一种直流电机与步进电机的小型控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种直流电机与步进电机的小型控制电路，包括：控制模块、通信接口模块和电机驱动模块；电机驱动模块包含两路H桥电路，与直流电机和步进电机连接；控制模块通过通信接口模块接收外部发送的控制状态命令后，将两路脉冲控制信号分别发送给两路H桥电路；脉冲控制信号为H桥电路的使能输入信号；控制模块通过对脉冲控制信号进行脉宽调制(PWM)控制直流电机和步进电机的缓启动和正反转；实现全国产化小型电机驱动控制电路设计以及实现小型电机稳定控制。机稳定控制。机稳定控制。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电机与步进电机的小型控制电路


[0001]本专利技术涉及电机控制与检测
，尤其涉及一种直流电机与步进电机的小型控制电路。

技术介绍

[0002]随着对设备的精细化控制越来越严格，小型化电机应用的场景越来越多，例如某设备中关于图像传感器的镜头盖的开盖与关盖控制，某设备关于激光挡板的开关控制，某设备中关于止动器的开关控制等等。以上应用场景均为小型电机的控制，其中镜头盖与激光挡板的控制为直流电机，止动器的控制为小型步进电机。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种直流电机与步进电机的小型控制电路，实现全国产化小型电机驱动控制电路设计以及实现小型电机稳定控制。
[0004]根据本专利技术的第一方面，提供了一种直流电机与步进电机的小型控制电路，包括：控制模块、通信接口模块和电机驱动模块；
[0005]所述电机驱动模块包含两路H桥电路，与直流电机和步进电机连接；
[0006]所述控制模块通过所述通信接口模块接收外部发送的控制状态命令后，将两路脉冲控制信号分别发送给两路所述H桥电路；
[0007]所述脉冲控制信号为所述H桥电路的使能输入信号；所述控制模块通过对所述脉冲控制信号进行脉宽调制控制所述直流电机和步进电机的缓启动和正反转。
[0008]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0009]可选的，所述控制电路还包括：电源模块；所述电源模块包括：依次连接的反接保护电路、过流保护电路、滤波电路和DC/DC模块；外部输入的电源通过所述反接保护电路、过流保护电路、滤波电路和DC/DC模块后为所述控制模块提供供电电源；
[0010]所述反接保护电路包括：瞬态电压抑制二极管；
[0011]所述滤波电路包括：共模电感。
[0012]所述DC/DC模块的芯片型号为SM4644。
[0013]可选的，所述通信接口模块包括：JM3096W隔离串口芯片。
[0014]可选的，所述控制模块包括：GD32F407ZKT6芯片。
[0015]可选的，所述控制电路控制所述直流电机时，所述控制模块发出脉冲控制信号使能一路所述H桥电路；
[0016]所述控制电路控制所述步进电机时，所述控制模块发出脉冲控制信号使能两路所述H桥电路。
[0017]可选的，所述控制模块通过控制所述H桥电路输出从0V逐渐增加到电机的额定工作电压实现电机的缓启动。
[0018]可选的，所述控制电路包括：电流检测电路；
[0019]所述H桥电路的下管的源级连接在一起；
[0020]所述电流检测电路包括两个采样电阻和电压放大电路；
[0021]所述采样电阻分别与两路所述H桥电路连接，用来获取电机的实时电流；所述电压放大电路用于对所述采样电阻采样得到的电机的实时电流进行放大，所述控制模块通过采集所述电压放大电路的信号来进行电机堵转或短路的检测。
[0022]可选的，所述控制电路包括：位置检测电路；所述位置检测电路包括安装在电机的转轴上的滑线变阻器；
[0023]所述控制模块的AD采样端采集所述滑线变阻器的电压来判断电机在整个行程中所处的位置。
[0024]可选的，所述控制电路包括：到位信号检测电路；所述到位信号检测电路包括安装在电机的指定位置的霍尔传感器；
[0025]所述控制模块通过采集所述霍尔传感器的输出信号来判断电机是否转到达指定位置。
[0026]本专利技术提供的一种直流电机与步进电机的小型控制电路，采用标准的70mm*70mm板面大小；宽电压输入：可以兼容市面上常用的12V电机和5V电机；电源输入防反接：防止由于电源输入错误导致电源模块的损坏；软启动：可以减小电机启动冲击电流，提高系统可靠性与寿命；电流检测：防止电机堵转或短路导致驱控模块或电机损坏；隔离信号输入：系统控制信号与电机驱动电路隔离，减小驱动电路对系统电路的影响；正反转切换延时：防止电机由正转直接切换到反转或由反转切换到正转时，造成电机机械性能损坏；环境适用性：设计电路可工作在
‑
40℃～70℃温度范围；实现电路直流电机与步进电机的控制，并将电机相应状态进行上报。
附图说明
[0027]图1为本专利技术提供的一种直流电机与步进电机的小型控制电路的实施例的结构框图；
[0028]图2为本专利技术提供的一种直流电机与步进电机的小型控制电路的模块布局图；
[0029]图3为本专利技术提供的一种电流检测电路的实施例的电路原理图。
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0031]图1为本专利技术提供的一种直流电机与步进电机的小型控制电路的实施例的结构框图，如图1所示，该控制电路包括：控制模块、通信接口模块和电机驱动模块；
[0032]电机驱动模块包含两路H桥电路，与直流电机和步进电机连接；
[0033]控制模块通过通信接口模块接收外部发送的控制状态命令后，将两路脉冲控制信号分别发送给两路H桥电路；
[0034]脉冲控制信号为H桥电路的使能输入信号；控制模块通过对脉冲控制信号进行脉宽调制控制直流电机和步进电机的缓启动和正反转。
[0035]关于直流电机与步进电机的控制，现有设计中驱控模块所用器件几乎为全进口，
且少有做小电流堵转检测的功能，在目前的国有化需求的压力下，本专利技术提供一款全自主可控通用电机驱动控制模块且根据应用需要增加了电流检测、位置检测及单板使用环境的温湿度检测等功能，使该驱控模块在应用中更加稳定可靠。
[0036]单板在选型方面做到了100％国产化，在电路设计上，吸取了以往设备上出现的电机控制不稳定现象，针对电机闭环控制做了较多回路检测，例如增加了电机行程检测以了解电机的状态，增加了电机电流检测以了解电机是否堵转，增加了霍尔到位检测以了解电机是否到达预设点。通过以上功能的增加，使电机控制更加精准。
[0037]实施例1
[0038]本专利技术提供的实施例1为本专利技术提供的一种直流电机与步进电机的小型控制电路的实施例，如图2所示为本专利技术提供的一种直流电机与步进电机的小型控制电路的模块布局图，采用标准的70mm*70mm板面大小。本专利技术提供的控制电路的实施例主要包括以下几个部分：电源部分、数据通信与控制部分、电机驱动部分及信号检测部分。基本流程为：数据通信与控制部分接收外部指令并解析，根据指令内容向电机驱动模块给出电机正转或反转所对应的信号，驱动模块输出相应脉冲信号使电机动作，信号检测部分检测电机的状态并反馈至电机控制模块。
[0039]结合图1和图2可知，该控制电路的实施例包括：控制模块、通信接口模块、电机驱动模块、电源模块和信号检测模块。
[0040]电机驱动模块包含两路H桥电路，与直流电机和步进电机连接；
[0041]控制模块通过通信接口模块接收外部发送的控制状态命令后，将两路脉冲控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流电机与步进电机的小型控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：控制模块、通信接口模块和电机驱动模块；所述电机驱动模块包含两路H桥电路，与直流电机和步进电机连接；所述控制模块通过所述通信接口模块接收外部发送的控制状态命令后，将两路脉冲控制信号分别发送给两路所述H桥电路；所述脉冲控制信号为所述H桥电路的使能输入信号；所述控制模块通过对所述脉冲控制信号进行脉宽调制控制所述直流电机和步进电机的缓启动和正反转。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：电源模块；所述电源模块包括：依次连接的反接保护电路、过流保护电路、滤波电路和DC/DC模块；外部输入的电源通过所述反接保护电路、过流保护电路、滤波电路和DC/DC模块后为所述控制模块提供供电电源；所述反接保护电路包括：瞬态电压抑制二极管；所述滤波电路包括：共模电感。所述DC/DC模块的芯片型号为SM4644。3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述通信接口模块包括：JM3096W隔离串口芯片。4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块包括：GD32F407ZKT6芯片。5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路控制所述直流电机时，所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎凡，毕成龙，高艳梅，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶集团有限公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：