CN210138206U - 波形驱动电路、电机和电动牙刷 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种波形驱动电路、电机和电动牙刷，该波形驱动电路通过控制器输出正弦波，然后通过电压跟随器对正弦波的驱动能力进行放大，得到驱动能力放大后的正弦波，将该驱动能力放大的正弦波加载至待驱动电机，使得待驱动电机在正弦波电压的驱动下进行工作，相较于方波驱动的方式，该正弦波的驱动方式效率高，降低了机身震动，同时也减小了机身的噪音，缓解了现有的方波驱动电路的驱动方式效率低，机身震动大，噪声大的技术问题。

Description

波形驱动电路、电机和电动牙刷

技术领域

本实用新型涉及驱动电路的技术领域，尤其是涉及一种波形驱动电路、电机和电动牙刷。

背景技术

电动牙刷通过电动机芯的快速震动，使刷头产生高频震动，达到瞬间将牙膏分解成细微泡沫，深入清洁牙缝的效果。与此同时，刷毛的颤动能促进口腔的血液循环，对牙龈组织有按摩效果，因此，电动牙刷被越来越多的消费者所青睐。

电动牙刷在工作时，是通过驱动电路驱动电机进行震动，电机的震动带动牙刷的刷头震动，从而实现刷牙的效果。目前，电动牙刷中的驱动电路通过MCU(Micro ControlUnit，微控制单元)输出方波波形，然后通过放大电路对方波波形进行放大处理，得到放大后的方波波形，进而再通过放大后的方波波形所确定的方波电压驱动电机工作。

上述通过方波电压驱动电机进行工作的过程中，只有电流在波峰的时候才能驱动电机工作，这样的驱动方式效率低，机身震动大，噪音也大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种波形驱动电路、电机和电动牙刷，以缓解现有的方波驱动电路的驱动方式效率低，机身震动大，噪声大的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种波形驱动电路，包括：微控制器、第一电压跟随器和第二电压跟随器；

所述微控制器的第一输出端与所述第一电压跟随器连接，所述微控制器的第二输出端与所述第二电压跟随器连接，所述第一电压跟随器的输出端和所述第二电压跟随器的输出端分别与待驱动电机连接；

所述微控制器的第一输出端用于输出第一正弦半波波形，所述微控制器的第二输出端用于输出第二正弦半波波形，其中，所述第一正弦半波波形与所述第二正弦半波波形的相位相差正弦波周期的一半；

所述第一电压跟随器用于放大所述第一正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第一正弦半波波形；

所述第二电压跟随器用于放大所述第二正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第二正弦半波波形；

其中，所述驱动能力增加的第一正弦半波波形和所述驱动能力增加的第二正弦半波波形用于驱动所述待驱动电机震动。

进一步地，所述第一电压跟随器和所述第二电压跟随器都为同相电压跟随器。

进一步地，还包括：电压电流检测电路；

所述电压电流检测电路分别与所述待驱动电机、所述微控制器连接，用于检测所述待驱动电机工作时的电压和电流，并将检测得到的所述电压和所述电流发送至所述微控制器；

所述微控制器还用于接收所述电压电流检测电路发送的所述电压和所述电流，并利用所述电压和所述电流调节输出正弦半波的波形，以调节所述待驱动电机的工作电流，以及利用所述电压和所述电流调节输出正弦波的频率，使与所述待驱动电机连接的负载的震动和所述待驱动电机的震动在谐振频率点。

进一步地，所述微控制器包括以下任一种：单片机、数字信号处理DSP、自动化程序管理ARM。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电机，所述电机在上述第一方面中所述的波形驱动电路的驱动下进行工作。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种电动牙刷，所述电动牙刷包括上述第二方面中所述的电机，还包括：外壳和刷头；

所述电机置于所述外壳内部，所述电机通过震动轴与所述刷头连接。

进一步地，所述电动牙刷还包括：开关按钮；

所述开关按钮设置于所述外壳上，用于控制所述电动牙刷的工作状态。

进一步地，所述电动牙刷还包括：供电模块；

所述供电模块用于为所述电机的工作提供电能。

进一步地，所述电动牙刷还包括：指示灯；其中，所述指示灯设置于所述外壳上。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

在本实用新型实施例中，该波形驱动电路包括：微控制器、第一电压跟随器和第二电压跟随器；微控制器的第一输出端与第一电压跟随器连接，微控制器的第二输出端与第二电压跟随器连接，第一电压跟随器的输出端和第二电压跟随器的输出端分别与待驱动电机连接；微控制器的第一输出端用于输出第一正弦半波波形，微控制器的第二输出端用于输出第二正弦半波波形，该第一正弦半波波形与第二正弦半波波形的相位相差正弦波周期的一半；第一电压跟随器用于放大第一正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第一正弦半波波形；第二电压跟随器用于放大第二正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第二正弦半波波形；其中，驱动能力增加的第一正弦半波波形和驱动能力增加的第二正弦半波波形用于驱动待驱动电机震动。通过上述的描述可知，在本实用新型实施例中，是通过微控制器输出正弦波，然后通过电压跟随器对正弦波的驱动能力进行放大，得到驱动能力放大后的正弦波，将该驱动能力放大的正弦波加载至待驱动电机，使得待驱动电机在正弦波电压的驱动下进行工作，相较于方波驱动的方式，该正弦波的驱动方式效率高，降低了机身震动，同时也减小了机身的噪音，缓解了现有的方波驱动电路的驱动方式效率低，机身震动大，噪声大的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的一种波形驱动电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的同相电压跟随器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种波形驱动电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电流采样电路的结构示意图。

图标：

11-微控制器；12-第一电压跟随器；13-第二电压跟随器；14-电压电流检测电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种波形驱动电路进行详细介绍。

实施例一：

一种波形驱动电路，参考图1，该波形驱动电路包括：微控制器11、第一电压跟随器12和第二电压跟随器13；

微控制器11的第一输出端与第一电压跟随器12连接，微控制器11的第二输出端与第二电压跟随器13连接，第一电压跟随器12的输出端和第二电压跟随器13的输出端分别与待驱动电机连接；

微控制器11的第一输出端用于输出第一正弦半波波形，微控制器11的第二输出端用于输出第二正弦半波波形，其中，第一正弦半波波形与第二正弦半波波形的相位相差正弦波周期的一半；

第一电压跟随器12用于放大第一正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第一正弦半波波形；

第二电压跟随器13用于放大第二正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第二正弦半波波形；

其中，驱动能力增加的第一正弦半波波形和驱动能力增加的第二正弦半波波形用于驱动待驱动电机震动。

在本实用新型实施例中，第一电压跟随器12和第二电压跟随器13为集成运放芯片。

实现时，微控制器11的两个引脚输出正弦半波波形，两个正弦半波波形的相位相差正弦波周期的一半，两个正弦半波波形分别经过两个电压跟随器进行驱动能力放大，得到两个驱动能力增加的正弦半波波形，该两个驱动能力增加的正弦半波波形接在待驱动电机的两端，待驱动电机获得正弦波电压，并在正弦波电压的驱动下，待驱动电机工作。

在本实用新型实施例中，该波形驱动电路包括：微控制器11、第一电压跟随器12和第二电压跟随器13；微控制器11的第一输出端与第一电压跟随器12连接，微控制器11的第二输出端与第二电压跟随器13连接，第一电压跟随器12的输出端和第二电压跟随器13的输出端分别与待驱动电机连接；微控制器11的第一输出端用于输出第一正弦半波波形，微控制器11的第二输出端用于输出第二正弦半波波形，该第一正弦半波波形与第二正弦半波波形的相位相差正弦波周期的一半；第一电压跟随器12用于放大第一正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第一正弦半波波形；第二电压跟随器13用于放大第二正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第二正弦半波波形；其中，驱动能力增加的第一正弦半波波形和驱动能力增加的第二正弦半波波形用于驱动待驱动电机震动。通过上述的描述可知，在本实用新型实施例中，是通过微控制器11输出正弦波，然后通过电压跟随器对正弦波的驱动能力进行放大，得到驱动能力放大后的正弦波，将该驱动能力放大的正弦波加载至待驱动电机，使得待驱动电机在正弦波电压的驱动下进行工作，相较于方波驱动的方式，该正弦波的驱动方式效率高，降低了机身震动，同时也减小了机身的噪音，缓解了现有的方波驱动电路的驱动方式效率低，机身震动大，噪声大的技术问题。

可选地，第一电压跟随器12和第二电压跟随器13都为同相电压跟随器，该同相电压跟随器的结构如图2所示。

具体的，加同相电压跟随器的原因是：微控制器11输出的波形驱动能力不够，不能驱动待驱动电机。同相电压跟随器的供电电源是电池电压或其它电源电路，经过同相电压跟随器的输出波形驱动能力增加，驱动能力增加的波形才能驱动待驱动电机。

另外，发明人考虑到现有的驱动电路都是开环控制电路，没有反馈调节的部分，系统的稳定性比较差。基于此，发明人在本实用新型中的波形驱动电路中设计了反馈电路。具体的，该反馈电路包括电压电流检测电路14。

在本实用新型的一个可选实施例中，参考图3，该波形驱动电路还包括：电压电流检测电路14；

电压电流检测电路14分别与待驱动电机、微控制器11连接，用于检测待驱动电机工作时的电压和电流，并将检测得到的电压和电流发送至微控制器11；

微控制器11还用于接收电压电流检测电路14发送的电压和电流，并利用电压和电流调节输出正弦半波的波形，以调节待驱动电机的工作电流，以及利用电压和电流调节输出正弦波的频率，使与待驱动电机连接的负载的震动和待驱动电机的震动在谐振频率点。

具体的，电压检测电路为分压电阻采样电压，电流采样电路用电阻串联到输出，经过运放放大电路后传递至微控制器11。图4示出了电流采样电路的结构示意图。

工作时，电压电流检测电路14检测待驱动电机工作时的电压和电流，然后将检测得到的电压和电流发送至微控制器11，进而微控制器11调节正弦半波的波形调节待驱动电机的工作电流，调节正弦波的频率使得与待驱动电机连接的负载(比如刷头)的震动和待驱动电机的震动在谐振频率点，得到合适的震动效果。

可选地，微控制器11包括以下任一种：单片机、数字信号处理DSP、自动化程序管理ARM。

本实用新型中的波形驱动电路具有以下优点：

(1)效率高；

(2)可以降低机身震动；

(3)减小了机身噪音；

(4)提高了电路的驱动能力。

实施例二：

一种电机，该电机在上述实施例一中的波形驱动电路的驱动下进行工作。

实施例三：

一种电动牙刷，该电动牙刷包括上述实施例二中的电机，还包括：外壳和刷头；

电机置于外壳内部，电机通过震动轴与刷头连接。

在本实用新型的一个可选实施例中，电动牙刷还包括：开关按钮；

开关按钮设置于外壳上，用于控制电动牙刷的工作状态。

可选地，电动牙刷还包括：供电模块；

供电模块用于为电机的工作提供电能。

具体的，该供电模块包括：电池和充电单元，通过充电单元能够为电池进行充电，从而电池为电机的工作提供电能。

可选地，电动牙刷还包括：指示灯；其中，指示灯设置于外壳上。

具体的，通过指示灯所显示的颜色指示电动牙刷所处的状态。比如，指示绿色表示电动牙刷处于充电的状态；指示黄色表示电动牙刷处于工作的状态等等。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种波形驱动电路，其特征在于，包括：微控制器、第一电压跟随器和第二电压跟随器；

所述微控制器的第一输出端与所述第一电压跟随器连接，所述微控制器的第二输出端与所述第二电压跟随器连接，所述第一电压跟随器的输出端和所述第二电压跟随器的输出端分别与待驱动电机连接；

所述微控制器的第一输出端用于输出第一正弦半波波形，所述微控制器的第二输出端用于输出第二正弦半波波形，其中，所述第一正弦半波波形与所述第二正弦半波波形的相位相差正弦波周期的一半；

所述第一电压跟随器用于放大所述第一正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第一正弦半波波形；

所述第二电压跟随器用于放大所述第二正弦半波波形的驱动能力，得到驱动能力增加的第二正弦半波波形；

其中，所述驱动能力增加的第一正弦半波波形和所述驱动能力增加的第二正弦半波波形用于驱动所述待驱动电机震动。

2.根据权利要求1所述的波形驱动电路，其特征在于，所述第一电压跟随器和所述第二电压跟随器都为同相电压跟随器。

3.根据权利要求1所述的波形驱动电路，其特征在于，还包括：电压电流检测电路；

所述电压电流检测电路分别与所述待驱动电机、所述微控制器连接，用于检测所述待驱动电机工作时的电压和电流，并将检测得到的所述电压和所述电流发送至所述微控制器；

所述微控制器还用于接收所述电压电流检测电路发送的所述电压和所述电流，并利用所述电压和所述电流调节输出正弦半波的波形，以调节所述待驱动电机的工作电流，以及利用所述电压和所述电流调节输出正弦波的频率，使与所述待驱动电机连接的负载的震动和所述待驱动电机的震动在谐振频率点。

4.根据权利要求1所述的波形驱动电路，其特征在于，所述微控制器包括以下任一种：单片机、数字信号处理DSP、自动化程序管理ARM。

5.一种电机，其特征在于，所述电机在上述权利要求1至4中任一项所述的波形驱动电路的驱动下进行工作。

6.一种电动牙刷，其特征在于，所述电动牙刷包括上述权利要求5中所述的电机，还包括：外壳和刷头；

所述电机置于所述外壳内部，所述电机通过震动轴与所述刷头连接。

7.根据权利要求6所述的电动牙刷，其特征在于，所述电动牙刷还包括：开关按钮；

所述开关按钮设置于所述外壳上，用于控制所述电动牙刷的工作状态。

8.根据权利要求6所述的电动牙刷，其特征在于，所述电动牙刷还包括：供电模块；

所述供电模块用于为所述电机的工作提供电能。

9.根据权利要求6所述的电动牙刷，其特征在于，所述电动牙刷还包括：指示灯；其中，所述指示灯设置于所述外壳上。

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