CN217522753U - 一种电机供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电机供电电路，包括整流滤波电路、供电电路、PWM发生器电路、MOS管驱动电路及电机驱动电路；整流滤波电路输入端连接交流电源，电机驱动电路输出端用于连接电机为电机供电，电机驱动电路通过电流采样电路反馈连接至PWM发生器电路的反馈输入端；供电电路用于输出稳定电压为PWM发生器电路及MOS管驱动电路供电；PWM发生器电路用于根据反馈电流调节输出电压；MOS管驱动电路用于提升电流驱动能力。本实用新型可随负载变化自动调节输出，能为电机提供稳定的工作电压，供电质量高；且可有效提升电流驱动能力，提高电路响应速度；保护功能完善，能有效减少安全隐患，提高供电的可靠性、安全性和稳定性。

Description

一种电机供电电路

技术领域

本实用新型涉及供电电路技术领域，特别是一种电机供电电路。

背景技术

气泵用于对充气产品进行快速充气、保压与快速泄气等操作，用途广泛。电机是气泵的核心部件，电机的供电质量、安全性及稳定性直接影响气泵的工作状态。现有技术的电机供电电路普遍存在以下缺陷：1)驱动能力差；2)电路保护设计不够完善，易出现误导通，造成元件损毁或发生触电风险，工作可靠性、安全性、稳定性差，使用寿命短；3)电路断开时，电机火花大，存在极大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种电机供电电路，可随负载变化自动调节输出，为电机提供稳定的工作电压，供电质量高，且可有效提升电流驱动能力，提高电路响应速度，保护功能完善，能有效减少安全隐患，提高供电的可靠性、安全性和稳定性。

本实用新型采用如下技术方案：

一种电机供电电路，包括整流滤波电路、供电电路、PWM发生器电路、MOS管驱动电路及电机驱动电路；

整流滤波电路输入端连接交流电源，输出端连接供电电路输入端及电机驱动电路第一输入端；供电电路输出端连接PWM发生器电路供电输入端及MOS管驱动电路第一输入端；PWM发生器电路输出端连接MOS管驱动电路第二输入端；MOS管驱动电路输出端连接电机驱动电路输入端；电机驱动电路输出端用于连接电机为电机供电，电机驱动电路通过电流采样电路反馈连接至PWM发生器电路的反馈输入端；

整流滤波电路用于对输入交流电进行整流滤波；供电电路用于输出稳定电压为PWM发生器电路及MOS管驱动电路供电；PWM发生器电路用于根据反馈电流调节输出电压；MOS管驱动电路用于提升电流驱动能力；电机驱动电路用于输出恒定电压为电机供电。

进一步地，所述整流滤波电路包括半波整流电路及滤波电路，交流电源连接半波整流电路的输入端，半波整流电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端作为整流滤波电路的输出端；半波整流电路包括整流二极管D1，用于将输入交流电转换为直流电；滤波电路包括相互并联的电容C1和电容C2，电容C1用于滤除低频信号，电容C2用于滤除高频信号。

进一步地，所述整流滤波电路输入端与交流电源之间连接有用于对电机供电电路进行过流保护的保险丝FR1，保险丝FR1串联于交流电源的火线上，交流电源的零线接地。

进一步地，所述供电电路包括三极管Q1、稳压二极管VD1、偏置电阻R1及限流电阻R2，滤波整流电路输出端经偏置电阻R1连接三极管Q1的基极，经限流电阻R2连接三极管Q1的集电极，稳压二极管VD1一端连接于三极管Q1的基极、另一端接地，三级管Q1的发射极作为供电电路的输出端。

进一步地，所述PWM发生器电路包括微控制器、微控制器供电电路及输出电路；微控制器包含PWM控制器，微控制器供电电路包括电容C3、稳压二极管VD2及限流电阻R3，电容C3与稳压二极管VD2并联后与限流电阻R3串联，限流电阻R3连接PWM发生器电路的供电输入端，电容C3与稳压二极管VD2并联为微控制器供电；输出电路包括三极管Q2、限流电阻R4及限流电阻R6，PWM发生器电路的供电输入端经限流电阻R6连接三极管Q2的集电极，微控制器的输出端经限流电阻R4连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三级管Q2的集电极作为PWM发生器电路的输出端，三极管Q2用于对微控制器输出的信号进行变频放大。

进一步地，所述PWM发生器电路还包括上拉电阻R5，上拉电阻R5一端连接于PWM发生器电路的供电输入端与限流电阻R3之间，另一端连接于三极管Q2的基极与限流电阻R4之间。

进一步地，所述MOS管驱动电路是采用图腾柱电路，包括三极管Q3和三极管Q4，三极管Q3和三极管Q4的基极连接PWM发生器电路的输出端，三极管Q3和三级管Q4的发射极连接作为输出端，三极管Q3的集电极连接供电电路的输出端，三极管Q4的集电极接地。

进一步地，所述电机驱动电路包括MOS管Q5、驱动电阻R8及保护电阻R9；MOS管驱动电路的输出端经驱动电阻R8连接MOS管Q5的栅极，MOS管Q5的漏极连接电机驱动电路的一输出端节点，整流滤波电路的输出端连接电机驱动电路的另一输出端节点，电机连接于电机驱动电路的两输出端节点之间；保护电阻R9连接于MOS管Q5的栅极与源极之间，用于防止MOS管Q5栅极开路。

进一步地，所述电流采样电路包括采样电阻R10，采样电阻R10一端连接MOS管Q5的源极、另一端接地，MOS管Q5源极与PWM发生器电路的反馈输入端连接，用于采集供电电流反馈至PWM发生器电路。

进一步地，所述电机驱动电路的两输出端节点之间连接有二极管D2，用于与电机反接并联，在电路断开时释放反向电动势。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

第一，通过设置供电电路，交流电经整流滤波后经供电电路进行稳压后为PWM发生器电路和MOS管驱动电路供电，同时，电机驱动电路通过电流采样电路反馈连接至PWM发生器电路，PWM发生器电路可根据反馈电流随负载变化自动调节输出，能为电机提供稳定的工作电压，供电质量高；应用于气泵电机，可保证气泵稳定工作。

第二，通过设置MOS管驱动电路，可有效提升电流驱动能力，加速MOS管的快速导通和截止，提高电路响应速度。

第三，通过设置保险丝，可对电机供电电路起到过流保护作用；通过设置限流电阻，可起到限流降压作用，对芯片或开关管起到保护作用；通过设置保护电阻R9，可防止MOS管Q5栅极开路，对MOS管Q5起到保护作用；通过在PWM发生器电路中设置上拉电阻R5，可保证上电时，三极管Q2处于关闭状态，以保护三极管Q2；通过设置与电机反接并联的二极管D2，可在电路断开时释放电机两端形成的反向电动势，起到消除火花的作用；电机供电电路保护功能完善，可有效减少安全隐患，提高供电的可靠性、安全性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式的电路结构框图；

图2是本实用新型具体实施方式的电路原理图；

图3是本实用新型具体实施方式的滤波整流电路的电路原理图；

图4是本实用新型具体实施方式的供电电路的电路原理图；

图5是本实用新型具体实施方式的PWM发生器电路的电路原理图；

图6是本实用新型具体实施方式的MOS管驱动电路的电路原理图；

图7是本实用新型具体实施方式的电机驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

参照图1至图7，本实用新型的一种电机供电电路，包括整流滤波电路、供电电路、PWM发生器电路、MOS管驱动电路及电机驱动电路。整流滤波电路输入端连接220V交流电源，输出端连接供电电路输入端及电机驱动电路第一输入端；供电电路输出端连接PWM发生器电路供电输入端及MOS管驱动电路第一输入端；PWM发生器电路输出端连接MOS管驱动电路第二输入端；MOS管驱动电路输出端连接电机驱动电路输入端；电机驱动电路输出端用于连接电机M为电机供电，电机驱动电路通过电流采样电路反馈连接至PWM发生器电路的反馈输入端。

整流滤波电路用于对输入交流电进行整流滤波。整流滤波电路包括半波整流电路及滤波电路，交流电源连接半波整流电路的输入端，半波整流电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端作为整流滤波电路的输出端；半波整流电路包括整流二极管D1，用于将输入交流电转换为直流电；滤波电路包括相互并联的电容C1和电容C2，电容C1采用电解电容，用于滤除低频信号，电容C2采用薄膜电容，用于滤除高频信号。所述整流滤波电路输入端与交流电源之间连接有用于对电机供电电路进行过流保护的保险丝FR1，保险丝FR1串联于交流电源的火线L上，交流电源的零线N接地。

供电电路用于输出稳定电压为PWM发生器电路及MOS管驱动电路供电。所述供电电路包括三极管Q1、稳压二极管VD1、偏置电阻R1及限流电阻R2，滤波整流电路输出端经偏置电阻R1连接三极管Q1的基极，经限流电阻R2连接三极管Q1的集电极，稳压二极管VD1一端连接于三极管Q1的基极、另一端接地，三级管Q1的发射极作为供电电路的输出端。

PWM发生器电路用于根据反馈电流调节输出电压。所述PWM发生器电路包括微控制器、微控制器供电电路及输出电路；微控制器采用单片机，包含PWM控制器，微控制器供电电路包括电容C3、稳压二极管VD2及限流电阻R3，电容C3与稳压二极管VD2并联后与限流电阻R3串联，限流电阻R3连接PWM发生器电路的供电输入端，电容C3与稳压二极管VD2并联为微控制器供电；输出电路包括三极管Q2、限流电阻R4及限流电阻R6，PWM发生器电路的供电输入端经限流电阻R6连接三极管Q2的集电极，微控制器的输出端经限流电阻R4连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三级管Q2的集电极作为PWM发生器电路的输出端，三极管Q2用于对微控制器输出的信号进行变频放大。所述PWM发生器电路还包括上拉电阻R5，上拉电阻R5一端连接于PWM发生器电路的供电输入端与限流电阻R3之间，另一端连接于三极管Q2的基极与限流电阻R4之间。

MOS管驱动电路用于提升电流驱动能力。所述MOS管驱动电路是采用图腾柱电路，包括三极管Q3和三极管Q4，三极管Q3和三极管Q4的基极连接PWM发生器电路的输出端，三极管Q3和三级管Q4的发射极连接作为输出端，三极管Q3的集电极连接供电电路的输出端，三极管Q4的集电极接地。

电机驱动电路用于输出恒定电压为电机供电。所述电机驱动电路包括MOS管Q5、驱动电阻R8、保护电阻R9及二极管D2；MOS管驱动电路的输出端经驱动电阻R8连接MOS管Q5的栅极，MOS管Q5的漏极连接电机驱动电路的一输出端节点，整流滤波电路的输出端连接电机驱动电路的另一输出端节点，电机连接于电机驱动电路的两输出端节点之间；保护电阻R9连接于MOS管Q5的栅极与源极之间，用于防止MOS管Q5栅极开路。二极管D2连接于电机驱动电路的两输出端节点之间，用于与电机反接并联，在电路断开时释放反向电动势。所述电流采样电路包括采样电阻R10，采样电阻R10一端连接MOS管Q5的源极、另一端接地，MOS管Q5源极与PWM发生器电路的反馈输入端连接，用于采集供电电流反馈至PWM发生器电路。

本实施例中，三极管Q1、Q2、Q3采用NPN三极管，三极管Q4采用PNP三极管，MOS管Q5采用N-MOS管。电阻R1、R3、R4、R6、R8阻值为10Ω，R2、R5阻值为100Ω，R9阻值为1kΩ，R10阻值为20Ω。电容C1、C2、C3的容量分别为100μf、0.1μf、50μf。

参照图1至图7，本实用新型的电机供电电路的工作原理是：交流电经整流滤波电路进行整流滤波后输出直流电压U1进入供电电路。进入供电电路的直流电压U1分别通过偏置电阻R1和限流电阻R2，偏置电阻R1为三极管Q1提供适当的基极电流，以使电路获得合适的工作点，并使三极管Q1的发射极处于正向偏置，限流电阻R2对通过的信号进行限流降压后输入到三极管Q1的集电极，连接于三极管Q1的基极的定值电压的稳压二极管VD1将电压稳定在一定值，从三极管Q1发射极输出电压U2，分别进入PWM发生器电路和MOS管驱动电路为其供电。PWM发生器电路利用单片机可调脉宽调制控制输出,利用改变占空比来调节输出电压；U2进入PWM发生器电路后通过限流电阻R6限流降压后给三极管Q2供电，经限流电阻R3限流降压后，通过电容C3和稳压二极管VD2为单片机UA供电，稳压管VD2将电压稳定在5V，单片机UA输出PWM信号，调节占空比，改变输出电压，经限流电阻R4限流降压后进入三极管Q2的基极，三极管Q2起变频放大作用，三极管Q2的集电极输出电压U3给MOS管驱动电路。经MOS管驱动电路提升电路电流驱动能力，并输出驱动电压U4给电机驱动电路。驱动电压U4进入电机驱动电路后，经驱动电阻R8限流后进入MOS管Q5的栅极，驱动MOS管Q5工作，当电压达到一定范围内时，MOS管Q5打开，PWM信号调节占空比来保证输出恒定电压给直流电机M供电；同时，通过电流采样电路监控回路电流I反馈至单片机UA，当电流高于设定阈值时，PWM占空比自动变小，当电流低于设定阈值时，PWM占空比自动变大，可保证输出稳定电压给电机供电。

上述仅为本实用新型的一个具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种电机供电电路，其特征在于：包括整流滤波电路、供电电路、PWM发生器电路、MOS管驱动电路及电机驱动电路；

整流滤波电路输入端连接交流电源，输出端连接供电电路输入端及电机驱动电路第一输入端；供电电路输出端连接PWM发生器电路供电输入端及MOS管驱动电路第一输入端；PWM发生器电路输出端连接MOS管驱动电路第二输入端；MOS管驱动电路输出端连接电机驱动电路输入端；电机驱动电路输出端用于连接电机为电机供电，电机驱动电路通过电流采样电路反馈连接至PWM发生器电路的反馈输入端；

整流滤波电路用于对输入交流电进行整流滤波；供电电路用于输出稳定电压为PWM发生器电路及MOS管驱动电路供电；PWM发生器电路用于根据反馈电流调节输出电压；MOS管驱动电路用于提升电流驱动能力；电机驱动电路用于输出恒定电压为电机供电。

2.如权利要求1所述的一种电机供电电路，其特征在于：所述整流滤波电路包括半波整流电路及滤波电路，交流电源连接半波整流电路的输入端，半波整流电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端作为整流滤波电路的输出端；半波整流电路包括整流二极管D1，用于将输入交流电转换为直流电；滤波电路包括相互并联的电容C1和电容C2，电容C1用于滤除低频信号，电容C2用于滤除高频信号。

3.如权利要求2所述的一种电机供电电路，其特征在于：所述整流滤波电路输入端与交流电源之间连接有用于对电机供电电路进行过流保护的保险丝FR1，保险丝FR1串联于交流电源的火线上，交流电源的零线接地。

4.如权利要求1所述的一种电机供电电路，其特征在于：所述供电电路包括三极管Q1、稳压二极管VD1、偏置电阻R1及限流电阻R2，滤波整流电路输出端经偏置电阻R1连接三极管Q1的基极，经限流电阻R2连接三极管Q1的集电极，稳压二极管VD1一端连接于三极管Q1的基极、另一端接地，三级管Q1的发射极作为供电电路的输出端。

5.如权利要求1所述的一种电机供电电路，其特征在于：所述PWM发生器电路包括微控制器、微控制器供电电路及输出电路；微控制器包含PWM控制器，微控制器供电电路包括电容C3、稳压二极管VD2及限流电阻R3，电容C3与稳压二极管VD2并联后与限流电阻R3串联，限流电阻R3连接PWM发生器电路的供电输入端，电容C3与稳压二极管VD2并联为微控制器供电；输出电路包括三极管Q2、限流电阻R4及限流电阻R6，PWM发生器电路的供电输入端经限流电阻R6连接三极管Q2的集电极，微控制器的输出端经限流电阻R4连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三级管Q2的集电极作为PWM发生器电路的输出端，三极管Q2用于对微控制器输出的信号进行变频放大。

6.如权利要求5所述的一种电机供电电路，其特征在于：所述PWM发生器电路还包括上拉电阻R5，上拉电阻R5一端连接于PWM发生器电路的供电输入端与限流电阻R3之间，另一端连接于三极管Q2的基极与限流电阻R4之间。

7.如权利要求1或4或5所述的一种电机供电电路，其特征在于：所述MOS管驱动电路是采用图腾柱电路，包括三极管Q3和三极管Q4，三极管Q3和三极管Q4的基极连接PWM发生器电路的输出端，三极管Q3和三级管Q4的发射极连接作为输出端，三极管Q3的集电极连接供电电路的输出端，三极管Q4的集电极接地。

8.如权利要求1所述的一种电机供电电路，其特征在于：所述电机驱动电路包括MOS管Q5、驱动电阻R8及保护电阻R9；MOS管驱动电路的输出端经驱动电阻R8连接MOS管Q5的栅极，MOS管Q5的漏极连接电机驱动电路的一输出端节点，整流滤波电路的输出端连接电机驱动电路的另一输出端节点，电机连接于电机驱动电路的两输出端节点之间；保护电阻R9连接于MOS管Q5的栅极与源极之间，用于防止MOS管Q5栅极开路。

9.如权利要求8所述的一种电机供电电路，其特征在于：所述电流采样电路包括采样电阻R10，采样电阻R10一端连接MOS管Q5的源极、另一端接地，MOS管Q5源极与PWM发生器电路的反馈输入端连接，用于采集供电电流反馈至PWM发生器电路。

10.如权利要求8所述的一种电机供电电路，其特征在于：所述电机驱动电路的两输出端节点之间连接有二极管D2，用于与电机反接并联，在电路断开时释放反向电动势。

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