CN109660157A - 一种直流电机驱动电路 - Google Patents

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胡梦真
卓秀波
向小军
林崐
朱定林
尚亚浩
钟保仁
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
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Abstract

本发明公开了一种直流电机驱动电路，包括有单片机、NPN三极管Q1、PNP三极管Q2、第一限流电阻R1、第一分压电阻R2、第二分压电阻R3、第一可变电阻R4、第二可变电阻R5、第二限流电阻R6以及电容C1，利用单片机通过IO口控制直流电机控制端口的开和关，其中，利用第一可变电阻R4与第二可变电阻R5之间电阻值进行适应性的调节，以实现对直流电机控制端口处的电压进行调节，从而实现了0‑15V的控制电压范围，以便于适应不同型号的直流电机，适用面更广。

Description

一种直流电机驱动电路
技术领域
本发明涉及家电应用领域(如空调、暖风机等)的技术领域，尤其是指一种直流电机驱动电路。
背景技术
目前，电机的调速控制方式比较多，其中一种便是通过单片机控制输出来控制电机调速，其优点是调节精度较高，但存在如下缺点：1)组成控制调整部分的电路结构复杂、部件成本高，因此造成产品的整体成本较高，需要在一个比较完善的开发平台来完成开发设计；2)仅适合在一些高精度的场合使用，不适宜在要求不高的场合推广使用。
其次，在现有家电应用领域中（比如空调之类的制冷设备）已经广泛应用有风机（直流电机），而现有的单片机直接驱动直流电机电压范围在0-5V，电压范围较窄，可驱动的电机型号有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于0～15V电压范围的直流电机驱动电路。
为了实现上述的目的，本发明所提供的一种直流电机驱动电路，包括有单片机、NPN三极管Q1、PNP三极管Q2、第一限流电阻R1、第一分压电阻R2、第二分压电阻R3、第一可变电阻R4、第二可变电阻R5、第二限流电阻R6以及电容C1，所述单片机的IO口与第一限流电阻R1一端相连接且第一限流电阻R1另一端与NPN三极管Q1基极相连接；所述NPN三极管Q1集电极与第二分压电阻R3一端相连接且所述第二分压电阻R3另一端分别与第一分压电阻R2一端、PNP三极管Q2基极相连接；第一分压电阻R2另一端与预设有的外置+15V电源相连接；第一可变电阻R4两端分别与外置+15V电源、PNP三极管Q2发射极相连接；所述PNP三极管Q2集电极分别与第二可变电阻R5一端、第二限流电阻R6一端相连接；所述第二限流电阻R6另一端分别与电容C1一端、预设有的直流电机的控制端口相连接；所述NPN三极管Q1的发射极、第二可变电阻R5另一端以及电容C1另一端均接地。
进一步，所述电容C1为无极性电容。
进一步，所述单片机的IO口用于输出方波信号并调节所输出的方波信号的占空比。
本发明采用上述的方案，其有益效果在于：利用单片机通过IO口控制直流电机控制端口的开和关，其中，利用第一可变电阻R4与第二可变电阻R5之间电阻值进行适应性的调节，以实现对直流电机控制端口处的电压进行调节，从而实现了0-15V的控制电压范围，以便于适应不同型号的直流电机，适用面更广。
附图说明
图1为本发明的直流电机驱动电路的示意图。
其中，1-单片机，2-NPN三极管Q1，3-PNP三极管Q2，4-第一限流电阻R1，5-第一分压电阻R2，6-第二分压电阻R3，7-第一可变电阻R4，8-第二可变电阻R5，9-第二限流电阻R6，10-电容C1，11-外置+15V电源，12-直流电机控制端口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
参见附图1所示，在本实施例中，一种直流电机驱动电路，包括有单片机（1）、NPN三极管Q1（2）、PNP三极管Q2（3）、第一限流电阻R1（4）、第一分压电阻R2（5）、第二分压电阻R3（6）、第一可变电阻R4（7）、第二可变电阻R5（8）、第二限流电阻R6（9）以及电容C1（10），其中，本实施例IDE直流电机驱动电路用于控制空调设备中的风机，即，还配置有外置+15V电源（11）和直流电机，以便于实现对直流电机转速的调节。
在本实施例中，单片机（1）的IO口与第一限流电阻R1（4）一端相连接且第一限流电阻R1（4）另一端与NPN三极管Q1（2）基极相连接；NPN三极管Q1（2）集电极与第二分压电阻R3（6）一端相连接且第二分压电阻R3（6）另一端分别与第一分压电阻R2（5）一端、PNP三极管Q2（3）基极相连接；第一分压电阻R2（5）另一端与预设有的外置+15V电源（11）相连接；第一可变电阻R4（7）两端分别与外置+15V电源（11）、PNP三极管Q2（3）发射极相连接；PNP三极管Q2（3）集电极分别与第二可变电阻R5（8）一端、第二限流电阻R6（9）一端相连接；第二限流电阻R6（9）另一端分别与电容C1（10）一端、预设有直流电机控制端口（12）相连接；所述NPN三极管Q1（2）的发射极、第二可变电阻R5（8）另一端以及电容C1（10）另一端均接地。通过上述便构成了直流电机驱动电路，以便于对直流电机进行开启、关闭以及调速的功能。
进一步，本实施例的电容C1（10）采用的是无极性电容。
在本实施例中，单片机（1）作为本领域中常用的电控处理器，通过其IO口输出方波信号并调节所输出的方波信号的占空比，以便于通过占空比的变化以实现对风机转速的调节。
本领域所知悉的NPN三极管Q1（2）基极高电平导通以及PNP三极管Q2（3）基极低电平导通，其原理属于公知常识，在本实施例中不再对其进行赘述。
在本实施例中，第一限流电阻R1（4）设置于单片机（1）IO口输出端，用于对IO口进行限流，起到保护IO口的作用。
为了便于理解，通过结合具体的实施例对上述的直流电机驱动电路作出进一步说明。
在本实施例中，利用驱动电路开启直流电机工作的具体工作原理如下：单片机（1）的IO口输出有效的高电平方波信号经过第一限流电阻R1（4）传输至NPN三极管Q1（2）基极，高电平方波信号令NPN三极管Q1（2）呈导通状态，经过第一分压电阻R2（5）、第二分压电阻R3（6）的分压作用，使外置+15V电源（11）输出至PNP三极管Q2（3）基极处电压低于发射极处电压，满足其导通条件，进而令PNP三极管Q2（3）呈导通状态，在此状态下NPN三极管Q1（2）、PNP三极管Q2（3）均呈导通状态，再通过调整第一可变电阻R4（7）及第二可变电阻R5（8）的电阻值，从而实现对第一可变电阻R4（7）与第二可变电阻R5（8）之间电阻值比例，从而实现调整第二可变电阻R5（8）从外置+15V电源（11）所分得的电压，直至有足够的电流能够经第二限流电阻R6（9）传输至直流电机控制端口（12）处，从而驱使直流电机实现启动工作。
待第一可变电阻R4（7）和第二可变电阻R5（8）电阻值确定下来保持不变，且直流电机也正常启动后，利用单片机（1）运行预设定的软件设计算法（属公知常识，在此处不再对其进行赘述）来调节单片机（1）的IO口所输出方波的占空比，从而实现对由R5输出的方波的占空比进行调节，从而实现对流向直流电机控制端口（12）处的电压值进行调节，即，占空比越大，则电机转速越快；反之，占空比越小，则电机转速越慢，进而实现对直流电机转速的调节功能。即，上述为利用驱动电路对直流电机转速的调节工作原理。
另外，需要让直流电机停下时，只需通过单片机（1）的IO口输出有效的低电平方波信号经过第一限流电阻R1（4）传输至NPN三极管Q1（2）基极，由于低电平方波信号令NPN三极管Q1（2）呈截止状态，使第二分压电阻R3（6）没有电流流过，压降为零且不再分压，进而让外置+15V电源（11）输出至PNP三极管Q2（3）基极处的电压高于发射极处电压，令导致PNP三极管Q2（3）呈截止状态，最终使得外置+15V电源（11）的电流无法传输直流电机控制端口（12）处，直流电机控制端口（12）与外置+15V电源（11）之间呈断路，便完成了直流电机的停机操作。
利用调整第一可变电阻R4（7）与第二可变电阻R5（8）之间电阻值比例来控制流向直流电机控制端口（12）处的电压，以便于根据实际所采用的直流电机型号，选择相适应的电阻值比例，确保流向直流电机控制端口（12）处的电压符合其额定电压，进而实现对0-15V的控制电压范围内的不同型号的直流电机的控制。
以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种直流电机驱动电路，其特征在于：包括有单片机（1）、NPN三极管Q1（2）、PNP三极管Q2（3）、第一限流电阻R1（4）、第一分压电阻R2（5）、第二分压电阻R3（6）、第一可变电阻R4（7）、第二可变电阻R5（8）、第二限流电阻R6（9）以及电容C1（10），所述单片机（1）的IO口与第一限流电阻R1（4）一端相连接且第一限流电阻R1（4）另一端与NPN三极管Q1（2）基极相连接；所述NPN三极管Q1（2）集电极与第二分压电阻R3（6）一端相连接且所述第二分压电阻R3（6）另一端分别与第一分压电阻R2（5）一端、PNP三极管Q2（3）基极相连接；第一分压电阻R2（5）另一端与预设有的外置+15V电源（11）相连接；第一可变电阻R4（7）两端分别与外置+15V电源（11）、PNP三极管Q2（3）发射极相连接；所述PNP三极管Q2（3）集电极分别与第二可变电阻R5（8）一端、第二限流电阻R6（9）一端相连接；所述第二限流电阻R6（9）另一端分别与电容C1（10）一端、预设有的直流电机控制端口（12）相连接；所述NPN三极管Q1（2）的发射极、第二可变电阻R5（8）另一端以及电容C1（10）另一端均接地。
2.根据权利要求1所述的一种直流电机驱动电路，其特征在于：所述电容C1（10）为无极性电容。
3.根据权利要求1所述的一种直流电机驱动电路，其特征在于：所述单片机（1）的IO口用于输出方波信号并调节所输出的方波信号的占空比。
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