稳压芯片UI1的Uo脚还通过电容C4接地，电容C4的地与二极管D7之间的地相互隔离；电容C4作为低压供电电路的输出端分别与驱动电路及耦合电路相连接。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述稳压芯片UI1采用LM317三端可调稳压器。
进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述变压器T采用待铁芯变压器。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明利用同一个变压器形成不电压值的两种电源，并分别利用电动机供电电路及低压供电电路形成电机M所需的直流电压、驱动电路所需的供电电压及耦合电路所需的供电电源，具有结构简单，使用方便、设计科学合理等特性。
本发明在进行电机驱动控制时，设置的保护电路配合三态门电路能够保证驱动电路不会被烧坏，且当电路受外界电磁干扰或误操作出现同时选择电动机正反转时，避免烧坏驱动电路的情况发生。
本发明利用耦合电路将控制信号输送到三态门电路，再由三态门电路传输到驱动电路内，使得驱动电路驱动电机M工作，耦合电路的使用能够避免直接将控制信号加载到驱动电路内从而造成前端控制信号输出电路对后端驱动电路构成信号干扰，影响电机M的正常运转的情况发生。
本发明能够实现电动机的正传和反转控制，且具有控制精度高的特性。
本发明采用三态门进行选通，能够有效提高整个电机驱动电路的驱动稳定性和控制可靠性。
附图说明
图1为本发明原理框图。
图2为本发明所述供电系统电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
采用直流稳压供电的电机驱动电路，利用同一个变压器形成不电压值的两种电源，并分别利用电动机供电电路及低压供电电路形成电机M所需的直流电压、驱动电路所需的供电电压及耦合电路所需的供电电源，具有结构简单，使用方便、设计科学合理等特性，如图1、图2所示，特别采用下述设置结构：设置有供电系统、电机M、驱动电路、三态门电路、保护电路及耦合电路，所述供电系统分别与驱动电路、耦合电路和电机M相连接，驱动电路连接三态门电路，三态门电路与耦合电路相连接，耦合电路还通过保护电路连接驱动电路；所述供电系统包括变压器T、电动机供电电路及低压供电电路，变压器T第一次级端与电动机供电电路的输入端相连接，变压器T第二次级端与低压供电电路的输入端相连接，电动机供电电路的输出端与电机M的电枢绕组相连接，低压供电电路的输出端与驱动电路及耦合电路相连接。
在使用时，变压器T的初级端与220V交流电相连接，在变压器的第一次级端输出约100~130V交流电，在变压器的第二次级端输出约15~50V交流电，100~130V交流电经电机供电电路转换为可供电机M的电枢绕组工作的直流电；15~50V交流电经低压供电电路转换为5v直流电并供驱动电路及耦合电路工作；在使用时，当耦合电路将控制信号耦合到三态门电路后，三态门电路进一步的驱动驱动电路，使得驱动电路驱动电机M做正转或反转动作，所述保护电路能够保护驱动电路内的驱动管不会被烧坏。
实施例2：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电动机供电电路包括保险管FU1、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6及电容C1, 二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6构成第一全桥整流电路变压器T的第一次级端连接第一全桥整流电路的输入端，保险管FU1设置在第一次级端的任一端上，电容C1并联在第一全桥整流电路的输出端上且作为电动机供电电路的输出端与电机M的电枢绕组相连接；
实施例3：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述二极管D5的负极与二极管D4的正极相连接且通过保险管FU1和导线连接在第一次级端的一端上，二极管D6的负极与二极管D3的正极共接且连接在第一次级端的另一端上；二极管D5的正极与二极管D6的正极共接且接地，二极管D4的负极与二极管D3的负极共接，二极管D4的负极通过电容C1接二极管D5的正极，电容C1构成输出端与电机M的电枢绕组相连接。
实施例4：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述低压供电电路包括低压整流桥、π型RC滤波器、可调稳压电路，所述低压整流桥的输入端连接第二次级端，低压整流桥的输出端与π型RC滤波器的输入端相连接，π型RC滤波器的输出端与可调稳压电路的输入端相连接，可调稳压电路的输出端分别与驱动电路及耦合电路相连接。
实施例5：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述低压整流桥包括二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10，二极管D7的正极与二极管D8的正极相连接且接地，二极管D7的负极与二极管D10的正极相连接且与第二次级端的第一端相连接，二极管D10的负极与二极管D9的负极相连接，二极管D9的正极与二极管D8的负极相连接且连接第二次级端的第二端。
实施例6：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述π型RC滤波器包括电容C2、电容C3及电阻R21，电容C2的第一端分别与电阻R2的第一端和二极管D10的负极相连接，电容C2的第二端连接电容C3的第二端且接地，电容C3的第一端连接电阻R21的第二端。
实施例7：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述可调稳压电路包括稳压芯片UI1、电位器W1、电阻R20及电容C4,电容C3的第一端连接稳压芯片UI1的IN脚，稳压芯片UI1的ADJ脚通过电位器W1接地，且ADJ脚还通过电阻R20连接稳压芯片UI1的Uo脚，稳压芯片UI1的Uo脚还通过电容C4接地，电容C4的地与二极管D7之间的地相互隔离；电容C4作为低压供电电路的输出端分别与驱动电路及耦合电路相连接。
实施例8：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述稳压芯片UI1采用LM317三端可调稳压器。
实施例9：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述变压器T采用待铁芯变压器。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.采用直流稳压供电的电机驱动电路，其特征在于：设置有供电系统、电机M、驱动电路、三态门电路、保护电路及耦合电路，所述供电系统分别与驱动电路、耦合电路和电机M相连接，驱动电路连接三态门电路，三态门电路与耦合电路相连接，耦合电路还通过保护电路连接驱动电路；所述供电系统包括变压器T、电动机供电电路及低压供电电路，变压器T第一次级端与电动机供电电路的输入端相连接，变压器T第二次级端与低压供电电路的输入端相连接，电动机供电电路的输出端与电机M的电枢绕组相连接，低压供电电路的输出端与驱动电路及耦合电路相连接。
2.根据权利要求1所述的采用直流稳压供电的电机驱动电路，其特征在于：所述电动机供电电路包括保险管FU1、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6及电容C1, 二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6构成第一全桥整流电路变压器T的第一次级端连接第一全桥整流电路的输入端，保险管FU1设置在第一次级端的任一端上，电容C1并联在第一全桥整流电路的输出端上且作为电动机供电电路的输出端与电机M的电枢绕组相连接。
3.根据权利要求2所述的采用直流稳压供电的电机驱动电路，其特征在于：所述二极管D5的负极与二极管D4的正极相连接且通过保险管FU1和导线连接在第一次级端的一端上，二极管D6的负极与二极管D3的正极共接且连接在第一次级端的另一端上；二极管D5的正极与二极管D6的正极共接且接地，二极管D4的负极与二极管D3的负极共接，二极管D4的负极通过电容C1接二极管D5的正极，电容C1构成输出端与电机M的电枢绕组相连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的采用直流稳压供电的电机驱动电路，其特征在于：所述低压供电电路包括低压整流桥、π型RC滤波器、可调稳压电路，所述低压整流桥的输入端连接第二次级端，低压整流桥的输出端与π型RC滤波器的输入端相连接，π型RC滤波器的输出端与可调稳压电路的输入端相连接，可调稳压电路的输出端分别与驱动电路及耦合电路相连接。
5.根据权利要求4所述的采用直流稳压供电的电机驱动电路，其特征在于：所述低压整流桥包括二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10，二极管D7的正极与二极管D8的正极相连接且接地，二极管D7的负极与二极管D10的正极相连接且与第二次级端的第一端相连接，二极管D10的负极与二极管D9的负极相连接，二极管D9的正极与二极管D8的负极相连接且连接第二次级端的第二端。
6.根据权利要求5所述的采用直流稳压供电的电机驱动电路，其特征在于：所述π型RC滤波器包括电容C2、电容C3及电阻R21，电容C2的第一端分别与电阻R2的第一端和二极管D10的负极相连接，电容C2的第二端连接电容C3的第二端且接地，电容C3的第一端连接电阻R21的第二端。
7.根据权利要求6所述的采用直流稳压供电的电机驱动电路，其特征在于：所述可调稳压电路包括稳压芯片UI1、电位器W1、电阻R20及电容C4,电容C3的第一端连接稳压芯片UI1的IN脚，稳压芯片UI1的ADJ脚通过电位器W1接地，且ADJ脚还通过电阻R20连接稳压芯片UI1的Uo脚，稳压芯片UI1的Uo脚还通过电容C4接地，电容C4的地与二极管D7之间的地相互隔离；电容C4作为低压供电电路的输出端分别与驱动电路及耦合电路相连接。
8.根据权利要求7所述的采用直流稳压供电的电机驱动电路，其特征在于：所述稳压芯片UI1采用LM317三端可调稳压器。
9.根据权利要求1-3,5-8任一项所述的采用直流稳压供电的电机驱动电路，其特征在于：所述变压器T采用待铁芯变压器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180327 |