CN213027863U - 一种基于高压直流电机开关门控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于高压直流电机开关门控制系统，包括直流电机、主控电路、继电器驱动电路和电机控制电路；主控电路包括STM8S105T6芯片、电阻R0、电容C1～C4、发光二极管D1；继电器驱动电路包括ULN2003芯片和电容C7；电机控制电路包括保险丝F1、整流桥堆DZ1、电阻R1～R11、电容C4～C6、电容E1、电容E2、双运算放大器LM358、Mos管T1、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电磁继电器KM1和电磁继电器KM2，上述各电子元器件件配合连接。本基于高压直流电机开关门控制系统可有效提升直流电机快速调速和快速启停性能。

Description

一种基于高压直流电机开关门控制系统

技术领域

本实用新型涉及直流电机技术领域，尤其涉及一种基于高压直流电机开关门控制系统。

背景技术

直流电机因其相对于交流电机更加节能、价格便宜、维修费用低而广泛应用做电动门的电机，目前直流电机一般采用低电压供电(36V)，其在调速和快速启停方便还有很大的提升空间。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种基于高压直流电机开关门控制系统，有效提升直流电机快速调速和快速启停性能。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于高压直流电机开关门控制系统，包括直流电机，还包括主控电路、继电器驱动电路和电机控制电路；

所述主控电路包括VCC端、STM8S105T6芯片、电阻R0、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和发光二极管D1，所述VCC端提供5V直流电压；所述STM8S105T6 芯片的VSS端、VSSA端、VSSIO_1端和VSSIO_2端分别接地，所述STM8S105T6 芯片的VCAP端通过电容C1接地；所述STM8S105T6芯片的VDD端和VDDIO_1端电连接，所述STM8S105T6芯片的VDD端与VCC端电连接，所述STM8S105T6 芯片的VDD端通过电容C3接地；所述STM8S105T6芯片的VDDA端通过电容C4 和VSSA端电连接；所述STM8S105T6芯片的VDDIO_2端与VCC端电连接，所述STM8S105T6芯片的VDDIO_2端通过电容C2与VSSIO_2端电连接；所述STM8S105T6芯片的PE6端通过电阻R0与发光二极管D1的正极电连接，所述发光二极管D1的负极接地；

所述继电器驱动电路包括ULN2003芯片和电容C7,所述ULN2003芯片的P端与VCC端电连接，所述ULN2003芯片的P端通过电容C7与E端电连接，所述 ULN2003芯片的E端接地；

所述电机控制电路包括接线器J1、保险丝F1、整流桥堆DZ1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C4、电容C5、电容C6、电容E1、电容E2、双运算放大器LM358、Mos管T1、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电磁继电器KM1、电磁继电器KM2和+12Vdc，所述电容E1和电容E2采用电解电容；

所述接线器J1输入220V交流电压，接线器J1的第一接线端与整流桥堆DZ1 的第二端电连接，所述接线器J1的第二端通过保险丝F1与整流桥堆DZ1的第三端电连接，所述整流桥堆DZ1的第一端接地，所述整流桥堆DZ1的第四端与电容E2的正极电连接，所述电容E2的负极接地，所述整流桥堆DZ1的第四端分别连接电阻R4的第一端和电阻R8的第一端，所述电阻R4的第二端与三极管 Q1的集电极电连接，所述电阻R8的第二端分别连接电阻R9的第一端和三极管 Q1的基极，所述电阻R9的第二端与STM8S105T6芯片电连接，所述三极管Q1的发射极通过电阻R5与Mos管T1的栅极电连接；所述Mos管T1的源极分别连接电阻R1的第一端、电阻R3的第一端和电容E1的正极，所述电阻R3的第二端接地，所述电容E1的负极接地，所述电阻R1的第二端通过电容C5接地，所述电阻R1的第二端与双运算放大器LM358的同相端电连接，所述双运算放大器 LM358的反相端通过电阻R7接地，所述双运算放大器LM358的电源端连接VCC 端，所述双运算放大器LM358的电源端通过电容C4接地，所述双运算放大器LM358的GND端接地，所述双运算放大器LM358的输出端分别连接电阻R2的第一端和电阻R6的第二端电连接，所述电阻R2的第二端与STM8S105T6芯片的PB0 端电连接，所述电阻R2的第二端通过电容C6接地，所述电阻R6的第二端与双运算放大器LM358的反相端电连接；

所述Mos管T1的漏极分别连接二极管D2的正极、电磁继电器KM1的常闭触点和电磁继电器KM1的常闭触点，所述二极管D2的负极与电容E2的正极电连接，所述电磁继电器KM1的常闭触点连接直流电机的电源端，所述电磁继电器KM2的常闭触点连接直流电机的正反转接线端；所述ULN2003芯片的5C端通过电阻R10连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管 Q2的集电极和+12Vdc分别对应连接于电磁继电器KM1的线圈的两个引脚；所述 ULN2003芯片的6C端通过电阻R11连接三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极和+12Vdc分别对应连接于电磁继电器KM2的线圈的两个引脚。

进一步的，还包括按键电路，所述按键电路与STM8S105T6芯片电连接。

进一步的，还包括语音报警电路，所述语音报警电路与STM8S105T6芯片电连接。

进一步的，还包括两位数码管显示电路，所述两位数码管显示电路与 STM8S105T6芯片电连接。

通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：本基于高压直流电机开关门控制系统通过整流桥堆DZ1将220V交流市电整流为高压直流电供给高压直流电机当做电源使用。电磁继电器KM1和电磁继电器KM2用于控制直流电机的电源端通断和直流电机的转动方向。三极管Q1、电阻R3、电阻R4构成驱动电路用于驱动Mos管T1，Mos管T1其导通频率由STM8S105T6芯片输出PWM信号控制，通过控制PWM信号的频率及其占空比可以有效控制输出给直流电机电源的接通频率以便达到直流电机的转速控制。电阻R3的电压通过电容E1稳压得到更稳定的电压值，由于此处得到的电压值相对较小，电路中加了一个放大器，将电压信号放大，通过电阻R6和电阻R7电阻可以调节放大倍数，我们这个电路中将其放大了十倍然后送给STM8S105T6芯片处理。STM8S105T6芯片处再将此电压信号通过计算可以获取到直流电机的电流，可以用于判断直流电机是否过载工作，可以在出现过载工作时自动切断直流电机电源，保护直流电机。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的主控电路的电路原理图；

图2是本实用新型实施例一的继电器驱动电路的电路原理图；

图3是本实用新型实施例一的电机控制电路的电路原理图；

图4是本实用新型实施例二的按键电路的电路原理图；

图5是本实用新型实施例二的语音报警电路的电路原理图；

图6是本实用新型实施例二的两位数码管显示电路。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例一

参考图1-图3，本实施例提供一种基于高压直流电机开关门控制系统，包括直流电机、主控电路、继电器驱动电路和电机控制电路。

所述主控电路包括VCC端、STM8S105T6芯片、电阻R0、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和发光二极管D1，所述VCC端提供5V直流电压；所述STM8S105T6 芯片的VSS端、VSSA端、VSSIO_1端和VSSIO_2端分别接地，所述STM8S105T6 芯片的VCAP端通过电容C1接地；所述STM8S105T6芯片的VDD端和VDDIO_1端电连接，所述STM8S105T6芯片的VDD端与VCC端电连接，所述STM8S105T6 芯片的VDD端通过电容C3接地；所述STM8S105T6芯片的VDDA端通过电容C4 和VSSA端电连接；所述STM8S105T6芯片的VDDIO_2端与VCC端电连接，所述STM8S105T6芯片的VDDIO_2端通过电容C2与VSSIO_2端电连接；所述 STM8S105T6芯片的PE6端通过电阻R0与发光二极管D1的正极电连接，所述发光二极管D1的负极接地；

所述继电器驱动电路包括ULN2003芯片和电容C7,所述ULN2003芯片的P端与VCC端电连接，所述ULN2003芯片的P端通过电容C7与E端电连接，所述 ULN2003芯片的E端接地；

所述电机控制电路包括接线器J1、保险丝F1、整流桥堆DZ1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C4、电容C5、电容C6、电容E1、电容E2、双运算放大器LM358、Mos管T1、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电磁继电器KM1、电磁继电器KM2和+12Vdc，所述电容E1和电容E2采用电解电容；

所述接线器J1输入220V交流电压，接线器J1的第一接线端与整流桥堆DZ1 的第二端电连接，所述接线器J1的第二端通过保险丝F1与整流桥堆DZ1的第三端电连接，所述整流桥堆DZ1的第一端接地，所述整流桥堆DZ1的第四端与电容E2的正极电连接，所述电容E2的负极接地，所述整流桥堆DZ1的第四端分别连接电阻R4的第一端和电阻R8的第一端，所述电阻R4的第二端与三极管 Q1的集电极电连接，所述电阻R8的第二端分别连接电阻R9的第一端和三极管 Q1的基极，所述电阻R9的第二端与STM8S105T6芯片电连接，所述三极管Q1的发射极通过电阻R5与Mos管T1的栅极电连接；所述Mos管T1的源极分别连接电阻R1的第一端、电阻R3的第一端和电容E1的正极，所述电阻R3的第二端接地，所述电容E1的负极接地，所述电阻R1的第二端通过电容C5接地，所述电阻R1的第二端与双运算放大器LM358的同相端电连接，所述双运算放大器 LM358的反相端通过电阻R7接地，所述双运算放大器LM358的电源端连接VCC 端，所述双运算放大器LM358的电源端通过电容C4接地，所述双运算放大器LM358的GND端接地，所述双运算放大器LM358的输出端分别连接电阻R2的第一端和电阻R6的第二端电连接，所述电阻R2的第二端与STM8S105T6芯片的PB0 端电连接，所述电阻R2的第二端通过电容C6接地，所述电阻R6的第二端与双运算放大器LM358的反相端电连接；

所述Mos管T1的漏极分别连接二极管D2的正极、电磁继电器KM1的常闭触点和电磁继电器KM1的常闭触点，所述二极管D2的负极与电容E2的正极电连接，所述电磁继电器KM1的常闭触点连接直流电机的电源端，所述电磁继电器KM2的常闭触点连接直流电机的正反转接线端；所述ULN2003芯片的5C端通过电阻R10连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管 Q2的集电极和+12Vdc分别对应连接于电磁继电器KM1的线圈的两个引脚；所述 ULN2003芯片的6C端通过电阻R11连接三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极和+12Vdc分别对应连接于电磁继电器KM2的线圈的两个引脚。

本基于高压直流电机开关门控制系统通过整流桥堆DZ1将220V交流市电整流为高压直流电供给高压直流电机当做电源使用。具体的，电磁继电器KM1和电磁继电器KM2分别用于控制直流电机的电源端通断和直流电机的转动方向。三极管Q1、电阻R3、电阻R4构成驱动电路用于驱动Mos管T1，Mos管T1其导通频率由STM8S105T6芯片输出PWM信号控制，通过控制PWM信号的频率及其占空比可以有效控制输出给直流电机电源的接通频率以便达到直流电机的转速控制。电阻R3的电压通过电容E1稳压得到更稳定的电压值，由于此处得到的电压值相对较小，电路中加了一个放大器，将电压信号放大，通过电阻R6和电阻 R7可以调节放大倍数，我们这个电路中将其放大了十倍然后送给STM8S105T6芯片处理。STM8S105T6芯片处再将此电压信号通过计算可以获取到直流电机的电流，可以用于判断直流电机是否过载工作，可以在出现过载工作时自动切断直流电机电源，保护直流电机。

实施例二

如图4、图5和图6，在上述实施例一的基础上，本基于高压直流电机开关门控制系统，还包括按键电路(如图4)、语音报警电路(如图5)和两位数码管显示电路(如图6)，所述按键电路、语音报警电路和两位数码管显示电路分别与STM8S105T6芯片电连接。按键电路用于设置功能，例如直流电机正转、反转、调速和启停，所述两位数码管显示电路用于显示直流电机执行的功能(正转、反转、调速和启停)，语音报警电路用于当出现过载工作时发出警报声等。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于高压直流电机开关门控制系统，包括直流电机，其特征在于：还包括主控电路、继电器驱动电路和电机控制电路；

所述主控电路包括VCC端、STM8S105T6芯片、电阻R0、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和发光二极管D1，所述VCC端提供5V直流电压；所述STM8S105T6芯片的VSS端、VSSA端、VSSIO_1端和VSSIO_2端分别接地，所述STM8S105T6芯片的VCAP端通过电容C1接地；所述STM8S105T6芯片的VDD端和VDDIO_1端电连接，所述STM8S105T6芯片的VDD端与VCC端电连接，所述STM8S105T6芯片的VDD端通过电容C3接地；所述STM8S105T6芯片的VDDA端通过电容C4和VSSA端电连接；所述STM8S105T6芯片的VDDIO_2端与VCC端电连接，所述STM8S105T6芯片的VDDIO_2端通过电容C2与VSSIO_2端电连接；所述STM8S105T6芯片的PE6端通过电阻R0与发光二极管D1的正极电连接，所述发光二极管D1的负极接地；

所述继电器驱动电路包括ULN2003芯片和电容C7,所述ULN2003芯片的P端与VCC端电连接，所述ULN2003芯片的P端通过电容C7与E端电连接，所述ULN2003芯片的E端接地；

所述电机控制电路包括接线器J1、保险丝F1、整流桥堆DZ1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C4、电容C5、电容C6、电容E1、电容E2、双运算放大器LM358、Mos管T1、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电磁继电器KM1、电磁继电器KM2和+12Vdc，所述电容E1和电容E2采用电解电容；

所述接线器J1输入220V交流电压，接线器J1的第一接线端与整流桥堆DZ1的第二端电连接，所述接线器J1的第二端通过保险丝F1与整流桥堆DZ1的第三端电连接，所述整流桥堆DZ1的第一端接地，所述整流桥堆DZ1的第四端与电容E2的正极电连接，所述电容E2的负极接地，所述整流桥堆DZ1的第四端分别连接电阻R4的第一端和电阻R8的第一端，所述电阻R4的第二端与三极管Q1的集电极电连接，所述电阻R8的第二端分别连接电阻R9的第一端和三极管Q1的基极，所述电阻R9的第二端与STM8S105T6芯片电连接，所述三极管Q1的发射极通过电阻R5与Mos管T1的栅极电连接；所述Mos管T1的源极分别连接电阻R1的第一端、电阻R3的第一端和电容E1的正极，所述电阻R3的第二端接地，所述电容E1的负极接地，所述电阻R1的第二端通过电容C5接地，所述电阻R1的第二端与双运算放大器LM358的同相端电连接，所述双运算放大器LM358的反相端通过电阻R7接地，所述双运算放大器LM358的电源端连接VCC端，所述双运算放大器LM358的电源端通过电容C4接地，所述双运算放大器LM358的GND端接地，所述双运算放大器LM358的输出端分别连接电阻R2的第一端和电阻R6的第二端电连接，所述电阻R2的第二端与STM8S105T6芯片的PB0端电连接，所述电阻R2的第二端通过电容C6接地，所述电阻R6的第二端与双运算放大器LM358的反相端电连接；

所述Mos管T1的漏极分别连接二极管D2的正极、电磁继电器KM1的常闭触点和电磁继电器KM1的常闭触点，所述二极管D2的负极与电容E2的正极电连接，所述电磁继电器KM1的常闭触点连接直流电机的电源端，所述电磁继电器KM2的常闭触点连接直流电机的正反转接线端；所述ULN2003芯片的5C端通过电阻R10连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极和+12Vdc分别对应连接于电磁继电器KM1的线圈的两个引脚；所述ULN2003芯片的6C端通过电阻R11连接三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极和+12Vdc分别对应连接于电磁继电器KM2的线圈的两个引脚。

2.根据权利要求1所述的一种基于高压直流电机开关门控制系统，其特征在于：还包括按键电路，所述按键电路与STM8S105T6芯片电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于高压直流电机开关门控制系统，其特征在于：还包括语音报警电路，所述语音报警电路与STM8S105T6芯片电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于高压直流电机开关门控制系统，其特征在于：还包括两位数码管显示电路，所述两位数码管显示电路与STM8S105T6芯片电连接。

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