CN211296603U

CN211296603U - 一种直流马达调速电路

Info

Publication number: CN211296603U
Application number: CN202020116226.9U
Authority: CN
Inventors: 田宝军; 安飞虎; 李欣
Original assignee: Shenzhen F&r Technologies Co ltd
Current assignee: Shenzhen F&r Technologies Co ltd
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2030-01-16

Abstract

本实用新型公开了一种直流马达调速电路，直流马达调速电路包括：降压式开关电源控制单元、输出电压检测单元、马达驱动装置和主控单元，所述主控单元的输出端连接所述输出电压检测装置的输入端，所述输出电压检测装置的输出端连接所述降压式开关电源控制单元的输入端，所述降压式开关电源控制单元的输出端连接所述马达驱动装置的输入端，通过主控单元控制输出电压检测单元输出不同的电阻从而控制降压式开关电源控制单元输出不同的电压，实现马达的转速调节，马达转动均匀、噪音较小、成本低廉。

Description

一种直流马达调速电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，尤其是涉及一种直流马达调速电路。

背景技术

目前，直流马达调速电路通常采用改变输出至马达的PWM脉冲宽度调制占空比实现转速调节，若采用三线(VDD、PWM、GND)或四线(VDD、PWM、速度反馈脚、GND)直流马达，马达成本较高；若采用两线(VDD、PWM)直流马达，由于马达处于忽开忽关的间断供电的工作状态，马达转速是不均匀的，由此会带来负载的转动噪音。因此，在采用DC12V～DC24V供电的直流风扇中，基本都是采用内置控制电路的三线或四线直流无刷马达来进行调速，成本较贵，不利于提升产品的市场竞争力。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种直流马达调速电路，用于调节直流马达的转速，结构简单，成本较低。

本实用新型的一个实施例提供了一种直流马达调速电路，包括：降压式开关电源控制单元、输出电压检测单元、马达驱动装置和主控单元，

所述主控单元的输出端连接所述输出电压检测装置的输入端，所述输出电压检测装置的输出端连接所述降压式开关电源控制单元的输入端，所述降压式开关电源控制单元的输出端连接所述马达驱动装置的输入端。

本实用新型实施例的直流马达调速电路至少具有如下有益效果：通过主控单元控制输出电压检测单元输出不同的电阻从而控制降压式开关电源控制单元输出不同的电压，采用改变直流马达供电电压大小的方式来进行调速，由于马达供电是连续的，具有马达转动均匀噪音较小、成本低廉的优点。

根据本实用新型的另一些实施例的直流马达调速电路，还包括防护单元和供电滤波单元，供电电源、所述防护单元、所述供电滤波单元依次连接。

进一步地，还包括输出滤波单元，所述降压式开关电源控制单元、所述输出滤波单元、所述马达驱动装置依次连接。

进一步地，还包括马达电流检测装置，所述马达电流检测装置的输入端连接所述马达驱动装置的输出端，所述马达电流检测装置的输出端连接所述主控单元的输入端。

进一步地，所述降压式开关电源控制单元包括DP3115芯片及其外围电路。

进一步地，所述主控单元包括HT66F004芯片及其外围电路。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种直流马达调速电路的一具体实施例的单元框图；

图2是本实用新型实施例中一种直流马达调速电路的又一具体实施例的单元框图；

图3是本实用新型实施例中一种直流马达调速电路的一具体电路示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。

在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1，示出了本实用新型实施例中直一种直流马达调速电路的一具体实施例的单元框图，包括：降压式开关电源控制单元100、输出电压检测单元400、马达驱动装置200和主控单元300，

所述主控单元300的输出端连接所述输出电压检测装置400的输入端，所述输出电压检测装置400的输出端连接所述降压式开关电源控制单元100的输入端，所述降压式开关电源控制单元100的输出端连接所述马达驱动装置200的输入端。

主控单元300接收调速信号，并控制输出电压检测单元400输出不同的阻值到降压式开关电源控制单元100的输入端，控制降压式开关电源控制单元100输出不同的电压信号到马达驱动装置200，从而改变马达的供电电压大小来调节马达转速，与通过PWM脉冲宽度调节马达转速的三线(VDD、PWM、GND)或四线(VDD、PWM、速度反馈脚、GND)调速马达方案相比，成本更加低廉；与通过PWM脉冲宽度调制马达供电通断时间比例的两线(VDD、PWM)直流马达调速方案相比，没有因为马达转速不均匀所带来的负载转动噪音问题。

如图2所示，图2为本实用新型实施例中一种直流马达调速电路的又一具体实施例的单元框图，还包括防护单元010、供电滤波单元020、输出滤波单元110和马达电流检测装置210。

供电电源(图中未示)、防护单元010、供电滤波单元020依次连接，防护单元010用于抑制插座的浪涌电流的影响，供电滤波单元020和输出滤波单元110分别为作用于降压式开关电源控制单元的输入端和输出端，用于稳定电压并消除杂波干扰。

马达电流检测装置210用于检测马达的工作电流，当工作电流超过预设值时，主控单元300控制马达驱动装置200关断。

如图3所示，图3为本实用新型实施例中一种直流马达调速电路的一具体电路示意图，

CN1为供电电源插座，防护单元010包括NTC电阻和第一二极管D1，第一二极管D1为防插反二极管，NTC电阻用以抑制插座CN1瞬间插电的火花脉冲干扰，避免后面的芯片被可能的火花高压击穿。

供电滤波单元包括第一极性电容CE1和第一电容C1，输出滤波单元包含第一电感L1、第二极性电容CE2和第二电容C2。

降压式开关电源控制单元100包括同步整流降压芯片、第十电阻R10和第十一电阻R11。

输出电压检测单元400包括第一电阻R1至第九点电阻R9和第十二电阻R12。输出电压检测单元的输入端V1～V8分别连接主控单元(图中未示)的输出端。输出电压检测单元的输出电压由第九电阻R9和与第十二电阻R12并联的电阻的阻值决定，主控单元(图中未示)可根据接收到的指令，控制输入到V1～V8的I/O口为输出低电平或输入口(高阻态)信号，当设置为输出低电平信号时，与之连接的电阻相当于接地，相当于与第十二电阻并联；当设置为输入口(高阻态)时，相当于开路。当要调节输出电压VCC时，只需要将V1～V8中相应档位的主控单元I/O口由程序设置为输出低电平(相当于接地)，而其他I/O口则会设置为输入口(高阻态，相当于开路)即可。

当直流马达工作在第一档位时，VCC＝反馈脚固定电压×(1+R9/R12)；

当直流马达工作在第一档位时，VCC＝反馈脚固定电压×(1+R9/(R1与R12电阻的并联电阻值))；

当直流马达工作在第二档位时，VCC＝反馈脚固定电压×(1+R9/(R2与R12电阻的并联电阻值))……以此类推，直至第九档位。

马达电流检测装置210包括第十三电阻R13、第十四电阻R14和第三电容C3，马达电流流经第十四电阻R14时，在第十四电阻R14两端形成采样电压，经第十三电阻R13、第三电容C3阻容滤波后送给主控单元的AD口检测，当主控单元检测到马达电流超标时，主控单元的输出端MT口输出低电平关断马达并回到待机模式。

马达驱动装置200包括直流马达DC_Motor，第二二极管D2、第一三极管Q1、第十五电阻R15和第十六电阻R16，第二二极管D2为马达续流二极管，防止第一三极管Q1关断时马达自感电压瞬间过高而击穿第一三极管Q1。当马达需要启动工作时，主控单元的输出端MT口输出高电平，第一三极管Q1导通，马达工作；反之，当马达需要停止工作时，主控单元的MT口输出低电平，第一三极管Q1截止，马达即停止工作。

供电电源电压VIN应比马达最高转速档对应的工作电压大2V以上，以抵消同步整流降压芯片U1内部器件压降的影响。器件选型上，如果马达最高转速对应的工作电压为12V～24V，同步整流降压芯片U1推荐选用DP3115等输入电压范围8V～35V以上、输出电流2A以上、输出电压可调的经济型同步整流降压芯片，供电电源插座CN1可以选脚距2.5mm的XH-2A、XHB-2A型号等，NTC电阻可选用SCK08102MFY等型号，第一二极管D1、第二二极管D2可选用1N4007、1N5819等耐压不低于40V、耐电流不低于1A的二极管，第一极性电容CE1可选220uF/35V电解电容，第二极性电容CE2可选220uF～470uF/35V电解电容，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3选100nF/50V，第一电感L1可选47uH～100uH/2A的工字绕线电感或贴片功率电感，第十电阻R10可选68K、精度±1％的精密电阻，此时对应的同步整流降压芯片U1(DP3115)限制保护电流为2.3A，第十一电阻R11可以不接，使同步整流降压芯片U1(DP3115)工作在默认的120KHz固定振荡频率。第一三极管Q1可选耐压60V以上、耐电流为6倍于马达最大堵转电流以上的ST16N10等型号MOSFET管，第十六电阻R16可选100Ω～1K，第十五电阻R15可选100K～1M，第十四电阻R14推荐选功率为1/3W的0.1Ω±1％精密电阻，第十三电阻R13选1K～2.2K，第一电阻至第九电阻R1～R9、第十二电阻R12为误差为±1％的精密电阻，上拉电阻第九电阻R9可取470K±1％，其余下拉电阻(R1～R8、R12)取值大于40K，具体阻值依据所要求的各档位马达转速对应的输出电压VCC整机调试而定，CPU必须是带A/D功能的单片机，如型号为HT66F004。

本实用新型一种直流马达调速电路可应用于风扇等各类电子产品中。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims

1.一种直流马达调速电路，其特征在于，包括：降压式开关电源控制单元、输出电压检测单元、马达驱动装置和主控单元，

所述主控单元的输出端连接所述输出电压检测单元的输入端，所述输出电压检测单元的输出端连接所述降压式开关电源控制单元的输入端，所述降压式开关电源控制单元的输出端连接所述马达驱动装置的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种直流马达调速电路，其特征在于，还包括防护单元和供电滤波单元，供电电源、所述防护单元、所述供电滤波单元依次连接。

3.根据权利要求1所述的一种直流马达调速电路，其特征在于，还包括输出滤波单元，所述降压式开关电源控制单元、所述输出滤波单元、所述马达驱动装置依次连接。

4.根据权利要求1所述的一种直流马达调速电路，其特征在于，还包括马达电流检测装置，所述马达电流检测装置的输入端连接所述马达驱动装置的输出端，所述马达电流检测装置的输出端连接所述主控单元的输入端。

5.根据权利要求1所述的一种直流马达调速电路，其特征在于，所述降压式开关电源控制单元包括DP3115芯片及其外围电路。

6.根据权利要求1所述的一种直流马达调速电路，其特征在于，所述主控单元包括HT66F004芯片及其外围电路。