CN206180909U - 一种简易直流电机正反转智控电路装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种简易直流电机正反转智控电路装置，包括有可编程主控电路、隔离开关电路、H桥驱动电路和运行保护电路；所述隔离开关电路与可编程主控电路相连接，所述隔离开关电路与H桥驱动电路相连接，所述运行保护电路与H桥驱动电路相连接；该简易直流电机正反转智控电路装置将控制隔离、控制驱动融会一气，既能实现无级调速的直流电机正反转控制，又能将控制信号与控制驱动电路隔离提升抗干扰能力。

Description

一种简易直流电机正反转智控电路装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种简易直流电机正反转智控电路装置。

背景技术

目前，市面书刊网络上直流电机正反转的控制电路很多，譬如由三极管、场效应管等构成的“H”桥直流电机正反转控制电路，有专用的直流电机正反转控制模块电路等……而这些电路的“H”桥上端的驱动控制(包括专用模块的内部)大多用自举电路抬高电平的方式来驱动控制的，电路就相对的复杂化了。

实用新型内容

为克服现有技术中的问题，本实用新型提供了一种将控制隔离、控制驱动融会一气，既能实现无级调速的直流电机正反转控制，又能将控制信号与控制驱动电路隔离提升抗干扰能力的简易直流电机正反转智控电路装置。

为了解决上述的问题本实用新型的采用的技术以及方法如下：

一种简易直流电机正反转智控电路装置，包括有可编程主控电路、隔离开关电路、H桥驱动电路和运行保护电路；所述隔离开关电路与可编程主控电路相连接，所述隔离开关电路与H桥驱动电路相连接，所述运行保护电路与H桥驱动电路相连接。

作为优选，所述可编程主控电路由微控制器及其晶振、复位组成。

作为优选，所述隔离开关电路由光耦及限流电阻组成。

作为优选，所述H桥驱动电路由H桥的上下左右四个桥臂的四个开关管构成。

作为优选，所述运行保护电路由直流电机及保护二极管组成。

作为优选，所述微控制器为单片机、ARM、DSP、FPGA或PLC。

作为优选，所述光耦包括U1和U2，所述限流电阻包括R1、R2、R3和R4。

作为优选，所述开关管包括Q1、Q2、Q3和Q4。

作为优选，所述保护二极管包括D1、D2、D3和D4。

本实用新型的有益效果为：运用光耦的光敏器件可控隔离的开关特性达到：1、控制信号与驱动运行电路的隔离，也就是说控制信号及其电路的电源与后级驱动及电机运行电路的电源互为独立，因而也就不存在抬高控制信号电平这些啰嗦了，同时也大大降低了电机运行生成的谐波对可编程主控电路的干扰；2、由于光敏器件的隔离开关特性，将“H”桥对角两桥臂开关管的控制极连接在一起，象一个光控的独立开关一样进行开关控制，保证了“H”桥对角两桥臂开关的一致性，及实现“H”桥上下桥臂开关“死区”的方便控制；3、更便于实现PWM波对电机的无级调速控制。总之，运用光耦作为沟通桥梁将可编程主控制电路控制指令信号与“H”桥电路的驱动衔接一气——实现了可编程、可控、隔离、驱动、电机正反运转及可无级调速的简捷的智能控制过程；因而本实用新型宜用于50V以下大多直流电机运行的控制，譬如厨房厨柜的升降控制、保健按摩椅的运行控制等等。

附图说明

图1为本实用新型的一种简易直流电机正反转智控电路装置的结构方框图；

图2为本实用新型的一种简易直流电机正反转智控电路装置的智控正反转电路原理图；

图3为本实用新型的一种简易直流电机正反转智控电路装置的电机正转电路简图；

图4为本实用新型的一种简易直流电机正反转智控电路装置的电机反转电路简图；

图5为本实用新型的一种简易直流电机正反转智控电路装置的高电平有效控制电路；

图6为本实用新型的一种简易直流电机正反转智控电路装置的低电平有效控制电路。

具体实施方式

下面结合实施例与附图对本实用新型做进一步的详细说明，但它们并不是对本实用新型技术方案的限定，基于本实用新型教导所做出的任何变换，均落在本实用新型的保护范围。

一种简易直流电机正反转智控电路装置，其结构如图1所示，包括可编程主控电路、隔离开关电路、H桥驱动电路、运行保护电路。所述的可编程主控电路生发当前所需的控制指令输出给所述的隔离开关电路以作开关控制的信号；所述的隔离开关电路，隔离后形成的控制信号用以控制所述的H桥驱动电路的开关工作；所述的H桥驱动电路则最终驱动所述的运行保护电路的运行动作。下面对各模块进行详述：

可编程主控电路：由微控制器(可以是简单的单片机或ARM或DSP或FPGA或PLC等)及其晶振、复位电路等最小系统组成。根据具体情况微控制器编程相应的代码，以作相应的电机正反转实时控制——譬如，PWM波调速控制等。根据具体状况，可以生发高电平有效或低电平有效的指令信号，以及设置所需的所谓的“死区”控制时间。

隔离开关电路：由光耦(U1、U2)及限流电阻(R1、R2、R3、R4)等组成。光耦是一个电—光—电信号的变换器，其输入边内部的发光二极管将前级送来的指令电信号转换成相应的光信号，其输出边的光敏器件又将光信号还原成相应的电信号以达到既隔离又可控的开关控制效果，电路中其输入边既可接受高电平有效的信号控制，也可接受低电平有效的信号控制。

H桥驱动电路：主要由“H”桥的上下、左右四个桥臂的四个开关管(Q1、Q2、Q3、Q4)构成。“H”桥的四个桥臂中，上下两桥臂的开关管可以同时关断，却绝不可以同时开通，不然就会短路烧了；“H”桥的四个桥臂中，对角两个桥臂的开关管既可以同时关断，也可以同时开通，而且最好是能同时关断、同时开通；对角两桥臂是驱动电机的通路。开关管本身可以是三极管，也可以是场效应管、IGBT等。

运行保护电路：由直流电机及保护二极管(D1、D2、D3、D4)等组成。“H”桥电路可以驱动电机作正反转运行及调速运转，而电机的运转及停转的瞬时过程中，会产生谐波及反向电动势，而这反向电动势有可能直接反向击穿“H”桥臂上的开关管，所以必须予以保护。电路中的二极管就是用以反向续流来保护“H”桥臂上开关管的。

本实用新型的工作原理如下：电路原理如图2所示。可编程主控电路发出的控制指令信号，经光耦的隔离耦合后控制“H”桥电路以驱动电机的的运转。由图3可以看出：当可编程主控电路的控制指令有效信号作用于光耦U1的输入边时其内部的发光二极管发出红外光，其输出边内部的光敏三极管开通，这光敏三极管经电阻R1与“H”桥的Q1组成了一个具有PNP输出特性类似于达林顿的结构体；而这光敏三极管经电阻R4与“H”桥的Q4却组成了一个具有NPN输出特性类似于达林顿的结构体；因此，当U1内部光敏三极管开通时Q1、Q4也将同时地迅速导通驱动电机M运转。通过电机的电流I是由上而下，电机处于正向运转状态。显然，由图4可以看出：当可编程主控电路的控制指令有效信号作用于光耦U2的输入边时其内部的发光二极管发出红外光，其输出边内部的光敏三极管开通，这光敏三极管经电阻R2与“H”桥的Q2组成了一个具有PNP输出特性类似于达林顿的结构体；而这光敏三极管经电阻R3与“H”桥的Q3却组成了一个具有NPN输出特性类似于达林顿的结构体；因此，当U2内部光敏三极管开通时Q2、Q3也将同时地迅速导通驱动电机M运转。通过电机的电流I是由下而上，电机处于反向运转状态。其中电阻R1、R2、R3、R4均作限流用。

图5揭示了控制指令信号以高电平有效的方式控制电机运转的电路；图6揭示了控制指令信号以低电平有效的方式控制电机运转的电路。当控制指令信号以PWM波方式进行时，那么电机也就可以进入无级调速的运转控制状态了。

本实用新型的有益效果为：运用光耦的光敏器件可控隔离的开关特性达到：1、控制信号与驱动运行电路的隔离，也就是说控制信号及其电路的电源与后级驱动及电机运行电路的电源互为独立，因而也就不存在抬高控制信号电平这些啰嗦了，同时也大大降低了电机运行生成的谐波对可编程主控电路的干扰；2、由于光敏器件的隔离开关特性，将“H”桥对角两桥臂开关管的控制极连接在一起，象一个光控的独立开关一样进行开关控制，保证了“H”桥对角两桥臂开关的一致性，及实现“H”桥上下桥臂开关“死区”的方便控制；3、更便于实现PWM波对电机的无级调速控制。总之，运用光耦作为沟通桥梁将可编程主控制电路控制指令信号与“H”桥电路的驱动衔接一气——实现了可编程、可控、隔离、驱动、电机正反运转及可无级调速的简捷的智能控制过程；因而本实用新型宜用于50V以下大多直流电机运行的控制，譬如厨房厨柜的升降控制、保健按摩椅的运行控制等等。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种简易直流电机正反转智控电路装置，其特征在于：包括有可编程主控电路、隔离开关电路、H桥驱动电路和运行保护电路；所述隔离开关电路与可编程主控电路相连接，所述隔离开关电路与H桥驱动电路相连接，所述运行保护电路与H桥驱动电路相连接。

2.根据权利要求1所述的简易直流电机正反转智控电路装置，其特征在于：所述可编程主控电路由微控制器及其晶振、复位电路组成。

3.根据权利要求2所述的简易直流电机正反转智控电路装置，其特征在于：所述隔离开关电路由光耦及限流电阻组成。

4.根据权利要求3所述的简易直流电机正反转智控电路装置，其特征在于：所述H桥驱动电路由H桥的上下左右四个桥臂的四个开关管构成。

5.根据权利要求4所述的简易直流电机正反转智控电路装置，其特征在于：所述运行保护电路由直流电机及保护二极管组成。

6.根据权利要求5所述的简易直流电机正反转智控电路装置，其特征在于：所述微控制器为单片机、ARM、DSP、FPGA或PLC。

7.根据权利要求6所述的简易直流电机正反转智控电路装置，其特征在于：所述光耦包括U1和U2，所述限流电阻包括R1、R2、R3和R4。