一种带过流保护的低压大功率直流电机控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种带过流保护的低压大功率直流电机控制电路，包括外部大功率直流电源、过流保护电路以、控制信号放大电路和功率放大电路；本发明专利技术效率高，驱动功率大，可靠性高，使用寿命长，成本低。提高了产品的反应速率和驱动率，多级保护措施有效的保护电路正常工作，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种带过流保护的低压大功率直流电机控制电路
本专利技术涉及低压大功率直流电机控制领域，更具体地，涉及一种带有过流保护的低电压大功率的直流电机的控制电路。
技术介绍
目前电动机作为主要的机电能量转换装置，应用范围已经遍及工农业生产、交通运输、国防科研、医疗卫生和各种日常生活的家电和消费电子产品中。随着储蓄电池的出现，各种低压的直流电机的使用也更加广泛。为了对这些低压的直流电动机进行启动，制动，正反转控制、电压、电流、功率等物理量进行控制，需要对电机配置合适的驱动电路。随着应用产品的不同，直流电机的驱动功率要求不一样，各种直流电机的驱动方式也各种各样。常见的驱动电路有以下两种：1）如图1所示，继电器的线圈的一端接外部直流电源，另一端接在三极管的C极，三极管E极接电源地。驱动信号经过电阻分压之后加载到三极管的B极控制三极管C、E极之间导通或关断，从而控制继电器吸合和断开。继电器的开关端接直流电机则可以控制直流电机的运转。当驱动信号输入高电平时，三极管导通，继电器吸合，电机运转；当驱动信号输入低电平时，三极管截止，继电器断开，电机停转。当三极管由导通变为截止时，继电器绕组感生出一个较大的自感电压，所以在继电器的线圈两端反向并联抑制二极管，以吸收该电动势。这种电路的优点是电路简单，驱动电机功率可以根据使用不同的继电器而定。但是这种电路受继电器影响较大，对于驱动力要求较大的继电器，采用三极管驱动电路可能会出现驱动力不足的情况，而且可能会大大降低电路的使用寿命。2）为了解决上述问题，人们想出了另一种功率驱动力更强的驱动电路。如图2所示，用MOS管代替三极管，同样能实现控制继电器吸合和断开的功能。利用MOS管的过大电流的特性，提升控制端承受电流范围。在大电流的场合，MOS管的D极和S极之间能够承受较大的电流流过，大大提升了继电器控制端的驱动力。改善后的电路不但增加了电路的驱动力，而且减小了对开关器件的损害，极大的提升了电路的使用寿命。在调速系统中，继电器会频繁的吸合断开，这样对于电路的使用寿命还是有很大的影响，而且在超大电流的控制电路中继电器的成本价较高，使得整个电路的成本也相对较高，在实际的生产中是不划算的。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述现有技术的不足之处，提供一种效率高，驱动功率大，可靠性高，使用寿命长，成本低的带过流保护的低压大功率直流电机控制电路。本专利技术的目的可以通过以下技术方案达到：一种带过流保护的低压大功率直流电机控制电路，包括外部直流电源，还包括过流保护电路以及与其连接控制信号放大电路和功率放大电路；所述过流保护电路包括控制芯片IC1，电阻R5-R10、电阻R16-R18、电阻R26、电阻R28、三极管Q12和电容C1、电容C2；所述控制信号放大电路包括三极管Q10、Q11和电阻R15、R21；所述功率放大电路包括续流二极管D3、D4、D5、D8、D10、MOS管Q1-Q3和电机控制接口P2；所述控制芯片IC1的第一脚OutPutA接电阻R5的一端，还通过电阻R6接数字地；控制芯片IC1的第2脚InPutA-接电阻R10的一端，还通过电阻R26接三极管Q12的集电极，三极管Q12的发射极接数字地；控制芯片IC1的第3脚InPutA+接电阻R9的一端，还接控制芯片IC1的第7脚OutPutB；控制芯片IC1的第4脚GND接数字地；控制芯片IC1的第5脚InPutB+通过电阻R7接电阻R28的一端，还接电容C1的一端、电容C2的一端以及电阻R18的一端；控制芯片IC1的第6脚InPutB-通过电阻R16接控制芯片IC1的第7脚OutPutB；控制芯片IC1的第8脚VCC接电阻R28的另一端、电阻R5的另一端、电阻R9的另一端以及电阻R10的另一端；控制芯片IC1的第8脚VCC还接外部直流电源；电容C1、C2的另一端以及控制芯片IC1的第6脚InPutB-接数字地，电容C1的另一端还通过电阻R17接数字地；电阻R18的另一端接外部直流电源地，同时接数字地；三极管Q12的基极通过电阻R8接控制芯片IC1的第2脚InPutA-；控制芯片IC1的第一脚OutPutA通过电阻R15接三极管Q10的基极以及三极管Q11的基极；三极管Q10的集电极接外部直流电源，三极管Q10的发射极接三极管Q11的发射极，三极管Q11的集电极接数字地，三极管Q10的发射极还通过R21接数字地；续流二极管D8的第1脚接外部直流电源和续流二极管D8的第2脚，续流二极管D8的第3脚接续流二极管D3的K端、MOS管Q1的D极、MOS管Q2的D极、MOS管Q3的D极和电机控制接口P2，续流二极管D3的A端接数字地；MOS管Q1的S极接数字地,MOS管Q1的G极接续流二极管D4的A端和电阻R1的一端；MOS管Q2的S极接数字地,MOS管Q2的G极接续流二极管D5的A端和电阻R2的一端；MOS管Q3的S极接数字地，MOS管Q3的G极接续流二极管D10的A端和使能电阻R3的一端；续流二极管D4的K端接续流二极管D10的K端、续流二极管D5的K端、电阻R1的另一端、电阻R2的另一端以及电阻R3的另一端；电阻R2的另一端接三极管Q10的发射极。上述外部直流电源为外部大功率直流电源；本专利技术采用控制芯片IC1作为自动过流保护的控制端，实时监测电流，通过检测电流的大小控制PWM控制信号的产生，从而控制MOS开关管Q10的开通和关断，使电机运转或停转，形成保护功能。若电路电流过流之后，电机停转，整个电路输出电压降低，会导致输出电流降低，当电流恢复正常范围时，电路又恢复正常工作状态，所以该电路还具有自恢复功能。由于该电路的这种特性，大大增加了电路的可靠性和实用性，产品寿命也得到了很大的提升；该电路MOS管可以作为功率放大器件并联使用，大大的提高了对外部直流电机的驱动功率；续流二极管D8为快恢复二极管，在电机停转的瞬间迅速吸收电机的反向电动势以保护MOS管驱动电路。MOS管的快速开关特性，能很好的满足直流电机的频繁启动和调速的要求，也提高了电路的使用寿命。同时，相对于超大电流的继电器驱动电机的方案来说，MOS管的成本要低的多，这更能适应实际的生产应用需求。所述电阻R28、R7、R5、R9、R10为上拉电阻，电阻R18、R16、R6、R21为分压电阻，电阻R17为限流电阻，电阻R15、R1、R2、R3、R8、R26为使能电阻，电容C1、C2为滤波电容。与现有技术相比，本专利技术具有如下突出的有益效果：整个电路效率高，驱动功率大，可靠性好，使用寿命长，成本低。提高了产品的反应速率和驱动率，多级保护措施有效的保护电路正常工作，具有很好的应用前景。附图说明图1为现有技术中直流电机的三极管控制继电器驱动电路原理图。图2为现有技术中直流电机的MOS管控制继电器驱动电路原理图。图3为本专利技术具体实施例的电路原理图。其中，1-过流保护电路，2-控制信号放大电路，3-功率放大电路，IC1-控制芯片，R28、R7、R5、R9、R10-上拉电阻，R18R6、R16、R21-分压电阻，R17-限流电阻，Q1、Q2、Q3-MOS管，Q10、Q11、Q12-三极管，D3、D4、D5、D8、D10-续流二极管，POWER-外部大功率直流电源,P4-外部大功率直流电源地，R15、R1、R2、R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带过流保护的低压大功率直流电机控制电路，包括外部直流电源，其特征在于，包括过流保护电路（1）以及与其连接控制信号放大电路（2）和功率放大电路（3）；所述过流保护电路（1）包括控制芯片IC1，电阻R5‑R10、电阻R16‑R18、电阻R26、电阻R28、三极管Q12和电容C1、电容C2；所述控制信号放大电路（2）包括三极管Q10、Q11和电阻R15、R21；所述功率放大电路（3）包括续流二极管D3、D4、D5、D8、D10、MOS管Q1‑Q3和电机控制接口P2；所述控制芯片IC1的第一脚OutPutA接电阻R5的一端，还通过电阻R6接数字地；控制芯片IC1的第2脚InPutA‑接电阻R10的一端，还通过电阻R26接三极管Q12的集电极，三极管Q12的发射极接数字地；控制芯片IC1的第3脚InPutA+接电阻R9的一端，还接控制芯片IC1的第7脚OutPutB；控制芯片IC1的第4脚GND接数字地；控制芯片IC1的第5脚InPutB+通过电阻R7接电阻R28的一端，还接电容C1的一端、电容C2的一端以及电阻R18的一端；控制芯片IC1的第6脚InPutB‑通过电阻R16接控制芯片IC1的第7脚OutPutB；控制芯片IC1的第8脚VCC接电阻R28的另一端、电阻R5的另一端、电阻R9的另一端以及电阻R10的另一端；控制芯片IC1的第8脚VCC还接外部直流电源；电容C1、C2的另一端以及控制芯片IC1的第6脚InPutB‑接数字地，电容C1的另一端还通过电阻R17接数字地；电阻R18的另一端接外部直流电源地，同时接数字地；三极管Q12的基极通过电阻R8接控制芯片IC1的第2脚InPutA‑；控制芯片IC1的第一脚OutPutA通过电阻R15接三极管Q10的基极以及三极管Q11的基极；三极管Q10的集电极接外部直流电源，三极管Q10的发射极接三极管Q11的发射极，三极管Q11的集电极接数字地，三极管Q10的发射极还通过R21接数字地；续流二极管D8的第1脚接外部直流电源和续流二极管D8的第2脚，续流二极管D8的第3脚接续流二极管D3的K端、MOS管Q1的D极、MOS管Q2的D极、MOS管Q3的D极和电机控制接口P2，续流二极管D3的A端接数字地；MOS管Q1的S极接数字地, MOS管Q1的G极接续流二极管D4的A端和电阻R1的一端；MOS管Q2的S极接数字地, MOS管Q2的G极接续流二极管D5的A端和电阻R2的一端；MOS管Q3的S极接数字地，MOS管Q3的G极接续流二极管D10的A端和使能电阻R3的一端；续流二极管D4的K端接续流二极管D10的K端、续流二极管D5的K端、电阻R1的另一端、电阻R2的另一端以及电阻R3的另一端；电阻R2的另一端接三极管Q10的发射极。...

【技术特征摘要】
1.一种带过流保护的低压大功率直流电机控制电路，包括外部直流电源，其特征在于，包括过流保护电路（1）以及与其连接控制信号放大电路（2）和功率放大电路（3）；所述过流保护电路（1）包括控制芯片IC1，电阻R5-R10、电阻R16-R18、电阻R26、电阻R28、三极管Q12和电容C1、电容C2；所述控制信号放大电路（2）包括三极管Q10、Q11和电阻R15、R21；所述功率放大电路（3）包括续流二极管D3、D4、D5、D8、D10、MOS管Q1-Q3和电机控制接口P2；所述控制芯片IC1的第一脚OutPutA接电阻R5的一端，还通过电阻R6接数字地；控制芯片IC1的第2脚InPutA-接电阻R10的一端，还通过电阻R26接三极管Q12的集电极，三极管Q12的发射极接数字地；控制芯片IC1的第3脚InPutA+接电阻R9的一端，还接控制芯片IC1的第7脚OutPutB；控制芯片IC1的第4脚GND接数字地；控制芯片IC1的第5脚InPutB+通过电阻R7接电阻R28的一端，还接电容C1的一端、电容C2的一端以及电阻R18的一端；控制芯片IC1的第6脚InPutB-通过电阻R16接控制芯片IC1的第7脚OutPutB；控制芯片IC1的第8脚VCC接电阻R28的另一端、电阻R5的另一端、电阻R9的另一端以及电阻R10的另一端；控制芯片IC1的第8脚VCC还接外部直流电源；电容C1、C2的另一端以及控制芯片IC1的第6脚InPutB-接数字地，电容C1的另一端还通过电阻R17...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪军，廖中原，吴卫，
申请(专利权)人：广东瑞德智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44