CN207039495U - 一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，该控制电路设有整流滤波电路、降压电路、控制电路和驱动电路，通过降压电路进行降压，使控制电路和驱动电路可以正常运转，整流滤波电路包含有正转与反转的接线方式，只需接通电源，通过简单接线方式就可以实现电机的正反转，操作简单，不需要给其他的任何控制信号，只需要电源就可以实现，有效降低成本，制作成本低，没有使用多余的金属材料，质量轻，无需扎线。

Description

一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路

技术领域

本实用新型涉及控制电路领域，尤其是一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路。

背景技术

交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械，由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机，交流电机与直流电机相比，由于没有换向器因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。

交流电机功率的覆盖范围很大，交流电机按其功能通常分为交流发电机、交流电动机和同步调相机几大类，由于电机工作状态的可逆性，同一台电机既可作发电机又可作电动机。

目前市面上的一种交流电机电路采用电容式启动来增加交流电机的输出效率，和实现正反转控制的功能，相比传统的非电容式启动效率提高不少，但是还存在许多有待改善的问题：

1、通过这种电容式启动的基本功耗在20W左右，相对于正常作业生产成本高，资源损耗高。

2、生产工艺麻烦，使用多槽矽钢片绕制，且需要扎线，生产成本较高。

3、外框采用金属压铸，材料成本高，且整机重量增加不少。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，功耗低，效率高，结构简单，生产成本低，资源损耗低，无需扎线。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，包括有整流滤波电路、降压电路、控制电路、驱动电路，所述降压电路包括有第一MOS管N1，型号为 BP6519的第一芯片U1，型号为78L05的第二芯片U2，所述第一芯片U1的1 号引脚通过与第一MOS管N1的栅极连接，所述第一MOS管N1的漏极与整流滤波电路的输出端连接第一电阻R17，所述第一MOS管N1的源极通过第二电阻R18与第一MOS管N1的栅极连接，所述第一MOS管N1的源极还与型号为 BP6519的第一芯片U1的3号引脚连接，所述第一芯片U1的3号引脚通过第三电阻R19、电感L1与型号为78L05的第二芯片U2的1号引脚连接，所述第二芯片U2的1号引脚还通过第一电容C7接地，所述电感L1的电流流入端分别通过第一二极管D2、第二二极管D3接地，所述型号为78L05的第二芯片 U2的2号引脚与控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接。

进一步地，所述第一二极管D2、第二二极管D3的负极均与电感L1连接, 正极均接地。

进一步地，所述第一芯片U1的4号引脚还通过第四电阻R20与电感L1 的电流流出端连接，所述第一芯片U1的4号引脚通过第五电阻R16与整流滤波电路的输出端连接，所述第一芯片U1的4号引脚还通过第二电容C4、第三电容C5与第一芯片U1的5号引脚连接。

进一步地，所述整流滤波电路包含有型号为MB6S的第三芯片Z1、型号为 MB6S第四芯片Z2、PS2701AP光电耦合器，所述第三芯片Z1的1号引脚作为连接端CW，所述第三芯片Z1的2号引脚和第四芯片Z2的1号引脚作为公共连接端COM，所述第四芯片Z2的2号引脚作为连接端CCW，所述第三芯片Z1 的3号引脚和第四芯片Z2的3号引脚均与第一MOS管N1的源极连接，所述第四芯片Z2的2号引脚与第三二极管D1的正极连接，所述第三二极管D1的负极分别通过第六电阻R1、第七电阻R2与光电耦合器的输入端连接，所述光电耦合器的输出端与控制电路的输入端连接，其中，所述第三芯片Z1的3号引脚和第四芯片Z2的3号引脚同时还通过第四电容C1接地。

进一步地，所述第三芯片Z1的3号引脚和第四芯片Z2的3号引脚同时还通过第四电容C1接地。

进一步地，所述控制电路包含有MCU芯片、US1881芯片，所述驱动电路包含有型号为BPM0405CG的第五芯片M1、型号为BPM0405CG第六芯片M2、型号为MMBTA06的第二三极管T2、型号为MMBTA06的第三三极管T1，所述MCU 芯片的1号引脚、US1881芯片的1号引脚均与第二芯片U2的2号引脚连接，所述MCU芯片的2号引脚通过第八电阻R6与第六芯片M2的2号引脚连接，所述第五芯片M1的3号引脚、第六芯片M2的3号引脚与第一电容C7的正极连接，所述MCU芯片的3号引脚通过第九电阻R13与第三三极管T1的基极连接，所述MCU芯片的4号引脚与整流滤波电路的输出端连接，所述MCU芯片的5号引脚通过第十电阻R10与第三三极管T1的基极连接，所述MCU芯片的 6号引脚通过第十一电阻R8与第五芯片M1的2号引脚连接，所述第五芯片 M1的5号引脚、6号引脚、7号引脚、8号引脚均与线圈coil的一端连接，所述线圈coil的另一端分别与第六芯片M2的5号引脚、6号引脚、7号引脚、 8号引脚连接。

进一步地，所述MCU芯片的7号引脚与US1881芯片的3号引脚连接，所述US1881芯片的3号引脚还通过第十二电阻R5与78L05的第二芯片U2的2 号引脚连接。

进一步地，所述第五芯片M1的3号引脚通过第十三电阻R12与第五芯片 M1的4号引脚连接，所述第五芯片M1的3号引脚还通过第十四电阻R15与第六芯片M2的4号引脚连接，所述第五芯片M1的4号引脚通过第十五电阻R11 与第二三极管T2的集电极连接，所述第六芯片M2的4号引脚通过第十六电阻R14与第三三极管T1的集电极连接，所述第三三极管T1的发射极、第二三极管T2的发射极接地。

本实用新型的有益效果在于：

相较于现有的技术来说，相较于现有的技术来说，本实用新型设有整流滤波电路、降压电路、控制电路和驱动电路，通过降压电路进行降压，使控制电路和驱动电路可以正常运转，降压电路主芯片采用BP6519型号为 BP6519的第一芯片U1，其特点是与第一MOS管N1连接，第一MOS管N1的输出越大，型号为BP6519的第一芯片U1的输出越大，从而实现了提高效率的效果，型号为BP6519的第一芯片U1的1号引脚电压比整流滤波电路的输出端高，电压经过第一二极管D2、第二二极管D3续流到电感L1，而第一电容 C7滤波得出一个25V的整流电压用于给马达驱动电路供电，使驱动电路驱动电机转动，且经过型号为78L05的第二芯片U2得到一个5V的直流电压用于给控制电路供电，提供电机转动信号输出到驱动电路，整流滤波电路包含有正转与反转的接线方式，只需接通电源，通过简单接线方式就可以实现电机的正反转，操作简单，不需要给其他的任何控制信号，只需要电源就可以实现，有效降低成本，制作成本低，没有使用多余的金属材料，质量轻，无需扎线。

附图说明

图1是实用新型的电路图。

图2是整流滤波电路。

图3是降压电路。

图4是控制电路。

图5是驱动电路。

附图标号：1：整流滤波电路；2：降压电路；3：控制电路；4：驱动电路。

具体实施方式

请参阅图1所示，本实用新型关于：一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路3，包括有整流滤波电路1、降压电路2、控制电路3、驱动电路4，所述降压电路2包括有第一MOS管N1，型号为BP6519的第一芯片U1，型号为78L05的第二芯片U2，所述第一芯片U1的1号引脚通过与第一MOS管N1 的栅极连接，所述第一MOS管N1的漏极与整流滤波电路1的输出端连接第一电阻R17，所述第一MOS管N1的源极通过第二电阻R18与第一MOS管N1的栅极连接，所述第一MOS管N1的源极还与第一芯片U1的3号引脚连接，所述的第一芯片U1的3号引脚通过第三电阻R19、电感L1与第二芯片U2的1号引脚连接，所述第二芯片U2的1号引脚还通过第一电容C7接地，所述电感 L1的电流流入端分别通过第一二极管D2、第二二极管D3接地，所述第二芯片U2的2号引脚与控制电路3的输入端连接，所述控制电路3的输出端与驱动电路4的输入端连接。

进一步地，所述第一二极管D2、第二二极管D3的负极均与电感L1连接, 正极均接地。

进一步地，所述第一芯片U1的4号引脚还通过第四电阻R20与电感L1 的电流流出端连接，所述第一芯片U1的4号引脚通过第五电阻R16与整流滤波电路1的输出端连接，所述第一芯片U1的4号引脚还通过第二电容C4、第三电容C5与第一芯片U1的5号引脚连接。

进一步地，所述整流滤波电路1包含有型号为MB6S的第三芯片Z1、型号为MB6S第四芯片Z2、PS2701AP光电耦合器，所述第三芯片Z1的1号引脚作为连接端CW，所述第三芯片Z1的2号引脚和第四芯片Z2的1号引脚作为公共连接端COM，所述第四芯片Z2的2号引脚作为连接端CCW，所述第三芯片 Z1的3号引脚和第四芯片Z2的3号引脚均与第一MOS管N1的源极连接，所述第四芯片Z2的2号引脚与第三二极管D1的正极连接，所述第三二极管D1 的负极分别通过第六电阻R1、第七电阻R2与光电耦合器的输入端连接，所述光电耦合器的输出端与控制电路3的输入端连接，其中，所述第三芯片Z1的 3号引脚和第四芯片Z2的3号引脚同时还通过第四电容C1接地。当想要实现反转转动，仅接通连接端COM和连接端CW即可，当想要正转转动，接通连接端COM和连接端CCW，电压经过光电耦合器输出正转信号，并发送到控制电路 3处理。

进一步地，所述第三芯片Z1的3号引脚和第四芯片Z2的3号引脚同时还通过第四电容C1接地。

进一步地，所述控制电路3包含有MCU芯片、US1881芯片，所述驱动电路4包含有型号为BPM0405CG的第五芯片M1、型号为BPM0405CG第六芯片M2、型号为MMBTA06的第二三极管T2、型号为MMBTA06的第三三极管T1，所述MCU 芯片的1号引脚、US1881芯片的1号引脚均与第二芯片U2的2号引脚连接，所述MCU芯片的2号引脚通过第八电阻R6与第六芯片M2的2号引脚连接，所述第五芯片M1的3号引脚、第六芯片M2的3号引脚与第一电容C7的正极连接，所述MCU芯片的3号引脚通过第九电阻R13与第三三极管T1的基极连接，所述MCU芯片的4号引脚与整流滤波电路1的输出端连接，所述MCU芯片的5号引脚通过第十电阻R10与第三三极管T1的基极连接，所述MCU芯片的6号引脚通过第十一电阻R8与第五芯片M1的2号引脚连接，所述第五芯片M1的5号引脚、6号引脚、7号引脚、8号引脚均与线圈coil的一端连接，所述线圈coil的另一端分别与第六芯片M2的5号引脚、6号引脚、7号引脚、 8号引脚连接。

进一步地，所述MCU芯片的7号引脚与US1881芯片的3号引脚连接，所述US1881芯片的3号引脚还通过第十二电阻R5与第二芯片U2的2号引脚连接。

进一步地，所述第五芯片M1的3号引脚通过第十三电阻R12与第五芯片 M1的4号引脚连接，所述第五芯片M1的3号引脚还通过第十四电阻R15与第六芯片M2的4号引脚连接，第五芯片M1的4号引脚通过第十五电阻R11与第二三极管T2的集电极连接，所述第六芯片M2的4号引脚通过第十六电阻 R14与第三三极管T1的集电极连接，所述第三三极管T1的发射极、第二三极管T2的发射极接地，其中第五芯片M1和第六芯片M2为N+P结构MOS管组成 H桥驱动电路4；MCU芯片发出驱动信号到驱动电路4，通过控制第五芯片M1 和第六芯片M2不同的电流输出方向，从而控制电流经过线coil使电机转动。

在本具体实施例中，接通COM与CW，连接端DIR处为高电平5V，当US1881 芯片第3引脚输出为高电平：MCU芯片的第2引脚输出为高电平，第3引脚输出为低电平，第5引脚输出为高电平，第6引脚输出为低电平；当US1881芯片第3引脚输出为低电平：MCU芯片的第2引脚输出为低电平，第3引脚输出为高电平，第5引脚输出为低电平，第6脚输出为高电平。

在本具体实施例中，接通COM与CWW，连接端DIR处为低电平约0V，当 US1881芯片第3引脚输出为高电平：MCU芯片的第2引脚输出为低电平，第3 引脚输出为高电平，第5引脚输出为低电平，第6引脚输出为高电平；当US1881 芯片第3引脚输出为低电平：MCU芯片的第2脚输出为高电平，第3引脚输出为低电平，第5引脚输出为高电平，第6引脚输出为低电平。

在本具体实施例中，正转状态MCU芯片第7引脚检测为低电平，MCU芯片第5引脚为高电平，第二三极管T2导通，第二三极管T2集电极电压约为0V, 第五芯片M1的4号引脚处电压15V,此时第五芯片M1的VGS电压约为-9.7V，第五芯片M1上桥臂导通；MCU芯片第6引脚为低电平，第五芯片M1下桥臂关闭，MCU芯片第3引脚输出为低电平，第三三极管T1截止，第六芯片M2的4 号引脚处的电压约为25V,第六芯片M2的上桥臂P管VGS电压约为0V，第六芯片M2上桥臂不导通；MCU芯片第2引脚输出为高电平,第六芯片M2下桥臂导通。

在本具体实施例中，正转状态MCU芯片第7引脚检测为高电平，MCU芯片第5脚为低电平，第二三极管T2截止，第二三极管T2集电极电压约为25V, 第五芯片M1的4号引脚处电压25V,此时第五芯片M1的VGS电压约为0V，第五芯片M1上桥臂关闭，MCU芯片第6引脚为高电平，第五芯片M1下桥臂导通， MCU芯片第3引脚输出为高电平，第三三极管T1导通，第六芯片M2的4号引脚处的电压约为15V,第六芯片M2的上桥臂P管VGS电压约为-9.7V，第六芯片M2上桥臂导通，MCU芯片第2引脚输出为低电平,第六芯片M2下桥臂关闭。

在本具体实施例中，反转状态MCU芯片第7引脚为高电平，MCU芯片第5 引脚为高电平，第二三极管T2导通，第二三极管T2集电极电压约为0V,第五芯片M1的4号引脚处电压15V,此时第五芯片M1的VGS电压约为-9.7V，第五芯片M1上桥臂导通，MCU芯片第6引脚为低电平，第五芯片M1下桥臂关闭,MCU 芯片第3引脚输出为低电平，第三三极管T1截止，第六芯片M2的4号引脚处的电压约为25V,第六芯片M2的上桥臂P管VGS电压约为0V，第六芯片M2 上桥臂不导通，MCU芯片第2引脚输出为高电平,第六芯片M2下桥臂导通。

在本具体实施例中，反转状态MCU芯片第7引脚为低电平，MCU芯片第5 引脚为低电平，第二三极管T2截止，第二三极管T2集电极电压约为25V,第五芯片M1的4号引脚处电压25V,此时第五芯片M1的VGS电压约为0V，第五芯片M1上桥臂关闭，MCU芯片第6引脚为高电平，第五芯片M1下桥臂导通， MCU芯片第3引脚输出为高电平，第三三极管T1导通，第六芯片M2的4号引脚处的电压约为15V,第六芯片M2的上桥臂P管VGS电压约为-9.7V，第六芯片M2上桥臂导通，MCU芯片第2引脚输出为低电平,第六芯片M2下桥臂关闭。

相较于现有的技术来说，本实用新型设有整流滤波电路1、降压电路2、控制电路3和驱动电路4，通过降压电路2进行降压，使控制电路3和驱动电路4可以正常运转，降压电路2主芯片采用BP6519型号为BP6519的第一芯片U1，其特点是与第一MOS管N1连接，第一MOS管N1的输出越大，型号为 BP6519的第一芯片U1的输出越大，从而实现了提高效率的效果，型号为 BP6519的第一芯片U1的1号引脚电压比整流滤波电路1的输出端高，电压经过第一二极管D2、第二二极管D3续流到电感L1，而第一电容C7滤波得出一个25V的整流电压用于给马达驱动电路4供电，使驱动电路4驱动电机转动，且经过型号为78L05的第二芯片U2得到一个5V的直流电压用于给控制电路3 供电，提供电机转动信号输出到驱动电路4，整流滤波电路1包含有正转与反转的接线方式，只需接通电源，通过简单接线方式就可以实现电机的正反转，操作简单，不需要给其他的任何控制信号，只需要电源就可以实现，有效降低成本，制作成本低，没有使用多余的金属材料，质量轻，无需扎线。

现有的电容式12308交流风扇最高转速可达2650PRM，最大风量可达 88.34CFM，最大风压10.21mmH2Oo,功率达到22.9W，采用多槽绕线，且要扎线，最大产能200PCS/小时，外壳采用铝合金制作并带有喷漆工艺，总材料约为20RMB；而本具体实施例的转速可达3200RPM，最大风量可达116.66CFM,最大风压可达10.91mmH2o,功率仅有6.5W，使用PCB板，且PCB板上90％SMT作业绕线四槽无需扎线，产能650PCS/小时，外壳采用塑胶框叶一次成型，总材料成本约15RMB，交流换相依赖电源频率一般为50HZ，通过两者对比，本实用新型使用频率低，有效减少成本的使用，能同时在直流、交流的环境下运作，适应使用环境广泛，由此可见，本一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路相对于传统交流机风量提升大约80％效果，总成本下降约40％。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，其特征在于，包括有整流滤波电路、降压电路、控制电路、驱动电路，所述降压电路包括有第一MOS管(N1)，型号为BP6519的第一芯片(U1)，型号为78L05的第二芯片(U2)，所述第一芯片(U1)的1号引脚通过与第一MOS管(N1)的栅极连接，所述第一MOS管(N1)的漏极与整流滤波电路的输出端连接第一电阻(R17)，所述第一MOS管(N1)的源极通过第二电阻(R18)与第一MOS管(N1)的栅极连接，所述第一MOS管(N1)的源极还与型号为BP6519的第一芯片(U1)的3号引脚连接，所述第一芯片(U1)的3号引脚通过第三电阻(R19)、电感(L1)与型号为78L05的第二芯片(U2)的1号引脚连接，所述第二芯片(U2)的1号引脚还通过第一电容(C7)接地，所述电感(L1)的电流流入端分别通过第一二极管(D2)、第二二极管(D3)接地，所述型号为78L05的第二芯片(U2)的2号引脚与控制电路的输入端连接，所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，其特征在于，所述第一二极管(D2)、第二二极管(D3)的负极均与电感(L1)连接,正极均接地。

3.根据权利要求1所述的一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，其特征在于，所述第一芯片(U1)的4号引脚还通过第四电阻(R20)与电感(L1)的电流流出端连接，所述第一芯片(U1)的4号引脚通过第五电阻(R16)与整流滤波电路的输出端连接，所述第一芯片(U1)的4号引脚还通过第二电容(C4)、第三电容(C5)与第一芯片(U1)的5号引脚连接。

4.根据权利要求1所述的一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，其特征在于，所述整流滤波电路包含有型号为MB6S的第三芯片(Z1)、型号为MB6S第四芯片(Z2)、PS2701AP光电耦合器，所述第三芯片(Z1)的1号引脚作为连接端CW，所述第三芯片(Z1)的2号引脚和第四芯片(Z2)的1号引脚作为公共连接端COM，所述型号为MB6S第四芯片(Z2)的2号引脚作为连接端CCW，所述第三芯片(Z1)的3号引脚和第四芯片(Z2)的3号引脚均与第一MOS管(N1)的源极连接，所述第四芯片(Z2)的2号引脚与第三二极管(D1)的正极连接，所述第三二极管(D1)的负极分别通过第六电阻(R1)、第七电阻(R2)与光电耦合器的输入端连接，所述光电耦合器的输出端与控制电路的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，其特征在于，所述第三芯片(Z1)的3号引脚和第四芯片(Z2)的3号引脚同时还通过第四电容(C1)接地。

6.根据权利要求1所述的一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，其特征在于，所述控制电路包含有MCU芯片、US1881芯片，所述驱动电路包含有型号为BPM0405CG的第五芯片(M1)、型号为BPM0405CG第六芯片(M2)、型号为MMBTA06的第二三极管(T2)、型号为MMBTA06的第三三极管(T1)，所述MCU芯片的1号引脚、US1881芯片的1号引脚均与的第二芯片(U2)的2号引脚连接，所述MCU芯片的2号引脚通过第八电阻(R6)与第六芯片(M2)的2号引脚连接，所述第五芯片(M1)的3号引脚、第六芯片(M2)的3号引脚与第一电容(C7)的正极连接，所述MCU芯片的3号引脚通过第九电阻(R13)与第三三极管(T1)的基极连接，所述MCU芯片的4号引脚与整流滤波电路的输出端连接，所述MCU芯片的5号引脚通过第十电阻(R10)与第三三极管(T1)的基极连接，所述MCU芯片的6号引脚通过第十一电阻(R8)与第五芯片(M1)的2号引脚连接，所述第五芯片(M1)的5号引脚、6号引脚、7号引脚、8号引脚均与线圈(coil)的一端连接，所述线圈(coil)的另一端分别与第六芯片(M2)的5号引脚、6号引脚、7号引脚、8号引脚连接。

7.根据权利要求6所述的一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，其特征在于，所述MCU芯片的7号引脚与US1881芯片的3号引脚连接，所述US1881芯片的3号引脚还通过第十二电阻(R5)与第二芯片(U2)的2号引脚连接。

8.根据权利要求6所述的一种交流电子换相无刷马达正反转控制电路，其特征在于，所述第五芯片(M1)的3号引脚通过第十三电阻(R12)与第五芯片(M1)的4号引脚连接，所述第五芯片(M1)的3号引脚还通过第十四电阻(R15)与第六芯片(M2)的4号引脚连接，所述第五芯片(M1)的4号引脚通过第十五电阻(R11)与第二三极管(T2)的集电极连接，所述第六芯片(M2)的4号引脚通过第十六电阻(R14)与第三三极管(T1)的集电极连接，所述第三三极管(T1)的发射极、第二三极管(T2)的发射极接地。