一种基于过流自关断的直流电机控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种基于过流自关断的直流电机控制电路，开关滤波电路、上桥驱动电路、下桥驱动电路、功率主电路、过流检测电路和互锁保护电路；本发明专利技术无需主控芯片和大体积的继电器，避免了复杂的控制电路和软件控制算法，降低了电路的体积和成本，驱动电路采用单电源，避免了双电源驱动，电流采样电路无需传感器和转换电路，采用互锁保护电路对电流过流进行保护，及时切断主电路，避免功率主电路和电机损坏，提升了可靠性。

A DC motor control circuit based on over current self closing

The invention relates to a flow based on the self turn off switching DC motor control circuit, filter circuit, bridge driving circuit, bridge driving circuit, power circuit, overcurrent detection circuit and protection circuit; the invention does not need the main control chip and large volume relays, avoiding the complicated control circuit and the software control algorithm, reduce the size and cost of the circuit, the drive circuit uses the single power source, to avoid the double power supply, current sampling circuit without sensor and circuit, the protection circuit of interlock protection over current, timely cut off the main circuit, power circuit and prevent motor damage and enhance the reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于过流自关断的直流电机控制电路
本专利技术涉及控制电路
，尤其涉及一种基于过流自关断的直流电机控制电路。
技术介绍
直流电机具有结构和控制简单、体积和重量小、运行可靠、效率高等优点，在国防、航天、航空、汽车、医疗等各个领域。随着永磁材料的出现以及电子元器件的快速发展，永磁直流电机得到更加广泛的应用，高可靠、低成本的直流电机控制电路成为直流电机发展的关键技术之一。当前主流的直流电机控制电路主要有两种方式，一种方式是采用四个继电器搭建H桥电路来控制电机正反转，这种方式的优点是结构简单，控制方便，无需主控芯片，降低了系统的复杂性，缺点是控制电路体积大，成本高，继电器开关次数有限，降低了系统的可靠性，对于大功率的电机，继电器体积更大，成本更高。第二种方式是采用功率管搭建桥式电路，利用主控芯片控制功率管实现电机的正反转，这种方式的优点是控制方式灵活，可扩展性高，缺点是由于主控芯片的存在导致控制电路复杂、成本高、体积较大。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于过流自关断的直流电机控制电路，用以解决直流控制电路可靠性低、体积大、成本高的技术问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：在基于本专利技术的一个实施例中，提供了一种基于过流自关断的直流电机控制电路,包括：开关滤波电路、上桥驱动电路、下桥驱动电路、功率主电路；其中电机正转信号SZ和反转信号SF连接到开关滤波电路的输入端，经开关滤波电路滤波后，输出正转滤波信号SZ1和反转滤波信号SF1连接到上桥驱动电路的输入端，上桥驱动电路输出电机驱动信号SZ2、SF2和下桥驱动信号SZ3、SF3，下桥驱动信号SZ3、SF3连接到下桥驱动电路输入端，下桥驱动电路输出电机驱动信号SZ4、SF4与上桥驱动电路输出的电机驱动信号SZ2和SF2连接到功率主电路来控制电机正反转。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，还包括过流检测电路和互锁保护电路；功率主电路输出保护电压信号CU1和CU2连接过流检测电路的输入端，过流检测电路在电流超限时切断电路，过流检测电路输出电压信号OV1和OV2连接到互锁保护电路的输入端；互锁保护电路根据输入的电压信号OV1和OV2输出电压控制信号OV3和OV4到下桥驱动电路的输入端，当输入的正转信号和反转信号同时为高电平或者出现电机过流时，控制信号封锁下桥驱动电路。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，开关滤波电路包括：电阻R16、电阻R17，电阻R21、电阻R22、电容C1、电容C2、NPN三极管K12、NPN三极管K7；电阻R16的一端为电机正转信号SZ的输入端，电阻R16的另一端分别与电容C1的一端、电阻R17的一端、NPN三极管K12的基极连接，电容C1的另一端、电阻R17的另一端与NPN三极管K12的发射极均连接电源地GND，NPN三极管K12的集电极作为输出端输出SZ1信号；电阻R21的一端作为电机反转信号SF输入端，电阻R21的另一端分别与电容C2的一端、电阻R22的一端、NPN三极管K7的基极连接，电容C2的另一端与电阻R22的另一端、NPN三极管K7的发射极均与电源地GND连接，NPN三极管K7的集电极作为输出端输出SF1信号。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，上桥驱动电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R14、电阻R15、电阻R8、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R18、电阻R23、PNP三极管K2、PNP三极管K4；电阻R2一端作为第一输入端接入正转滤波信号SZ1，R2的另一端与电阻R1的一端、PNP三极管K2的基极连接，PNP三极管K2的发射极、R1的另一端分别与电源VCC连接，PNP三极管K2的集电极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端分别与电阻R23的一端、R27的一端连接，连接点输出电机驱动信号SZ2，R23的另一端输出下桥驱动信号SZ3；电阻R15的一端作为第二输入端接入反转滤波信号SF1，电阻R15的另一端与电阻R14的一端、PNP三极管K4的基极连接，PNP三极管K4的发射极、R14的另一端分别与电源VCC连接，PNP三极管K4的集电极与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端分别与电阻R28的一端、R18的一端连接，连接点输出电机驱动信号SF2，R18的另一端输出下桥驱动信号SF3。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，下桥驱动电路包括：电阻R19、电阻R24、NPN三极管K8、NPN三极管K10；NPN三极管K8的基极与电阻R19的一端连接，连接点为下桥驱动电路的第一输入端接入下桥驱动信号SF3和电压控制信号OV3，NPN三极管K8的集电极与R27的另一端连接，电阻R19的另一端与NPN三极管K8的发射极连接，连接点输出电机驱动信号SF4；NPN三极管K10的基极与电阻R24的一端连接，连接点为下桥驱动电路的第二输入端接入下桥驱动信号SZ3和电压控制信号OV4，NPN三极管K10的集电极与R28的另一端连接，电阻R24的另一端与NPN三极管K10的发射极连接，连接点输出电机驱动信号SZ4。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，功率主电路包括：电阻R20、电阻R25、NPN三极管K3、NPN三极管K5、NPN三极管K9、NPN三极管K11、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4；其中，NPN三极管K3的基极输入电机驱动信号SZ2，NPN三极管K9的基极与电阻R20的一端连接，连接点输入电机驱动信号SF4，NPN三极管K3的发射极与电阻R27的另一端、NPN三极管K8的集电极、NPN三极管K9的集电极、二极管D1的阳极、二极管D3的阴极、直流电机的正极连接，NPN三极管K3的集电极、二极管D1的阴极与电源VCC连接，二极管D3的阳极与电源地GND连接，电阻R20的另一端与NPN三极管K9的发射极连接，连接点为功率主电路的第一输出端；NPN三极管K5的基极输入电机驱动信号SF2，NPN三极管K11的基极与电阻R25的一端连接，连接点输入电机驱动信号SZ4，NPN三极管K5的发射极与电阻R28的另一端、NPN三极管K10的集电极、NPN三极管K11的集电极、二极管D2的阳极、二极管D4的阴极、直流电机的负极连接，NPN三极管K5的集电极、二极管D2的阴极与电源VCC连接，二极管D4的阳极与电源地GND连接，电阻R25的另一端与NPN三极管K11的发射极连接，连接点为功率主电路的第二输出端；功率主电路的第一输出端输出保护电压信号CU1，功率主电路的第二输出端输出保护电压信号CU2。在基于本专利技术电路的另一个实施例中，过流检测电路包括：电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12；其中，电阻R4的一端与电阻R5的一端连接，连接点为过流检测电路的第一输入端与功率主电路的第一输出端连接，电阻R4的另一端与R5的另一端、R6的一端、R7的一端连接，连接点为过流检测电路的第一输出端，R6的另一端和R7的另一端与电源地GND连接；电阻R9的一端与电阻R10的一端连接，连接点为过流检测电路的第二输入端与功率主电路的第二输出端连接，电阻R9的另一端与R10的另一端、R11的一端、R12的一端连接，连接点为过流检测电路的第二输出端，R11的另一端和R12的另一端与电源VCC连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于过流自关断的直流电机控制电路，其特征在于，包括：开关滤波电路、上桥驱动电路、下桥驱动电路、功率主电路；其中电机正转信号SZ和反转信号SF连接到开关滤波电路的输入端，经开关滤波电路滤波后，输出正转滤波信号SZ1和反转滤波信号SF1连接到上桥驱动电路的输入端，上桥驱动电路输出电机驱动信号SZ2、SF2和下桥驱动信号SZ3、SF3，下桥驱动信号SZ3、SF3连接到下桥驱动电路输入端，下桥驱动电路输出电机驱动信号SZ4、SF4与上桥驱动电路输出的电机驱动信号SZ2和SF2连接到功率主电路来控制电机正反转。

【技术特征摘要】
1.一种基于过流自关断的直流电机控制电路，其特征在于，包括：开关滤波电路、上桥驱动电路、下桥驱动电路、功率主电路；其中电机正转信号SZ和反转信号SF连接到开关滤波电路的输入端，经开关滤波电路滤波后，输出正转滤波信号SZ1和反转滤波信号SF1连接到上桥驱动电路的输入端，上桥驱动电路输出电机驱动信号SZ2、SF2和下桥驱动信号SZ3、SF3，下桥驱动信号SZ3、SF3连接到下桥驱动电路输入端，下桥驱动电路输出电机驱动信号SZ4、SF4与上桥驱动电路输出的电机驱动信号SZ2和SF2连接到功率主电路来控制电机正反转。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括过流检测电路和互锁保护电路，功率主电路输出保护电压信号CU1和CU2连接过流检测电路的输入端，过流检测电路在电流超限时切断电路，过流检测电路输出电压信号OV1和OV2连接到互锁保护电路的输入端；互锁保护电路根据输入的电压信号OV1和OV2输出电压控制信号OV3和OV4到下桥驱动电路的输入端，当输入的正转信号和反转信号同时为高电平或者出现电机过流时，控制信号封锁下桥驱动电路。3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，开关滤波电路包括：电阻R16、电阻R17，电阻R21、电阻R22、电容C1、电容C2、NPN三极管K12、NPN三极管K7；电阻R16的一端为电机正转信号SZ的输入端，电阻R16的另一端分别与电容C1的一端、电阻R17的一端、NPN三极管K12的基极连接，电容C1的另一端、电阻R17的另一端与NPN三极管K12的发射极均连接电源地GND，NPN三极管K12的集电极作为输出端输出SZ1信号；电阻R21的一端作为电机反转信号SF输入端，电阻R21的另一端分别与电容C2的一端、电阻R22的一端、NPN三极管K7的基极连接，电容C2的另一端与电阻R22的另一端、NPN三极管K7的发射极均与电源地GND连接，NPN三极管K7的集电极作为输出端输出SF1信号。4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述上桥驱动电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R14、电阻R15、电阻R8、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R18、电阻R23、PNP三极管K2、PNP三极管K4；电阻R2一端作为第一输入端接入正转滤波信号SZ1，R2的另一端与电阻R1的一端、PNP三极管K2的基极连接，PNP三极管K2的发射极、R1的另一端分别与电源VCC连接，PNP三极管K2的集电极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端分别与电阻R23的一端、R27的一端连接，连接点输出电机驱动信号SZ2，R23的另一端输出下桥驱动信号SZ3；电阻R15的一端作为第二输入端接入反转滤波信号SF1，电阻R15的另一端与电阻R14的一端、PNP三极管K4的基极连接，PNP三极管K4的发射极、R14的另一端分别与电源VCC连接，PNP三极管K4的集电极与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端分别与电阻R28的一端、R18的一端连接，连接点输出电机驱动信号SF2，R18的另一端输出下桥驱动信号SF3。5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述下桥驱动电路包括：电阻R19、电阻R24、NPN三极管K8、NPN三极管K10；NPN三极管K8的基极与电阻R19的一端连接，连接点为下桥驱动电路的第一输入端接入下桥驱动信号SF3和电压控制信号OV3，NPN三极管K8的集电极与R27的另一端连接，电阻R19的另一端与NPN三极管K8的发射极连接，连接点输出电机驱动信号SF4；NPN三极管K10的基极与电阻R24的一端连接，连接点为下桥驱动电路的第二输入端接入下桥驱动信号SZ3和电压控制信号OV4，NPN三极管K10的集电极与R28的另一端连接，电阻R24的另一端与NPN三极管K10的发射极连接，连接点输出电机驱动信号SZ4。6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述功率主电路包括：电阻R20、电阻R25、NPN三极管K3、NPN三极管K5、NPN三极管K9、NPN三极管K11、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4；其中，NPN三极管K3的基极输入电机驱动信号SZ2，NPN三极管K9的基极与电阻R20的一端连接，连接点输入电机驱动信号SF4，NPN三极管K3的发射极与电阻R27的另一端、NPN三极管K8的集电极、NPN三极管K9的集电极、二极管D1的阳极、二极管D3的阴极、直流电机的正极连接，NPN三极管K3的集电极、二极管D1的阴极与电源VCC连接，二极管D3的阳极与电源地GND连接，电阻R20的另一端与NPN三极管K9的发射极连接，连接点为功率主电路的第一输出端；NPN三极管K5的基极输入电机驱动信号SF2，NPN三极管K11的基极与电阻R25的一端连接，连接点输入电机驱动信号SZ4，NPN三极管K5的发射极与电阻R28的另一端、NPN三极管K10的集电极、NPN三极管K11的集电极、二极管D2的阳极、二极管D4的阴极、直流电机的负极连接，NPN三极管K5的集电极、二极管D2的阴极与电源VCC连接，二极管D4的阳极与电源地GND连接，电阻R25的另一端与NPN三极管K11的发射极连接，连接点为功率主电路的第二输出端；功率主电路的第一输出端输出保护电压信号CU1，功率主电路的第二输出端输出保护电压信号CU2。7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述过流检测电路包括：电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12；其中，电阻R4的一端与电阻R5的一端连接，连接点为过流检测电路的第一输入端与功率主...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔臣君，李建冬，葛永强，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11