CN210534180U - 转速测量电路及电动设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电动设备及转速测量电路，该转速测量电路至少包括采样电路，该转速测量电路所连接的转速信号产生模块与采样电路以串联方式电连接，采样电路与转速测量电路的控制端电连接，转速测量电路能够检测转速信号产生模块所提供的转速信号，通过控制端处理该检测得到的转速信号并反馈给转速信号产生模块，从而能够较为准确地得到电机转速控制信息。

Description

转速测量电路及电动设备

技术领域

本实用新型涉及电机控制领域。

背景技术

目前一些家电设备使用到电机作为动力驱动组件之一，比如水泵，往往需要对电机转速进行测量，其中可采用设置一些检测传感器进行转速测量，本领域技术人员也在积极寻找其他转速检测方式以替代检测传感器这一方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够较为准确地得到转速信号的转速测量电路及电动设备。

为实现上述目的，采用如下技术方案：一种转速测量电路，所述转速测量电路至少包括采样电路，该转速测量电路所连接的转速信号产生模块与所述采样电路以串联方式电连接，所述采样电路与所述转速测量电路的控制端电连接，所述转速测量电路能够检测到所述转速信号产生模块所提供的转速信号，通过所述控制端识别或者处理后识别该检测得到的转速信号，并反馈给所述转速信号产生模块。

为实现上述目的，还采用如下技术方案：一种电动设备，所述电动设备的电机为直流电机，所述电机包括上述转速测量电路，所述采样电路与所述直流电机以串联方式电连接，该直流电机的正极或负极与所述采样电路电连接。

本实用新型通过设置以上转速测量电路以及电动设备对转速信号产生模块的信号进行检测处理，能够较为准确地得到电机转速信息，另外通过控制端识别或者处理后识别该检测得到的转速信号，并反馈给所述转速信号产生模块，形成闭环控制。

附图说明

图1至图4为本技术方案转速测量电路各实施例的电路示意图；

图5至图8为本技术方案转速测量电路的采样电路各实施例的电路示意图；

图9至图11为本技术方案转速测量电路的放大电路各实施例的电路示意图；

图12至图14为本技术方案转速测量电路的滤波电路各实施例的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案更加清楚、明白，下面将参照附图并结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本技术方案的电动设备或者电动装置使用电机作为驱动部件，而电机转速的检测方法可通过设置转速测量电路，根据电机所输出电压或电流信号变化再结合采样处理、比较处理等可得到转速信息，该检测方法在检测低速信号时或非低速信号时均可以采用，比如直流电机所应用的各类电动设备或电动装置等动力或执行机构，电动设备包括电动工具、玩具执行机构、电动泵、带减速机构的水阀、电动玩具等各类电动装置，举例来讲当应用在电动泵时，电动泵通过电机驱动其动作部分，通过检测电机转速信息可得到电动泵的转速信息，进一步可应用在电动泵驱动的流体加热装置上，可以将转速信息转为流量信息，另举例来说，当使用在电动工具或这电动玩具时，电动工具或电动玩具或执行器或玩具执行机构等通过电机驱动，通过检测电机转速信息可得到电动工具或电动玩具动作执行部分的转速信息，可以将转速信号提供给控制模块，并且通过控制端识别或者处理后识别该检测得到的转速信号，并反馈给转速信号产生模块，形成闭环控制，不同于开环控制模式。

如图1到图4所示，本方案提供一种转速测量电路，用于上述电动设备或者电动装置，其中转速测量电路至少包括采样电路，从而将检测到的信号提供给单片机，该单片机作为控制端，转速测量电路还可以进一步包括与采样电路电连接的滤波电路、与采样电路或者滤波电路电连接的放大电路、与放大电路电连接的后置电路，该后置电路位于放大电路之后、单片机之前的电路，进一步将检测到的信号经过放大处理或者滤波再放大处理，以提供可识别的脉冲信号给单片机，当然其实实施方式中采样电路提供检测到的信号给单片机，单片机设置滤波模块进行滤波处理、实现滤波功能。

电动机转动时，因为磁场不均匀而造成的反电动势的规律性脉冲，本技术方案至少通过采样电路、放大电路能够检测得到可以被单片机或者其他电路准确识别的脉冲信号、再结合计数方法，能够得到电动机的转速；具体地可以利用单片机或者智能处理芯片或者再设置逻辑电路，作为计数器，对上述脉冲信号进行计数；具体地，当电机转动一圈，会在采样电路上，产生固定个数的脉冲信号，将此较为微弱脉冲信号，通过上述后续放大电路进行放大处理、通过滤波电路进行滤波，就可直接获得较为清晰的与电机转速对应的较强脉冲，一般情况下本方案不需要再设置芯片比如整形电路进一步处理。

如图5、图6所示采样电路的一种实施方式，采样电路与电机的正极或者负极以串联方式电连接，其中电机作为转速测量电路所连接的转速信号产生模块，具体地如图5，电源端VDD与电机M的正极电连接，电机M的负极与采样电路的输入端电连接；或者如图6所示，电源端VDD与所采样电路的输入端电连接，该采样电路与电机的正极电连接。也就是说电机M的负极或采样电路的输入端与滤波电路的输入端电连接，滤波电路的输出端与放大电路的输入端电连接，放大电路的输出端与后置电路的输入端电连接，如此将易于采集到电机信息，通过采样电路、滤波电路以及放大电路对电机输出信号进行处理，以提供给后置电路能够识别并较为准确分析的电信号，从而能够及时检测电机运行情况，从而获得电机转速信息，并提供给单片机或者控制芯片，并不需另行外接传感器进行转速测量。具体地，直流电机转动时，通过电机当前的电流的变化规律与电机的转速之间的对应关系，而且两者对应关系可以用采样电路检测得到，并将检测出来的信号通过后续电路处理，就可以获得电机的转速，能够通过上述电路设置即可准确地得到电机转速控制信息，不需像之前一些技术，过程中需要检测电机转速对应的模拟电压或者电流的强弱，来获取电机的反电动势的强弱，再通过反电动势的强弱变化，从而推算电机的转速，必须结合单片机运算功能才可推算获得电机的转速，而且也不太准确。

具体地，采样电路包括采样输入端、采样输出端，采样电路包括采样组件，该采样组件位于该采样输入端与所述采样输出端之间，采样电路包括第一电阻Rs，该第一电阻Rs位于采样电路的采样输入端与采样输出端之间。当然其他实施方式如图7也可以采用磁感组件L0作为采样组件，磁感组件位于采样电路的采样输入端与采样输出端之间；通过采样电阻或者采样磁感组件进行信号采样，比如电压信号采样，以提供给后续的电路，比如滤波电路；或者，再一实施方式中如图8所示，采样电路包括第一电阻Rs、与第一电阻并联的二极管L1、与该二极管感应设置的三极管L2，该三极管两端分别连接有第三端、第四端，作为采样电路以替代上述方案。

进一步，如图9到11所示，放大电路至少包括第二电阻R2，该第二电阻的一端与采样电路电连接，该第二电阻R2的另一端接地，且该第二电阻与放大电路的正相输入端电连接；其中，一种实施方式如图9、10所示，放大电路包括第二电阻R2、第三电阻R3，第二电阻、第三电阻串联方式电连接，该第二电阻R2的一端与采样电路或者电机电连接，该第二电阻R2的另一端接地，且该第二电阻的一端、第三电阻的一端与放大电路的正相输入端电连接，第三电阻R3的另一端与电源端Vcc电连接；进一步如图9所示实施方式，放大电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻R5，第四电阻、第五电阻串联方式电连接，第四电阻的一端、第五电阻的一端与放大电路的负相输入端电连接，且第四电阻的另一端与电源端电连接，第五电阻的另一端接地；放大电路的负相输入端接地设置，比如放大电路的负相输入端通过第五电阻R5与电容C0接地设置，放大电路的输出端与第五电阻R5电连接。

或者，如图10所示实施方式，放大电路还包括第四电阻R4，第二电阻、第三电阻串联方式电连接，该第二电阻的一端与采样电路或者电机电连接，其中放大电路的输出端与负相输入端通过第四电阻R4电连接。或者，如图 11所示实施方式，放大电路包括第二电阻R2、第四电阻R4，该第二电阻 R2的一端与采样电路电连接，该第二电阻R2的另一端接地，放大电路的输出端与放大电路的负相输入端之间通过第四电阻R4电连接，负相输入端与电源端VCC电连接；通过以上该放大电路的设置以获取较为稳定的偏置电流，另外通过放大电路转化得到较为连续的方波信号，以便提供给后置电路作为信息输入，比如使用微控制芯片作为后置电路的一部分。

进一步，如图12至14所示滤波电路的示意性实施方式，其中如图12 所示实施例，滤波电路包括第六电阻R6、第一电容C1；相应地第一电阻Rs 的一端与第六电阻的一端电连接，该第六电阻的另一端与第一电容的一端，该第一电容的另一端接地；或者图13所示，滤波电路的输出端与滤波电路之间还设置第三电容C3，通过滤波电路的设置可进一步滤去整流输出电压中的纹波；并且，采样电路与该滤波电路的输入端电连接，该滤波电路的输出端与滤波电路之间电连接；进一步改进为图14所示实施例，滤波电路包括第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2，第一电阻Rs 的一端与第六电阻R6的一端电连接，该第六电阻R6的另一端与第一电容 C1的一端、第七电阻的一端电连接，该第一电容的另一端接地；第七电阻 R7的另一端与第二电容C2的一端电连接，第二电容C2的另一端接地，更进一步减少纹波。

上述技术方案的转速测量电路应用在水泵或电动工具或电动玩具等由电机驱动的装置，尤其可用于检测水泵或电动工具等的电机转速，从而得到泵的流体流量或者电动工具载荷或者电动玩具转速，该水泵包括上述提到的转速测量电路，水泵的电机为直流电机，该直流电机的电压信号输入端与采样电路的输入端电连接，后置电路通过电路与直流电机的电压信号输入端电连接，通过本方案可相对准确将电机的电压信号转化为后置电路可以识别的信息，并运算得到控制电机转速的控制信息，具体地后置电路接收上述放大电路输出的当前电压信号或转速信号、并提供目标转速信号或目标电压信号给所述直流电机的电压信号输入端。

最后需要说明的是，上述描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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种转速测量电路，其特征在于：所述转速测量电路至少包括采样电路和计数器，该转速测量电路所连接的转速信号产生模块与所述采样电路以串联方式电连接，所述转速信号产生模块产生的信号为脉冲信号，电机转动一圈，所述采样电路采集到固定数量的脉冲信号，所述计数器对所述脉冲信号进行计数；所述采样电路与所述转速测量电路的控制端电连接，所述转速测量电路能够检测到所述转速信号产生模块所提供的脉冲信号，通过所述控制端识别或者处理后识别该检测得到的脉冲信号，根据所述脉冲信号的频率确定所述电机的转速。

2.如权利要求1所述的转速测量电路，其特征在于：所述转速测量电路还包括放大电路、滤波电路，所述采样电路与所述滤波电路的输入端电连接，所述滤波电路的输出端与所述放大电路的输入端电连接；所述采样电路包括采样输入端、采样输出端，所述采样电路包括采样组件，该采样组件位于该采样输入端与所述采样输出端之间。

3.如权利要求2所述的转速测量电路，其特征在于：所述放大电路至少包括第二电阻，该第二电阻的一端与所述采样电路电连接，该第二电阻的另一端接地，且该第二电阻与所述放大电路的正相输入端电连接；

或者，所述放大电路包括第二电阻、第三电阻，所述第二电阻、第三电阻串联方式电连接，该第二电阻的一端与所述采样电路电连接，该第二电阻的另一端接地，且该第二电阻的一端、所述第三电阻的一端与所述放大电路的正相输入端电连接，所述第三电阻的另一端与电源端电连接；

所述放大电路的负相输入端接地设置。

4.如权利要求2所述的转速测量电路，其特征在于：所述放大电路包括第二电阻、第三电阻，第四电阻，所述第二电阻、第三电阻串联方式电连接，该第二电阻的一端与所述采样电路电连接，该第二电阻的另一端接地，且该第二电阻的一端、所述第三电阻的一端与所述放大电路的正相输入端电连接，所述第三电阻的另一端与电源端电连接，所述放大电路的输出端与所述放大电路的负相输入端通过所述第四电阻电连接；

或者，所述放大电路包括第二电阻、第四电阻，该第二电阻的一端与所述采样电路电连接，该第二电阻的另一端接地，所述放大电路的输出端与所述放大电路的负相输入端之间通过所述第四电阻电连接，所述负相输入端与所述电源端电连接。

5.如权利要求2所述的转速测量电路，其特征在于：所述放大电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，所述第二电阻、第三电阻串联方式电连接，且该第二电阻的一端、所述第三电阻的一端与所述放大电路的正相输入端电连接，该第二电阻的另一端接地，所述第三电阻的另一端与电源端电连接；

所述第四电阻、第五电阻串联方式电连接，所述第四电阻的一端、第五电阻的一端与所述放大电路的负相输入端电连接，且所述第四电阻的另一端与所述电源端电连接，所述第五电阻的另一端接地；

或者，所述放大电路的负相输入端通过所述转速测量电路的第五电阻与电容接地设置，所述放大电路的输出端与所述第五电阻电连接。

6.如权利要求2-5任一项所述的转速测量电路，其特征在于：所述采样电路包括第一电阻或磁感组件，该第一电阻或磁感组件位于所述采样电路的采样输入端与采样输出端之间；

或者，所述采样电路包括第一电阻、与第一电阻并联的二极管、与该二极管感应设置的三极管，该三极管两端分别连接有第三端、第四端。

7.如权利要求6所述的转速测量电路，其特征在于：所述转速测量电路还包括滤波电路，该滤波电路包括第六电阻、第一电容；所述第一电阻的一端与所述第六电阻的一端电连接，该第六电阻的另一端与所述第一电容的一端，该第一电容的另一端接地；

或者，所述转速测量电路还包括滤波电路，该滤波电路包括第六电阻、第一电容；所述第一电阻的一端与所述第六电阻的一端电连接，该第六电阻的另一端与所述第一电容的一端，该第一电容的另一端接地，所述滤波电路的输出端与所述放大电路之间还设置第三电容。

8.如权利要求6所述的转速测量电路，其特征在于：所述转速测量电路还包括滤波电路，所述采样电路与该滤波电路的输入端电连接，该滤波电路的输出端与所述放大电路之间电连接；该滤波电路包括第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容，所述第六电阻、第七电阻串联方式电连接；

所述第一电阻的一端与所述第六电阻的一端电连接，该第六电阻的另一端与所述第一电容的一端、第七电阻的一端电连接，该第一电容的另一端接地；

所述第七电阻的另一端与所述第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端接地。

9.一种电动设备，其特征在于，所述电动设备的电机为直流电机，所述电机包括上述权利要求1～8任一项所述的转速测量电路，所述采样电路与所述直流电机以串联方式电连接，该直流电机的正极或负极与所述采样电路电连接。

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