CN214674961U - 一种基于can总线的直流有刷电机驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，属于CAN总线控制领域，包括CAN总线、主控芯片和电源，所述主控芯片通过A/D转换电路分别与电压采集模块电性连接以及温度采集模块电性连接，所述电源通过降压模块与主控芯片的供电端电性连接，所述电源通过降压模块与驱动模块电性连接，所述主控芯片通过CAN收发器分别与CAN总线的CAN_H端口和CAN_L端口连接，所述主控芯片的信号输出端与灯光警示模块电性连接，所述主控芯片的信号输入端与编码器电性连接，通过主控芯片配合电源采集模块和温度采集模块，来对电路的工作电路和工作温度进行监测，并通过灯光警示模块的LED灯对人员进行提示，从而避免了不必要的损失。

Description

一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路

技术领域

本实用新型涉及CAN总线控制技术领域，具体为一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路。

背景技术

CAN属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网，一些著名的汽车制造厂商都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信，与其它现场总线比较而言，CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。

然而，市面上常见的用于CAN总线的直流有刷电机驱动电路在使用过程，存在不能够很好实时采集电机的温度、电压，且当温度过高，电源电压过低的时候无法发出提示提醒人员检修，造成不必要的损失。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，通过主控芯片配合电源采集模块和温度采集模块，来对电路的工作电路和工作温度进行监测，并通过灯光警示模块的LED灯对人员进行提示，从而避免了不必要的损失。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，包括CAN总线、主控芯片和电源，所述主控芯片通过 A/D转换电路分别与电压采集模块电性连接以及温度采集模块电性连接，所述电源通过降压模块与主控芯片的供电端电性连接，所述电源通过降压模块与驱动模块电性连接，所述主控芯片通过CAN收发器分别与CAN总线的 CAN_H端口和CAN_L端口连接，所述主控芯片的信号输出端与灯光警示模块电性连接，所述主控芯片的信号输入端与编码器电性连接。

优选的，所述驱动模块采用FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片，所述 FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片内置欠压保护电路，所述FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片集成有电机控制电路，所述电机控制电路采用 DMHT6016J芯片控制电路，所述DMHT6016J芯片控制电路与电机M1电性连接。

优选的，所述降压模块分别采用L78L15芯片与L78L33芯片，所述电源通过L78L15芯片与FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片的供电端电性连接，所述电源通过L78L33芯片分别与主控芯片、CAN收发器、编码器的供电端电性连接，所述L78L15芯片的输出电压为15V，所述L78L33芯片的输出电压为3.3V。

优选的，所述CAN总线接口处接有通信模块，所述通信模块采用 MAX3501协议接口芯片。

优选的，所述温度采集模块采用TC1047A温度传感器，所述电压采集模块通过电压分压法来检测电池的实时电压，并通过A/D转换电路实现数字量模拟量之间的转化。

优选的，所述灯光警示模块为LED指示灯电路，所述主控芯片采用 STM32F0主控芯片。

与现有技术比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本实用新型提供一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，通过在电路中增设主控芯片，并通过电压采样模块和温度采集模块对电路中的工作电压和工作温度进行监测，从而能够保证电路运作时，保持稳定安全的环境，且通过主控芯片对灯光预警模块发出光信号，便于工作人员的观察，以判断电路是否发生故障，避免因为电路中的设备因为电压过大或者工作温度过高而发生损坏和火灾。

附图说明

图1为本实用新型的主控芯片电路图；

图2为本实用新型D2驱动模块的电路图；

图3为本实用新型D3驱动模块的电路图；

图4为本实用新型电机驱动模块的电路图；

图5为本实用新型的降压模块电路图；

图6为本实用新型的通信模块电路图；

图7为本实用新型的电压采样模块电路图；

图8为本实用新型的温度采集模块电路图；

图9为本实用新型的灯光警示模块电路图；

图10为本实用新型的系统框图；

图11为本实用新型的程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围，显然，所描述的实施例仅仅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。

本实用新型提供了如图1～11所示的一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，包括CAN总线、主控芯片和电源，主控芯片采用STM32F0主控芯片,体积小、接口、功能模块满足需求,主控芯片通过A/D转换电路分别与电压采集模块电性连接以及温度采集模块电性连接，电源通过降压模块与主控芯片的供电端电性连接。

电源通过降压模块与驱动模块电性连接，主控芯片通过CAN收发器分别与CAN总线的CAN_H端口和CAN_L端口连接，主控芯片的信号输出端与灯光警示模块电性连接，灯光警示模块为LED指示灯电路,当温度过高或者是电压过低的时候需要灯光信息来提示用户，以达到警示的作用，同时可以通过灯光来提示电机的ID，当4个电机的ID不同时，才可以同时工作，主控芯片的信号输入端与编码器电性连接。

驱动模块采用FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片，由于其芯片集成度高、电路简单、可靠，价格适中，可以大幅度缩短硬件开发周期，响应快、可靠性高、成本低等特点，FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片内置欠压保护电路，FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片集成有电机控制电路，电机控制电路采用DMHT6016J芯片控制电路，DMHT6016J芯片控制电路与电机M1电性连接，防止功率管在过低的电压下工作，提高效率，FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片具有关断功能，能同时关断高低通道HO、LO输出。两个半桥组合成一个全桥驱动，通过两个通道的PWM波控制电机的转速与正反转。

降压模块分别采用L78L15芯片与L78L33芯片，电源通过L78L15芯片与 FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片的供电端电性连接，电源通过L78L33芯片分别与主控芯片、CAN收发器、编码器的供电端电性连接，L78L15芯片的输出电压为15V，L78L33芯片的输出电压为3.3V，L78L15可以提供1～1.5A 的输出能力，L78L33是一款三端正电压调节器，采用内部电流限制和热关断功能可以提供高达100mA的输出电流。

CAN总线接口处接有通信模块，通信模块采用MAX3501协议接口芯片， MAX3051用于CAN协议控制器和控制局域网(CAN)总线物理连线的接口， MAX3051为总线提供差分传输能力，为CAN控制器提供差分接收能力，MAX3051 具有四种不同的工作模式：高速、斜率控制、待机与关断模式，高速模式下最高数据速率为1Mbps，斜率控制模式可以控制发送器的摆率，最高数据速率为500kbps，降低了EMI辐射，允许使用非屏蔽的双绞或平行电缆。待机模式下，发送器被关断，接收器被拉高，将MAX3051置为低电流模式，关断模式下，发送器和接收器者被关闭。

温度采集模块采用TC1047A温度传感器，为了防止电机过载烧坏电机，必须对电机的过载和短路进行保护，电压采集模块通过电压分压法来检测电池的实时电压，通过对电机驱动芯片的温度采样,将采样后的电压值进行滤波，得到比较稳定的电压值，在与标准电压比较。反馈的电压信号转换成对应的温度，当温度超过设定的阈值，引发MCU的中断响应，并根据具体情况，决定是否切断电机的控制信号，并通过A/D转换电路实现数字量模拟量之间的转化。

将线路安装系统框图进行连接，进入主程序首先对程序的初始化(CAN通信初始化、中断初始化、定时器初始化)。初始化后抓取CAN总线上的报文，当与自己ID一致的时候解析数据，得到目标转速，通过定时器中断，在一定时间内累计编码器的计数值，得到实际转速，目标值与实际值做PID计算，得到PWM控制信号，驱动电机的速度在目标速度附近。实时采集电机的温度、电压，当温度过高，电源电压过低的时候发出灯光报警，同时CAN发送器也可以实时发送驱动上的参数信息。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，包括CAN总线、主控芯片和电源，其特征在于，所述主控芯片通过A/D转换电路分别与电压采集模块电性连接以及温度采集模块电性连接，所述电源通过降压模块与主控芯片的供电端电性连接，所述电源通过降压模块与驱动模块电性连接，所述主控芯片通过CAN收发器分别与CAN总线的CAN_H端口和CAN_L端口连接，所述主控芯片的信号输出端与灯光警示模块电性连接，所述主控芯片的信号输入端与编码器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，其特征在于，所述驱动模块采用FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片，所述FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片内置欠压保护电路，所述FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片集成有电机控制电路，所述电机控制电路采用DMHT6016J芯片控制电路，所述DMHT6016J芯片控制电路与电机M1电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，其特征在于：所述降压模块分别采用L78L15芯片与L78L33芯片，所述电源通过L78L15芯片与FD2204D半桥栅极驱动集成电路芯片的供电端电性连接，所述电源通过L78L33芯片分别与主控芯片、CAN收发器、编码器的供电端电性连接，所述L78L15芯片的输出电压为15V，所述L78L33芯片的输出电压为3.3V。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，其特征在于，所述CAN总线接口处接有通信模块，所述通信模块采用MAX3501协议接口芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，其特征在于，所述温度采集模块采用TC1047A温度传感器，所述电压采集模块通过电压分压法来检测电池的实时电压，并通过A/D转换电路实现数字量模拟量之间的转化。

6.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的直流有刷电机驱动电路，其特征在于，所述灯光警示模块为LED指示灯电路，所述主控芯片采用STM32F0主控芯片。

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