CN114123868A - 一种直流无刷电机驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直流无刷电机驱动器,包括微处理器、滤波模块、语音指令输入模块、存储模块、显示电路模块、手动控制模块、电压电流检测模块、报警模块、驱动电路模块、霍尔信号检测模块、调速信号检测模块和正反转检测模块,语音指令输入模块通过滤波模块与微处理器连接,存储模块、显示电路模块和手动控制模块与微处理器连接,电压电流检测模块分别与微处理器和报警模块连接,微处理器通过驱动电路模块驱动直流无刷电机,霍尔信号检测模块、调速信号检测模块和正反转检测模块均与微处理器连接。本发明可以通过语音指令输入模块接收语音控制指令,实现语音控制功能,控制方式更加多样、灵活、方便,同时还具备手动控制功能以及过压过流报警功能。
Description
技术领域
本发明属于电机驱动控制技术领域,涉及无刷电机驱动技术领域,特别是涉及一种直流无刷电机驱动器。
背景技术
直流无刷电机是一种具有串励直流电机起动特性和并励直流电机调速特性的梯形波/方波电机,其基本结构包括电机本体、功率驱动电路及位置传感器三部分。随着电机技术、电力电子技术、数字控制技术、控制理论以及传感器技术的日益发展与应用,目前的直流无刷电机的一般控制技术已经日趋成熟,相关生产制造工艺和通用技术也均规范化。由于直流无刷电机具有结构简单、出力大和效率高等特点,因此被广泛应用于家用电器、自动化办公设备、电动汽车、航空航天、军用和民用的机器人等领域。
虽然现有的直流无刷电机驱动器已经能够实现对直流无刷电机的高效、可靠控制,但是传统的直流无刷电机驱动器控制方式单一,且驱动电路电源结构复杂。
发明内容
基于此,有必要针对传统的直流无刷电机驱动器存在的控制方式单一、驱动电路电源结构复杂的问题,提供一种直流无刷电机驱动器。
为解决上述问题,本发明采取如下的技术方案:
一种直流无刷电机驱动器,包括微处理器、滤波模块、语音指令输入模块、存储模块、显示电路模块、手动控制模块、电压电流检测模块、报警模块、驱动电路模块、霍尔信号检测模块、调速信号检测模块以及正反转检测模块,其中所述语音指令输入模块通过所述滤波模块与所述微处理器连接,所述存储模块、所述显示电路模块和所述手动控制模块分别与所述微处理器连接,所述电压电流检测模块分别与所述微处理器和所述报警模块连接,所述微处理器通过所述驱动电路模块对所述直流无刷电机进行驱动,所述霍尔信号检测模块、所述调速信号检测模块和所述正反转检测模块均与所述微处理器连接;
所述语音指令输入模块接收输入的语音指令,所述滤波电路对所述语音指令进行滤波后输出语音信号至所述微处理器,所述微处理器将所述语音信号与所述存储模块中预先存储的语音信号进行比对匹配,并根据比对匹配结果输出相应的控制信号至所述驱动电路模块,使所述驱动电路模块驱动直流无刷电机,同时,所述霍尔信号检测模块、所述调速信号检测模块和所述正反转检测模块分别检测所述直流无刷电机的转子位置、转速和转动方向,并将检测结果发送所述微处理器;
所述电压电流检测模块用于检测所述直流无刷电机的电压或者电流,并且在发生电压过载或者电流过载时驱动所述报警模块进行报警;
所述手动控制模块用于向所述微处理器手动输入控制指令,所述显示电路模块用于在所述微处理器的控制下显示所述直流无刷电机的运动状态参数。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明所提出的直流无刷电机驱动器可以通过语音指令输入模块接收语音控制指令,实现语音控制功能,控制方式更加多样、灵活、方便,同时还具备手动控制功能以及过压过流报警功能;本发明中的驱动电路模块采用以VIPer22A作为功率开关芯片、78L05作为稳压器的开关电源,能够为驱动电路模块提供较大的输出功率的同时,具有效率高的特性,且电源电路整体较为简洁,有利于降低驱动器的整机重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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获得其他的附图。
图1为本发明所述的直流无刷电机驱动器的结构示意图;
图2为本发明中驱动电路模块的开关电源的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
在其中一个实施例中,如图1所示,本发明提供一种直流无刷电机驱动器,该直流无刷电机驱动器包括微处理器、滤波模块、语音指令输入模块、存储模块、显示电路模块、手动控制模块、电压电流检测模块、报警模块、驱动电路模块、霍尔信号检测模块、调速信号检测模块以及正反转检测模块,其中语音指令输入模块通过滤波模块与微处理器连接,存储模块、显示电路模块和手动控制模块分别与微处理器连接,电压电流检测模块分别与微处理器和报警模块连接,微处理器通过驱动电路模块对直流无刷电机进行驱动,霍尔信号检测模块、调速信号检测模块和正反转检测模块均与微处理器连接。
具体地,在本发明中,语音指令输入模块接收输入的语音指令,滤波电路对语音指令进行滤波后输出相应的语音信号至微处理器,微处理器将接收的语音信号与存储模块中预先存储的语音信号进行比对匹配,并根据比对匹配结果输出相应的控制信号至驱动电路模块,使驱动电路模块驱动直流无刷电机,同时,霍尔信号检测模块、调速信号检测模块和正反转检测模块分别检测直流无刷电机的转子位置、转速和转动方向,并将检测结果发送给微处理器。
电压电流检测模块用于检测直流无刷电机的电压或者电流,并且在发生电压过载或者电流过载时驱动报警模块进行报警。优选地,报警模块包括警示灯和用于在电压电流检测模块控制下对警示灯进行驱动的驱动电路。
手动控制模块用于向微处理器手动输入控制指令。优选地,手动控制模块包括电源开关、正反转控制按钮以及转速控制按钮,电源开关、正反转控制按钮以及转速控制按钮分别与微处理器连接。
显示电路模块用于在微处理器的控制下显示直流无刷电机的运动状态参数。优选地,显示电路模块采用LED显示屏对直流无刷电机的运动状态参数进行显示。
本发明所提出的直流无刷电机驱动器可以通过语音指令输入模块接收语音控制指令,实现语音控制功能,控制方式更加多样、灵活、方便,同时还具备手动控制功能以及过压过流报警功能。
进一步地,本发明中的驱动电路模块采用VIPer22A作为功率开关芯片,采用78L05作为稳压器。
更进一步地,驱动电路模块包括开关电源,如图2所示,开关电源包括输入端CN4、保险丝F2、热敏电阻NTC2、共模电感L4、整流桥DB1、功率开关芯片VIPer22A、二极管D13、二极管D14、稳压二极管DZ3、稳压二极管DZ4、稳压器78L05、电阻R56、电阻R57、电阻R80、电感L5、电感L6、电容C33、电容C37、电容C38、电容C39、电容C43、电容E4、电容E5、电容E6和发光二极管LED。其中,整流桥DB1可以采用桥式整流器SDB107实现,发光二极管LED采用绿色的LED灯珠。
仍参见图2,输入端CN4经共模电感L4与整流桥DB1的交流输入端连接,且在输入端CN4与共模电感L4之间串接保险丝F2和热敏电阻NTC2,在保险丝F2和热敏电阻NTC2之间,输入端CN4并接电容C33,整流桥DB1的直流输出端的正极与功率开关芯片VIPer22A的全部漏极脚连接,并且全部漏极脚经过电容E4接地,直流输出端的负极接地,功率开关芯片VIPer22A的引脚VDD分别与稳压二极管DZ3的负极、二极管D14的负极、电容C38的一端连接,反馈引脚FB分别与稳压二极管DZ3的正极和电容C37的一端连接,两个源极脚均与电容C37的另一端、电容C38的另一端、电感L5的一端、二极管D13的负极连接,电感L5的另一端分别与二极管D14的正极、电容E5的一端、稳压二极管DZ4的负极、电阻R56的一端、电阻R57的一端连接,电阻R56和电阻R57的另一端分别连接电容C39的一端和稳压器78L05的输出端Vout连接,稳压器78L05的输入端Vin与电感L6的一端连接,电感L6的另一端分别与电容C43的一端、电容E6的一端和发光二极管LED的阳极连接,发光二极管LED的阴极与电阻R80的一端连接,二极管D13的正极、电容E5的另一端、稳压二极管DZ4的正极、电容C39的另一端、稳压器78L05的接地端GND、电容C43的另一端、电容E6的另一端以及电阻R80的另一端均接地,稳压二极管DZ4的负极输出15V电压,发光二极管LED的阳极输出5V电压。共模电感L4的参数为4mH/1.5A,电感L5的参数为1mH/1A,电感L6的参数为100R@100M,电容E4的参数为100uF/400V,电容E5的参数为100uF/25V,电容E6的参数为100uF/16V,电容C37的参数为223uF/50V,电容C38的参数为4.7uF/50V,电容C39的参数为0.1uF,电容C43的参数为0.1uF。
在上述开关电源中,交流电压经过整流桥整流后得到直流电压,直流电压从功率开关芯片VIPer22A的漏极脚进入集成电路,经整流和稳压后供给驱动电路模块中的其他模块,为其提供15V或者5V的工作电压,同时利用发光二极管LED的亮灭来指示开关电源的工作状态。
进一步地,开关电源设有测试点TP2,测试点TP2位于稳压器78L05的接地端GND与电容C43的另一端之间。通过测试点TP2可以对开关电源的输出电压进行方便、及时的测试。
进一步地,功率开关芯片VIPer22A的输出功率可达到10W以上,因此根据实际需要为开关电源增加散热措施,例如单独设置散热片,散热片的材质采用铝材。
本发明中的驱动电路模块采用以VIPer22A作为功率开关芯片、78L05作为稳压器的开关电源,能够为驱动电路模块提供较大的输出功率的同时,具有效率高的特性,且电源电路整体较为简洁,有利于降低驱动器的整机重量。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,包括微处理器、滤波模块、语音指令输入模块、存储模块、显示电路模块、手动控制模块、电压电流检测模块、报警模块、驱动电路模块、霍尔信号检测模块、调速信号检测模块以及正反转检测模块,其中所述语音指令输入模块通过所述滤波模块与所述微处理器连接,所述存储模块、所述显示电路模块和所述手动控制模块分别与所述微处理器连接,所述电压电流检测模块分别与所述微处理器和所述报警模块连接,所述微处理器通过所述驱动电路模块对所述直流无刷电机进行驱动,所述霍尔信号检测模块、所述调速信号检测模块和所述正反转检测模块均与所述微处理器连接;
所述语音指令输入模块接收输入的语音指令,所述滤波电路对所述语音指令进行滤波后输出语音信号至所述微处理器,所述微处理器将所述语音信号与所述存储模块中预先存储的语音信号进行比对匹配,并根据比对匹配结果输出相应的控制信号至所述驱动电路模块,使所述驱动电路模块驱动直流无刷电机,同时,所述霍尔信号检测模块、所述调速信号检测模块和所述正反转检测模块分别检测所述直流无刷电机的转子位置、转速和转动方向,并将检测结果发送所述微处理器;
所述电压电流检测模块用于检测所述直流无刷电机的电压或者电流,并且在发生电压过载或者电流过载时驱动所述报警模块进行报警;
所述手动控制模块用于向所述微处理器手动输入控制指令,所述显示电路模块用于在所述微处理器的控制下显示所述直流无刷电机的运动状态参数。
2.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,所述驱动电路模块采用VIPer22A作为功率开关芯片,采用78L05作为稳压器。
3.根据权利要求2所述的一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,所述驱动电路模块包括开关电源,所述开关电源包括输入端CN4、保险丝F2、热敏电阻NTC2、共模电感L4、整流桥DB1、功率开关芯片VIPer22A、二极管D13、二极管D14、稳压二极管DZ3、稳压二极管DZ4、稳压器78L05、电阻R56、电阻R57、电阻R80、电感L5、电感L6、电容C33、电容C37、电容C38、电容C39、电容C43、电容E4、电容E5、电容E6和发光二极管LED;
所述输入端CN4经所述共模电感L4与所述整流桥DB1的交流输入端连接,且在所述输入端CN4与所述共模电感L4之间串接所述保险丝F2和所述热敏电阻NTC2,在所述保险丝F2和所述热敏电阻NTC2之间,所述输入端CN4并接所述电容C33,所述整流桥DB1的直流输出端的正极与所述功率开关芯片VIPer22A的全部漏极脚连接,并且全部漏极脚经过所述电容E4接地,直流输出端的负极接地,所述功率开关芯片VIPer22A的引脚VDD分别与稳压二极管DZ3的负极、二极管D14的负极、电容C38的一端连接,反馈引脚FB分别与稳压二极管DZ3的正极和电容C37的一端连接,两个源极脚均与电容C37的另一端、电容C38的另一端、电感L5的一端、二极管D13的负极连接,电感L5的另一端分别与二极管D14的正极、电容E5的一端、稳压二极管DZ4的负极、电阻R56的一端、电阻R57的一端连接,电阻R56和电阻R57的另一端分别连接电容C39的一端和稳压器78L05的输出端Vout连接,稳压器78L05的输入端Vin与电感L6的一端连接,电感L6的另一端分别与电容C43的一端、电容E6的一端和发光二极管LED的阳极连接,发光二极管LED的阴极与电阻R80的一端连接,二极管D13的正极、电容E5的另一端、稳压二极管DZ4的正极、电容C39的另一端、稳压器78L05的接地端GND、电容C43的另一端、电容E6的另一端以及电阻R80的另一端均接地,稳压二极管DZ4的负极输出15V电压,发光二极管LED的阳极输出5V电压。
4.根据权利要求3所述的一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,所述开关电源设有测试点TP2,所述测试点TP2位于所述稳压器78L05的接地端GND与电容C43的另一端之间。
5.根据权利要求3所述的一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,所述开关电源单独设有材质为铝材的散热片。
6.根据权利要求3所述的一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,所述整流桥DB1采用桥式整流器SDB107。
7.根据权利要求3所述的一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,所述发光二极管LED为绿色的LED灯珠。
8.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,所述手动控制模块包括电源开关、正反转控制按钮以及转速控制按钮,所述电源开关、所述正反转控制按钮以及所述转速控制按钮分别与所述微处理器连接。
9.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,所述显示电路模块采用LED显示屏对所述直流无刷电机的运动状态参数进行显示。
10.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动器,其特征在于,所述报警模块包括警示灯和用于在所述电压电流检测模块控制下对所述警示灯进行驱动的驱动电路。
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