一种直流电机正反转及调速控制电路和一种直流电机系统技术方案

本发明专利技术涉及一种直流电机正反转及调速控制电路和一种直流电机系统，控制电路包括H桥驱动电路，该H桥驱动电路包括第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂上依次串设有第一控制开关和第二控制开关，第二桥臂上依次串设有第三控制开关和第四控制开关，该控制电路能够实现直流电机的正反转控制以及调速控制。而且，该控制电路结构简单，具有较高的运行可靠性和安全性。并且，这四个控制开关中有至少一个控制开关为智能功率开关，智能功率开关集成了完善的过流、过温保护、过载保护以及故障诊断电路，器件本身内置有全面保护，可以实现开路、短路等诊断与保护，进一步提高整个控制电路的安全性和可靠性。

A DC Motor Control Circuit for Forward and Reverse Rotation and Speed Regulation and a DC Motor System

【技术实现步骤摘要】
一种直流电机正反转及调速控制电路和一种直流电机系统
本专利技术涉及一种直流电机正反转及调速控制电路和一种直流电机系统，属于直流电机正反转和调速控制

技术介绍
目前，市场书刊网络上直流电机正反转的控制电路有很多种，比如由三极管、场效应管构成的“H”桥直流电机正反转控制电路，或者专用的直流电机正反转控制模块电路等，这些电路只能够实现直流电机的正反转控制，无法实现电机的调速控制。授权公告号为CN206180909U的中国专利文件中公开了一种直流电机正反转智控电路装置，包括隔离开关电路、H桥驱动电路、运行保护电路和控制器等，其中，隔离开关电路由光耦和限流电阻组成，H桥驱动电路由H桥的上下左右四个桥臂的四个开关管构成，运行保护电路由直流电机及保护二极管构成，控制器为单片机、ARM、DSP、FPGA或者PLC。该智控电路装置能够实现直流电机的正反转控制以及调速控制，但是，该电路装置的组成部分较多，结构比较复杂，当然，其在运行过程中以及在控制过程中的安全性和可靠性就较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直流电机正反转及调速控制电路，用以解决现有的直流电机正反转及调速装置电路结构比较复杂，进而造成运行安全性和可靠性较低的问题。本专利技术同时提供一种直流电机系统。为实现上述目的，本专利技术包括以下方案。电路方案一：本方案提供一种直流电机正反转及调速控制电路，包括H桥驱动电路，所述H桥驱动电路的一端用于连接供电电源，另一端用于接地，所述H桥驱动电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂上依次串设有第一控制开关和第二控制开关，所述第二桥臂上依次串设有第三控制开关和第四控制开关，所述第一控制开关和第二控制开关的连接点为用于连接直流电机的第一接口，所述第三控制开关和第四控制开关的连接点为用于连接直流电机的第二接口，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关中有至少一个控制开关为智能功率开关，通过控制第一控制开关导通以及第四控制开关按照PWM脉冲信号导通，实现直流电机的正转，并且转速可调；通过控制第三控制开关导通以及第二控制开关按照PWM脉冲信号导通，实现直流电机的反转，并且转速可调。本方案提供的直流电机正反转及调速控制电路中，只涉及四个控制开关，结构简单，通过对这四个控制开关就能够实现直流电机正反转及调速的控制，相应地，控制可靠性和运行安全性就较高。而且，对于任意一个桥臂，通过控制其中一个控制开关导通，另外一个控制开关按照PWM脉冲信号导通，就能够实现直流电机的正反转调节，以及转速调节。因此，控制电路中，只有两个控制开关实现转速控制，为高频开关器件，降低了对控制电路的干扰，相应地，只有两路PWM脉冲信号，不存在死区控制问题。并且，这四个控制开关中有至少一个控制开关为智能功率开关，智能功率开关集成了完善的过流、过温保护、过载保护以及故障诊断电路，器件本身内置有全面保护，可以实现开路、短路等诊断与保护，进一步提高整个控制电路的安全性和可靠性。电路方案二：在电路方案一的基础上，所述第一控制开关和第二控制开关中至少有一个控制开关是智能功率开关，所述第三控制开关和第四控制开关中至少有一个控制开关是智能功率开关。电路方案三：在电路方案二的基础上，所述第一控制开关和第三控制开关为智能功率开关。电路方案四：在电路方案三的基础上，所述第二控制开关和第四控制开关为MOS管。电路方案五：在电路方案三或四的基础上，所述控制电路还包括控制芯片，所述控制芯片的控制信号输出端分别对应控制连接所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关的控制端，智能功率开关的IS引脚输出连接所述控制芯片，以实现故障诊断。通过控制芯片可以实现直接控制，不需要专用驱动芯片，降低成本。而且，控制芯片和智能功率开关相结合实现两级安全保护功能：控制芯片可以根据电流反馈，判断直流电机状态，实现一级保护；智能功率开关具备过温保护、过载保护功能，控制芯片未保护时可以实现二级保护。系统方案一：本方案提供一种直流电机系统，包括直流电机和直流电机正反转及调速控制电路，所述控制电路包括H桥驱动电路，所述H桥驱动电路的一端用于连接供电电源，另一端用于接地，所述H桥驱动电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂上依次串设有第一控制开关和第二控制开关，所述第二桥臂上依次串设有第三控制开关和第四控制开关，所述第一控制开关和第二控制开关的连接点为用于连接直流电机的第一接口，所述第三控制开关和第四控制开关的连接点为用于连接直流电机的第二接口，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关中有至少一个控制开关为智能功率开关，通过控制第一控制开关导通以及第四控制开关按照PWM脉冲信号导通，实现直流电机的正转，并且转速可调；通过控制第三控制开关导通以及第二控制开关按照PWM脉冲信号导通，实现直流电机的反转，并且转速可调。系统方案二：在系统方案一的基础上，所述第一控制开关和第二控制开关中至少有一个控制开关是智能功率开关，所述第三控制开关和第四控制开关中至少有一个控制开关是智能功率开关。系统方案三：在系统方案二的基础上，所述第一控制开关和第三控制开关为智能功率开关。系统方案四：在系统方案三的基础上，所述第二控制开关和第四控制开关为MOS管。系统方案五：在系统方案三或四的基础上，所述控制电路还包括控制芯片，所述控制芯片的控制信号输出端分别对应控制连接所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关的控制端，智能功率开关的IS引脚输出连接所述控制芯片，以实现故障诊断。附图说明图1是直流电机正反转及调速控制电路的组成结构图；图2是直流电机正反转及调速控制电路的一种具体的电路结构图。具体实施方式直流电机系统实施例本实施例提供一种直流电机系统，包括直流电机和直流电机正反转及调速控制电路两部分。其中，直流电机具体为有刷直流电机，直流电机正反转及调速控制电路用于实现直流电机的正反转控制和调速控制。由于直流电机为现有技术，本实施例就重点对控制电路进行具体说明。直流电机正反转及调速控制电路整体上是一个H桥驱动电路，如图1所示，H桥驱动电路的一端用于连接供电电源，另一端用于接地，供电电源可以不是H桥驱动电路的一部分。H桥驱动电路包括第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂上依次串设有第一控制开关和第二控制开关，第二桥臂上依次串设有第三控制开关和第四控制开关，第一控制开关和第二控制开关的连接点为用于连接直流电机M的第一接口，第三控制开关和第四控制开关的连接点为用于连接直流电机M的第二接口。第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关中有至少一个控制开关为智能功率开关(IPS)。智能功率开关由一个MOS功率晶体管和CMOS逻辑电路构成，可实现全面的内置保护。当控制第一控制开关和第四控制开关导通时，直流电机正转；当控制第三控制开关和第二控制开关导通时，直流电机反转。并且，在第一控制开关和第四控制开关导通实现直流电机正转时，通过控制第四控制开关按照PWM脉冲信号进行导通，则能够调节直流电机的转速，PWM脉冲信号占空比越大，电机转速越高；同理，在第三控制开关和第二控制开关导通实现直流电机反转时，通过控制第二控制开关按照PWM脉冲信号进行导通，则能够调节直流电机的转速，PWM脉冲信号占空比越本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电机正反转及调速控制电路，其特征在于，包括H桥驱动电路，所述H桥驱动电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂上依次串设有第一控制开关和第二控制开关，所述第二桥臂上依次串设有第三控制开关和第四控制开关，所述第一控制开关和第二控制开关的连接点为用于连接直流电机的第一接口，所述第三控制开关和第四控制开关的连接点为用于连接直流电机的第二接口，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关中有至少一个控制开关为智能功率开关，通过控制第一控制开关导通以及第四控制开关按照PWM脉冲信号导通，实现直流电机的正转，并且转速可调；通过控制第三控制开关导通以及第二控制开关按照PWM脉冲信号导通，实现直流电机的反转，并且转速可调。

【技术特征摘要】
1.一种直流电机正反转及调速控制电路，其特征在于，包括H桥驱动电路，所述H桥驱动电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂上依次串设有第一控制开关和第二控制开关，所述第二桥臂上依次串设有第三控制开关和第四控制开关，所述第一控制开关和第二控制开关的连接点为用于连接直流电机的第一接口，所述第三控制开关和第四控制开关的连接点为用于连接直流电机的第二接口，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关中有至少一个控制开关为智能功率开关，通过控制第一控制开关导通以及第四控制开关按照PWM脉冲信号导通，实现直流电机的正转，并且转速可调；通过控制第三控制开关导通以及第二控制开关按照PWM脉冲信号导通，实现直流电机的反转，并且转速可调。2.根据权利要求1所述的直流电机正反转及调速控制电路，其特征在于，所述第一控制开关和第二控制开关中至少有一个控制开关是智能功率开关，所述第三控制开关和第四控制开关中至少有一个控制开关是智能功率开关。3.根据权利要求2所述的直流电机正反转及调速控制电路，其特征在于，所述第一控制开关和第三控制开关为智能功率开关。4.根据权利要求3所述的直流电机正反转及调速控制电路，其特征在于，所述第二控制开关和第四控制开关为MOS管。5.根据权利要求3或4所述的直流电机正反转及调速控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括控制芯片，所述控制芯片的控制信号输出端分别对应控制连接所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关的控制端，智能功率开关的IS引脚输出连接所述控制芯片，以实...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永秋，李向恒，李国立，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41