CN203251265U

CN203251265U - 电机开关电路和电机驱动装置

Info

Publication number: CN203251265U
Application number: CN 201320177532
Authority: CN
Inventors: 乔宏
Original assignee: SHENZHEN SHOU BAI RUI MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN SHOU BAI RUI MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2023-04-10

Abstract

本实用新型适用于电工工具领域，提供了一种电机开关电路，与电机以及控制所述电机工作的控制器连接，包括：开关管；开关触点连接在所述电机的供电回路上，工作时在所述开关管导通前先闭合、在所述开关管关断后关断的继电器；电源输入端与所述控制器连接、驱动端与所述开关管的控制端连接的开关管驱动器；输入端与所述控制器连接、输出端与所述继电器的线圈连接的继电器驱动器。使用双重控制电机的开启和关闭，在无电流的情况下控制接触式开关动作，避免了使用一个接触式开关控制电机的开启和关闭会产生火花，会导致电机电路产生误动作，甚至短路损毁问题。本实用新型还提供一种包括电机开关电路的电机驱动装置。

Description

电机开关电路和电机驱动装置

技术领域

本实用新型属于电机控制领域，尤其涉及一种电机开关电路和电机驱动装置。

背景技术

在传统的电机的应用中，为了直接控制，通常使用一个接触式开关控制电机的开启和关闭，但是，由于电机的功率较大，接触式开关动作时往往产生火花，火花的产生会令到电机中其他的电路产生误动作，甚至发生短路损坏设备。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种电机开关电路，旨在解决使用一个接触式开关控制电机的开启和关闭会产生火花的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种电机开关电路，与电机以及控制所述电机工作的控制器连接，包括：

输入端、输出端分别与电源正极、所述电机的正输入端连接或分别与所述电机的负输入端、地连接的开关管；

开关触点连接在所述电机的供电回路上，工作时在所述开关管导通前先闭合、在所述开关管关断后关断的继电器；

电源输入端与所述控制器连接、驱动端与所述开关管的控制端连接的开关管驱动器；

输入端与所述控制器连接、输出端与所述继电器的线圈连接的继电器驱动器。

进一步地，还包括光电耦合器和二极管D1，所述光电耦合器的第一输入端与所述控制器的开关管控制端连接、第二输入端接地，所述二极管D1的阳极与直流电源连接、阴极与所述光电耦合器的第一输出端连接，所述光电耦合器的第二输出端与所述开关管驱动器的电源输入端连接并通过一分压电阻R5接地。

进一步地，还包括取样电阻R1、驱动电阻R2，所述开关管驱动器的检测端通过取样电阻R1与所述电机供电回路任一点连接，所述开关管驱动器的驱动端通过所述驱动电阻R2与所述开关管的控制端栅极连接，驱动所述开关管通断。

进一步地，还包括限流电阻R3和续流二极管D2，所述限流电阻R3连接在所述开关管的控制端和输出端之间，所述续流二极管D2的阳极与所述开关管的控制端连接、阴极与所述开关管驱动器的驱动端连接。

进一步地，所述开关管为N型MOS管Q1，所述开关管的输入端、输出端、控制端依次为所述N型MOS管Q1的漏极、源极、栅极。

进一步地，所述N型MOS管Q1的漏极与所述电机的负输入端连接、源极经一分压电阻R4接地、栅极经所述驱动电阻R2与所述开关管驱动器的驱动端连接，所述开关管驱动器的检测端通过所述取样电阻R1与所述N型MOS管Q1的源极连接。

进一步地，所述继电器包括第一继电器和第二继电器，其中，

所述第一继电器的线圈一端与所述继电器驱动器的一个输出端连接、另一端与电源连接，所述第一继电器的第一动触点与所述开关管的输入端连接、第二动触点与电源连接、第一常开触点与所述电机的正输入端连接、第二常开触点与所述电机的负输入端连接；

所述第二继电器的线圈一端与所述继电器驱动器的另一个输出端连接、另一端与电源连接，所述第二继电器的第一动触点与所述电机的负输入端连接、第二动触点与所述电机的正输入端连接、第一常开触点与所述第一继电器的第一常闭触点连接、第二常开触点与所述第一继电器的第二常闭触点连接，所述第二继电器的第一常闭触点悬空、第二常闭触点悬空。

进一步地，所述开关管驱动器为的型号为IR2121或IR2125的单通道驱动器。

本实用新型实施例的另一目的在于提供一种电机驱动装置，包括上述的电机开关电路。

上述电机开关电路在电机的供电回路中设置开关管和继电器，关闭电机时开关管驱动器先驱动开关管关断，在供电回路无电流的情况下继电器驱动器再驱动继电器断开；开启时，在供电回路无电流的情况下继电器驱动器先驱动继电器闭合，其后再开关管驱动器再驱动开关管导通，使用双重控制电机的开启和关闭，在无电流的情况下控制接触式开关动作，避免了使用一个接触式开关控制电机的开启和关闭会产生火花，会导致电机电路产生误动作，甚至短路损毁问题。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的电机开关电路的模块图；

图2是本实用新型第二实施例提供的电机开关电路的模块图；

图3是本实用新型实施例提供的电机开关电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，示出了一优选实施例提供的电机开关电路内部电路的模块图，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。

一种电机开关电路100，与电机200以及控制电机200工作的控制器300连接，电机开关电路100包括开关管102、继电器K1、继电器驱动器104以及开关管驱动器106

开关管102的输入端、输出端分别与电源VCC的正极、电机200的正输入端，或开关管102的输入端、输出端分别与电机200的负输入端、地连接；继电器K1的开关触点连接在电机200的供电回路上（即电机200的正输入端与电源VCC的正极和/或电机200的负输入端与地之间），继电器K1工作时在开关管102导通前先闭合、在开关管102关断后关断；开关管驱动器106的电源输入端与控制器300连接、驱动端与开关管102的控制端连接；继电器驱动器104的输入端与控制器300连接、输出端与继电器K1的线圈连接。

上述电机开关电路100在电机200的供电回路中设置开关管102和继电器K1，关闭电机200时开关管驱动器106先驱动开关管102关断，在供电回路无电流的情况下继电器驱动器104再驱动继电器K1断开；开启时，在供电回路无电流的情况下继电器驱动器104先驱动继电器K1闭合，其后再开关管驱动器106再驱动开关管102导通，使用双重控制电机200的开启和关闭，在无电流的情况下控制接触式开关动作，避免了使用一个接触式开关控制电机200的开启和关闭会产生火花，会导致电机电路产生误动作，甚至短路损毁问题。

在优选的实施例中，参考图3，电机开关电路100还包括光电耦合器U1和二极管D1，光电耦合器U1的第一输入端与控制器的开关管102控制端连接、第二输入端接地，二极管D1的阳极与直流电源+5V连接、阴极与光电耦合器U1的第一输出端连接，光电耦合器U1的第二输出端与开关管驱动器106的电源输入端IN连接并通过一分压电阻R5接地。光电耦合器U1包括发光源和受光器，发光源的输入端为上述的第一输入端，发光源的输出端为上述的第二输入端，受光器的输入端为上述的第一输出端，受光器的输出端为上述的第二输出端。发光源一般为发光二极管，受光器一般为光敏三极管。

在优选的实施例中，参考图3，电机开关电路100还包括取样电阻R1、驱动电阻R2，优选地，开关管驱动器106为的型号为IR2121或IR2125的单通道开关管驱动器。开关管驱动器106的检测端cs通过取样电阻R1与电机200的供电回路任一点连接，即检测端cs通过取样电阻R1与电机200的正输入端和电源VCC之间的供电回路连接、或与负输入端和地之间的供电回路连接，取样电阻R1将加载在自身的电压转换成电流输入到检测端cs，开关管驱动器106的驱动端out通过驱动电阻R2与开关管102的控制端连接，驱动开关管102通断。

开关管102、开关管驱动器106、取样电阻R1以及驱动电阻R2形成过流保护电路100，通过开关管驱动器106的检测端cs检测电机200驱动回路上的电流大小，开关管驱动器106在电机200驱动回路上的电流过大时发出驱动信号驱动开关管102关断，解决电机200的驱动电流过大，会导致电机200不正常工作甚至损毁的问题。

在优选的实施例中，参考图3，电机开关电路100还包括限流电阻R3和续流二极管D2，限流电阻R3连接在开关管102的控制端和输出端之间，续流二极管D2的阳极与开关管102的控制端连接、阴极与开关管驱动器106的驱动端out连接。

优选地，参考图3，开关管102为N型MOS管Q1，开关管102的输入端、输出端、控制端依次为N型MOS管Q1的漏极、源极、栅极。在其它实施例中，开关管102可以是P型MOS管，那么其输入端、输出端、控制端依次为P型MOS管的源极、漏极、栅极。

其中一个实施例中，N型MOS管Q1的漏极与电机200的负输入端连接，N型MOS管Q1的源极经一分压电阻R4接地，N型MOS管Q1的栅极经驱动电阻R2与开关管驱动器106的驱动端out连接，开关管驱动器106的检测端cs通过取样电阻R1与N型MOS管Q1的源极连接。

优选地，继电器驱动器104的型号为ULN2003的驱动芯片。参考图3，继电器K1包括第一继电器K11和第二继电器K12。第一继电器K11和第二继电器K12不同时工作，而且用于切换电机200的转动方向。

第一继电器K11的线圈一端与继电器驱动器104的一个输出端11连接、另一端与电源VCC连接，第一继电器K11的第一动触点A与开关管102的输入端连接，第一继电器K11的第二动触点B与电源VCC连接，第一继电器K11的第一常开触点C与电机200的正输入端连接，第一继电器K11的第二常开触点E与电机200的负输入端连接。

第二继电器K12的线圈一端与继电器驱动器104的另一个输出端16连接、另一端与电源VCC连接，第二继电器K12的第一动触点G与电机200的负输入端连接，第二继电器K12的第二动触点H与电机200的正输入端连接、第二继电器K12的第一常开触点I与第一继电器K11的第一常闭触点D连接、第二继电器K12的第二常开触点K与第一继电器K11的第二常闭触点F连接，第二继电器K12的第一常闭触点J悬空、第二常闭触点L悬空。

此外还提供了一种电机200驱动装置，包括与电机200连接的电机开关电路100，电机开关电路100的具体机构及其功能原理如上，这里不再赘述。

此外，当电机200电流在额定电流内，N型MOS管Q1（即开关管102）为导通状态；当电机200电流过载时，开关管驱动器106输出一个低电平使得N型MOS管Q1关断，电机200得到保护，解决电机200的驱动电流过大，会导致电机200不正常工作甚至损毁的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电机开关电路，与电机以及控制所述电机工作的控制器连接，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电机开关电路，其特征在于，还包括光电耦合器和二极管D1，所述光电耦合器的第一输入端与所述控制器的开关管控制端连接、第二输入端接地，所述二极管D1的阳极与直流电源连接、阴极与所述光电耦合器的第一输出端连接，所述光电耦合器的第二输出端与所述开关管驱动器的电源输入端连接并通过一分压电阻R5接地。

3.如权利要求1或2所述的电机开关电路，其特征在于，还包括取样电阻R1、驱动电阻R2，所述开关管驱动器的检测端通过取样电阻R1与所述电机供电回路任一点连接，所述开关管驱动器的驱动端通过所述驱动电阻R2与所述开关管的控制端栅极连接，驱动所述开关管通断。

4.如权利要求3所述的电机开关电路，其特征在于，还包括限流电阻R3和续流二极管D2，所述限流电阻R3连接在所述开关管的控制端和输出端之间，所述续流二极管D2的阳极与所述开关管的控制端连接、阴极与所述开关管驱动器的驱动端连接。

5.如权利要求3所述的电机开关电路，其特征在于，所述开关管为N型MOS管Q1，所述开关管的输入端、输出端、控制端依次为所述N型MOS管Q1的漏极、源极、栅极。

6.如权利要求5所述的电机开关电路，其特征在于，所述N型MOS管Q1的漏极与所述电机的负输入端连接、源极经一分压电阻R4接地、栅极经所述驱动电阻R2与所述开关管驱动器的驱动端连接，所述开关管驱动器的检测端通过所述取样电阻R1与所述N型MOS管Q1的源极连接。

7.如权利要求1或2所述的电机开关电路，其特征在于，所述继电器包括第一继电器和第二继电器，其中，

8.如权利要求1或2所述的电机开关电路，其特征在于，所述开关管驱动器为的型号为IR2121或IR2125的单通道驱动器。

9.一种电机驱动装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的电机开关电路。