CN210142988U - 一种正弦波驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种正弦波驱动电路，涉及直流信号生成的技术领域，包括：直流电源电路，调制电路，检测电路，控制器，其中，直流电源电路，调制电路，检测电路，控制器依次连接，且控制器与调制电路相连接；直流电源电路用于提供直流电源；检测电路用于检测电机的工作参数，并将工作参数传输给控制器，其中，工作参数包括：工作电流值和/或工作电压值；控制器用于基于电机的工作参数输出PWM信号，并将PWM信号传输给驱动电路；调制电路用于对PWM信号进行调制，得到正弦波信号，并将正弦波信号传输给电机，以使电机在正弦波信号的驱动下进行振动，解决了现有技术中通过PWM信号驱动电机时的驱动效率低技术问题。

Description

一种正弦波驱动电路

技术领域

本实用新型涉及直流信号生成的技术领域，尤其是涉及一种正弦波驱动电路。

背景技术

在现有技术中，如电动牙刷等通过控制器生成方波信号(即PWM信号)，然后通过放大电路放大，从而达到驱动进行工作的设备，由于方波信号驱动工作时，只有电流在波峰的时候才能驱动电机工作，因此这样的驱动方式效率低，机身震动大，噪音也大，导致使用这类产品的用户体验较差。

针对上述问题，还未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种正弦波驱动电路，以缓解了现有技术中通过PWM信号驱动电机时的驱动效率低技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种正弦波驱动电路，该电路包括：直流电源电路，调制电路，检测电路，控制器，其中，所述直流电源电路，所述调制电路，所述检测电路，所述控制器依次连接，且所述控制器与所述调制电路相连接；所述直流电源电路用于提供直流电源；所述检测电路用于检测电机的工作参数，并将所述工作参数传输给所述控制器，其中，所述工作参数包括：工作电流值和/或工作电压值；所述控制器用于基于电机的工作参数输出PWM信号，并将所述PWM信号传输给所述驱动电路；所述调制电路用于对所述PWM信号进行调制，得到正弦波信号，并将所述正弦波信号传输给电机，以使电机在所述正弦波信号的驱动下进行振动。

进一步地，所述调制电路包括：驱动电路，全桥逆变电路，LC滤波器，其中，所述驱动电路，所述全桥逆变电路和所述LC滤波器依次连接；所述驱动电路用于向所述全桥逆变电路输出驱动信号，以使所述全桥逆变电路将所述PWM信号调制为SPWM信号；所述全桥逆变电路用于将所述PWM 信号调制为所述SPWM信号，并将所SPWM信号传输给所述LC滤波器；所述LC滤波器用于过滤所述SPWM信号中的高次谐波，得到正弦波信号。

进一步地，所述LC滤波器包括串联连接的电容和电阻。

进一步地，所述直流电源电路输出的直流电源的电压值为3.7V。

进一步地，所述驱动电路中包括以下任意一种器件：三极管、MOS管。

进一步地，所述全桥逆变电路为单相桥式逆变电路，且所述单相桥式逆变电路中包括：四个金属氧化物半导体管。

进一步地，所述单相桥式逆变电路的调制方式为双极性调制方式。

进一步地，所述检测电路包括：电压检测电路和电流检测电路，其中，所述电压检测电路用于检测所述电机的工作电压值；所述电流检测电路用于检测所述电机的工作电流值。

在本实用新型实施例中，控制器通过根据检测电路反馈的电机工作参数，生成的PWM信号传输给调制电路，以使调制电路将PWM信号调制为正弦波信号，并用正弦波信号驱动电机振动，达到了通过正弦波驱动电机工作的目的，进而解决了现有技术中通过PWM信号驱动电机时的驱动效率低技术问题，从而实现了提升了电机工作效率的技术效果。

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正弦波驱动电路的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种正弦波驱动电路的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的全桥逆变电路与电机的正反转示意图；

图4为本实用新型实施例提供的全桥逆变电路与LC滤波器的连接电路图；

图5为本实用新型实施例提供的正弦波正半周期的等效PWM波形图；

图6为本实用新型实施例提供的全桥逆变电路电流检测电路示意图。

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。

实施例一：

图1是根据本实用新型实施例的一种正弦波驱动电路的示意图，如图1 所示，该电路包括：直流电源电路10，调制电路20，检测电路30，控制器40，其中，所述直流电源电路10，所述调制电路20，所述检测电路30，所述控制器40依次连接，且所述控制器40与所述调制电路20相连接；

所述直流电源电路10用于提供直流电源；

所述检测电路30用于检测电机的工作参数，并将所述工作参数传输给所述控制器，其中，所述工作参数包括：工作电流值和/或工作电压值；

所述控制器40用于基于电机的工作参数输出PWM信号，并将所述 PWM信号传输给所述驱动电路；

所述调制电路20用于对所述PWM信号进行调制，得到正弦波信号，并将所述正弦波信号传输给电机，以使电机在所述正弦波信号的驱动下进行振动。

在本实用新型实施例中，控制器通过根据检测电路反馈的电机工作参数，生成的PWM信号传输给调制电路，以使调制电路将PWM信号调制为正弦波信号，并用正弦波信号驱动电机振动，达到了通过正弦波驱动电机工作的目的，进而解决了现有技术中通过PWM信号驱动电机时的驱动效率低技术问题，从而实现了提升了电机工作效率的技术效果。

需要说明的是，PWM信号是脉冲宽度调制也就是具有一定脉冲宽度的连续的方波组成的信号；SPWM信号是在PWM信号的基础上用正弦波来调制合成的具有正弦波规律变化的方波信号。

另外，需要说明的是，上述的控制器可以采用MCU控制器；直流电源电路输出的直流电源的电压值为3.7V。

另外，由于该正弦波驱动电路为闭环控制电路，因此该正弦波驱动电路具有根号的稳定性。

在本实用新型实施例中，当上述电路应用于电动牙刷时，通过检测电路检测电机的工作电流值和/或工作电压值，并将工作电流值和/或工作电压值反馈给控制器，从而使控制器能够根据工作电流值和/或工作电压值调节 PWM信号占空比，进而调节PWM信号的频率以使电机振动与牙刷的刷头振动在谐振频率点，得到最合适的振动效果，进而降低了电动牙刷在工作时的噪声。

在本实用新型实施例中，如图2，图3和图4所示，所示调制电路20 包括：驱动电路21，全桥逆变电路22，LC滤波器23，其中，所述驱动电路21，所述全桥逆变电路22和所述LC滤波器23依次连接；

所述驱动电路用于向所述全桥逆变电路输出驱动信号，以使所述全桥逆变电路将所述PWM信号调制为SPWM信号；

所述全桥逆变电路用于将所述PWM信号调制为所述SPWM信号，并将所SPWM信号传输给所述LC滤波器；

所述LC滤波器用于过滤所述SPWM信号中的高次谐波，得到正弦波信号。

在本实用新型实施例中，当驱动电路获取到控制器生成的PWM信号后，驱动电路将向全桥逆变电路输出驱动信号和PWM信号，以使全桥逆变电路将PWM信号调制为SPWM信号。

接着，全桥逆变电路将PWM信号调制为SPWM信号，并将SPWM信号传输给LC滤波器。

最后，LC滤波器在获取到SPWM信号，通过LC滤波器中的电阻和电容过滤掉SPWM信号中的高次谐波，得到纯正弦波信号，并将该正弦波信号传输给电机，使电机在该正弦波信号的驱动下工作。

需要说明的是，全桥逆变电路将PWM信号调制为SPWM信号采用的是PWM控制技术，该技术的理论基础就是面积等效法，而面积等效法的核心思想就是假如把一系列具有相同冲量但是形状不一的窄脉冲施加在一个具有惯性的环节上，那么它们的效果就基本上是一样的，在这里相同的冲量其实就是相同的面积如图所示5。

另外，在正弦波的负半周上使用等面积法依旧可得到PWM波形，所以在一个完的整周期内正弦波的等效PWM波。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，如图4所示，LC滤波器包括串联连接的电容和电阻；上述的全桥逆变电路为单相桥式逆变电路，且该单相桥式逆变电路中包括：四个金属氧化物半导体管，另外该单相桥式逆变电路调制方式为双极性调制方式。

上述的驱动电路可以是有三极管或者MOS管或者集成芯片电路等组成的电路。

在本实用新型实施例中，所述检测电路包括：电压检测电路和电流检测电路。

所述电压检测电路用于检测所述电机的工作电压值；

所述电流检测电路用于检测所述电机的工作电流值。

在本实用新型实施例中，电压检测电路通过分压电阻采样电机的工作电压值，并将该工作电压值传输到控制器。

电流检测电路通过分压电阻采样电机的工作电流值，电流检测电路通过串联的输出电阻，经过运放放大电路后传输到将该工作电流值传输到控制器，其中，电流检测电路的电路图如图6所示。

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。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

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 (8)

1.一种正弦波驱动电路，其特征在于，包括：直流电源电路，调制电路，检测电路，控制器，其中，所述直流电源电路，所述调制电路，所述检测电路，所述控制器依次连接，且所述控制器与所述调制电路相连接；

所述直流电源电路用于提供直流电源；

所述检测电路用于检测电机的工作参数，并将所述工作参数传输给所述控制器，其中，所述工作参数包括：工作电流值和/或工作电压值；

所述控制器用于基于电机的工作参数输出PWM信号，并将所述PWM信号传输给所述驱动电路；

所述调制电路用于对所述PWM信号进行调制，得到正弦波信号，并将所述正弦波信号传输给电机，以使电机在所述正弦波信号的驱动下进行振动。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述调制电路包括：驱动电路，全桥逆变电路，LC滤波器，其中，所述驱动电路，所述全桥逆变电路和所述LC滤波器依次连接；

所述驱动电路用于向所述全桥逆变电路输出驱动信号，以使所述全桥逆变电路将所述PWM信号调制为SPWM信号；

所述全桥逆变电路用于将所述PWM信号调制为所述SPWM信号，并将所述SPWM信号传输给所述LC滤波器；

所述LC滤波器用于过滤所述SPWM信号中的高次谐波，得到正弦波信号。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述LC滤波器包括串联连接的电容和电阻。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述直流电源电路输出的直流电源的电压值为3.7V。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述驱动电路中包括以下任意一种器件：三极管、MOS管。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述全桥逆变电路为单相桥式逆变电路，且所述单相桥式逆变电路中包括：四个金属氧化物半导体管。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述单相桥式逆变电路的调制方式为双极性调制方式。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述检测电路包括：电压检测电路和电流检测电路，其中，

所述电压检测电路用于检测所述电机的工作电压值；

所述电流检测电路用于检测所述电机的工作电流值。

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