CN1833834A - 用于理发器的驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种用于理发器的驱动电路，包括电动机以及任何负载状态下以恒定速度操作电动机的控制电路，该控制电路包括，用于检测理发器的电源电压和理发器的电流的检测装置31，用于产生误差信号的处理器装置32，该误差信号指示保持恒定电机速度所必需的电源电压的变化，以及包括响应该误差信号的驱动装置34，该驱动装置用于调整理发器的电源电压而以所述恒定速度驱动电机。

Description

用于理发器的驱动电路

技术领域

本发明涉及一种用于理发器的驱动电路，以及涉及一种装备有这样的驱动电路的理发器。

背景技术

已知的理发器通常包括固定的和可移动的刀片和用于将可移动刀片相对于固定刀片往复运动的直流电机。如果电机的电源电压保持恒定，随着负载电流的上升，理发器的剪发速度就会下降，这会损坏头发并且给使用者带来疼痛。

本发明旨于克服上述缺陷。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于理发器的驱动电路，包括电动机以及在任何负载情况下以恒定速度操作电动机的控制电路，该控制电路包括：用于检测理发器电源电压和理发器电流的检测装置，用于产生误差信号的处理器装置，该误差信号指示保持恒定电动机转速所必需的电源电压变化，以及包括响应该误差信号调整理发器的电源电压而以所述恒定转速驱动电动机的驱动装置。

优选地，提供误差信号放大器用于在将信号提供给驱动装置之前放大由处理器产生的误差信号。

优选地，该控制电路是模拟电路或数字电路。

优选地，以线性模式或脉宽调制切换模式调整该理发器的电源电压。

根据本发明的第二方面，提供一种理发器，其装备有根据本发明第一方面的驱动电路。

附图说明

将参考附图通过实施例更具体地描述本发明，其中：

图1是示意已知理发器特性的曲线图，

图2是示意在恒定速度下理发器电压和电流之间的关系的曲线图，

图3a是理发器的示意性模型，

图3b是示意施加于理发器移动刀片的力的示意图，

图4是根据本发明第一方面的驱动电路的示意图，

图5是根据本发明第一方面的驱动电路的一具体实施例的电路图，

图6是根据本发明第一方面的驱动电路的另一具体实施例的电路图，

图7是根据本发明第一方面的驱动电路的又一具体实施例的电路图。

具体实施方式

首先，参考图1，在此示出的理发器的速度-电流特性表明，对于恒定的电源电压，随着负载电流的增加，理发器的速度将下降。该情形发生在理发器透入使用者头发时，并且还取决于用于理发器移动刀片的润滑剂量。如上所述，理发器速度的减小会损坏头发并且会给使用者带来疼痛。

图2显示了当理发器的负载增加时可以通过增加理发器的电源电压来保持恒定的剪发速度。因此当施加到理发器刀片的力导致负载电流增加ΔI时，为了保持恒定速度，理发器的电源电压必须增加ΔV。应该注意，已经发现这是一种线性关系。

图3a是理发器的示意性模型。该模型由电源电压21与动态电阻22串联来表示。因此，理发器的电源电压是：

V＝E_NL+R_d(I-I_NL)   (1.1)

其中

V是理发器的电源电压，

I是理发器电流，

I_NL是理发器的无负载电流，

E_NL是理发器的无负载电压，

R_d是理发器的动态电阻。

无负载情况发生在当理发器刀片之间没有头发并有充足的润滑剂来操作理发器刀片时。

实验上，E_NL和I_NL仅仅是在无负载条件下以预定剪发速度测量的。如上所述，如果将力F施加到移动刀片上，如图3b所示，理发器的电流将增加ΔI。然而，通过将理发器的电源电压增加ΔV可保持速度。

通过对等式(1.1)进行偏微分，理发器的动态电阻可以表示为：

R_d＝ΔV/ΔI

其中

ΔV是将理发器保持无负载速度下的V增加量。

ΔI是施加F下的I增加量。

图4是用于在任何条件下保持恒定电机速度的驱动电路的示意图。

理发器由附图标记23示意性示出。它包括固定的和可移动的刀片以及用于将可移动刀片相对于固定刀片往复运动的PMDC微电动机。理发器23的驱动电路包括信号检测器31，用于检测理发器的电源电压和理发器的电流，用于产生误差信号的处理器，误差信号放大器33和电机驱动器34。该误差信号指示电源电压的变化，该电源电压是保持恒定电机速度所必需的。

电动机驱动器34响应于由处理器32和误差信号放大器33产生的该误差信号，以及调整理发器的电源电压以恒定速度驱动理发器。

在处理器32中，误差信号由下列等表示：

误差＝V_REFK₂I-K₁V  (2.1)

其中

V_REF是由目标速度限定的参考电压，

K₁是电压系数，

K₂是电流系数，

V是控制器的输出电压，

I是理发器电流。

通过连续地调整电机驱动器34，处理器32将达到并且保持在误差为零的稳定状态。因此，等式(2.1)可以写成如下形式：

$V=\frac{1}{K}{V}_{\mathrm{REF}}+\frac{K_2}{K_1}I\·\·\·\left(2.2\right)$

推出控制器的输出V是与V_REF和I成比例的。与等式(1.1)比较，等式(2.2)中的参数模拟的是无负载理发器的电压及其动态电阻。也就是：

$\frac{V_{\mathrm{REF}}}{K_1}=E_{\mathrm{NL}}-R_d{I}_{\mathrm{NL}}\·\·\·\left(2.3\right)$ 以及

$\frac{K_2}{K_1}=R_d\·\·\·\left(2.4\right)$

这仅仅是实验上得到的V_REF/K1和K2/K1参数。

因此，通过实时执行等式(2.2)，控制器检测I的电流值并且对V实施校正作用，从而剪发的速度可以保持恒定。

现在参考图5，理发器的电压V由线性模式工作的功率晶体管Q₂控制。在本实施例中，检测器31包括电阻R₂₇，电容C₁和电阻R₃₄。处理器32包括电阻R₂₅，R₂₆，R₃₂，R₃₃，R₂₈和R₂₉以及运算放大器(运算放大器)U₁。误差信号放大器33包括运算放大器U₂和电容C₂。电机驱动器34包括电阻R₂₃和R₃₁以及功率晶体管Q₁和Q₂。这是没有复杂的集成电路的模拟、低成本电路，该电路用于处理控制和电流检测。当电机驱动器以线性模式工作时还具有最小的EMI。

图6中所示的电路与图5所示的电路类似，除了电机驱动器34是工作在脉宽调制(PWM)切换模式。同时，设置非并联二极管42横过理发器23以给电机电流提供空转路径。

对于一些高级型式的驱动电路，将提供诸如LCD、可触知的键盘和电池充电控制器的复杂部件。因此使用数字芯片速度控制将比图5和图6中所描述的模拟型式更通用。

图7示出了利用微控制器单元(MCU)51的方式，其从检测器31中读取理发器的情况并且执行等式(2.2)以控制电机驱动器34以线性模式或PWM切换模式工作。

因此，可以提供用于无论是何负载条件而以恒定速度操作理发器电机的驱动电路。该驱动电路可以是模拟电路或数字电路，并且可以线性模式或PWM切换模式调整理发器的电压。通过无论是何负载条件下保持恒定限幅速度，头发将不会被损坏或被移动刀片挤压。因此使用者在理发期间将感到更加舒适。其次，理发器可以设计为工作在相对低的剪发速度以使噪声最小。第三，应用到理发器刀片的润滑剂量将不会影响理发器的速度。

仅是以例子的形式给出了上述的实施例，本领域技术人员可以明显地做出各种变形而不脱离由所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (8)

1、一种用于理发器的驱动电路，包括电动机以及在任何负载状态下都以恒定速度操作电动机的控制电路，该控制电路包括，用于检测理发器的电源电压和理发器的电流的检测装置，用于产生误差信号的处理器装置，该误差信号指示保持恒定电机速度所必需的电源电压的变化，以及包括响应该误差信号而调整理发器的电源电压，以所述恒定速度驱动电动机的驱动装置。

2、根据权利要求1所述的驱动电路，其中提供误差信号放大器，用于在将由处理器产生的误差信号提供给驱动装置之前放大该信号。

3、根据权利要求1或2所述的驱动电路，其中该控制电路是模拟电路。

4、根据权利要求1或2所述的驱动电路，其中该控制电路是数字电路。

5、根据权利要求1所述的驱动电路，设计为以线性模式调整该理发器的电源电压。

6、根据权利要求1所述的驱动电路，设计为以脉宽调制切换模式调整该理发器的电源电压。

7、一种如以上参考附图所示的任何一个实施例所描述的用于理发器的驱动电路。

8、一种理发器，其装备有前述任何一项权利要求所述的的驱动电路。

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