一种驱动直流电机的电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种驱动直流电机的电路，解决了现有技术中可能同时施加正向电源或反向电源时造成电机发热损坏的问题，包括：直流电机(B1)和开关单元(21)形成第一串联支路；一与第一串联支路两端连接的继电器单元(22)，继电器单元(22)能够选择性地向第一串联支路提供正向电源或者反向电源；一控制器(23)，用于控制开关单元(21)和继电器单元(22)；其中，响应于来自控制器(23)的第一控制信号(S1)，开关单元(21)导通或关断，从而控制直流电机(B1)运行或停止；响应于来自控制器(23)的第二控制信号(S2)，继电器单元(22)切换到正向电源或反向电源，从而控制直流电机(B1)正转或反转。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直流电机的驱动
，尤其涉及一种驱动直流电机的电路。
技术介绍
目前市场上驱动直流电机的通常采用H型桥式驱动电路或集成H桥电路。如图1 所示，其大概的工作原理为开关Si、S2、S3、S4使得开关管工作在斩波状态，其中，Si，S4 为一组，S2，S3为另一组，两组的状态互补，一组导通则另一组必须关断。当S1，S4导通时， S2，S3关断，电机两端加正向电压，可实现电机的正转或反转制动；当S2，S3导通时，Si，S4 关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。通常采用电子元件三极管，场效应管或单稳态继电器的触点来代替如图1所示的Si，S2，S3，S4开关，组成H桥驱动电路来驱动电机的运转。但是，这种方案中，如果收到干扰可能存在同时施加正向电源或反向电源，即同时存在正转信号或反转信号的情况，造成电机发热损坏的现象。而且，现有技术会需要四组继电器电路或三极管电路、场效应管电路控制直流电动机，不仅在成本上花销大，更重要的是驱动四组继电器电路或三极管电路、场效应管电路的能量消耗大。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种驱动直流电机的电路，以解决现有技术中由于干扰可能同时施加正向电源或反向电源时造成电机发热损坏的问题。因此，本技术一实施例，提供了一种驱动直流电机的电路，该电路包括一与所述直流电机串联的开关单元，所述直流电机和所述开关单元形成第一串联支路；一与所述第一串联支路两端连接的继电器单元，所述继电器单元能够选择性地向所述第一串联支路提供正向电源或者与所述正向相反的反向电源；一控制器，用于控制所述开关单元和所述继电器单元；其中，响应于来自所述控制器的第一控制信号，所述开关单元导通或关断，从而控制所述直流电机运行或停止；响应于来自所述控制器的第二控制信号， 所述继电器单元切换到正向电源或反向电源，从而控制所述直流电机正转或反转。本实施例利用继电器单元控制直流电机切换到正向电源或反向电源，并通过控制器控制开关单元导通或关断，从而控制所述直流电机运行或停止。由于开关单元的控制，可以随时控制直流电机从运行到停止状态，无需如现有技术那样需要施加反向电源以制动正向转动。并且，由控制器控制继电器单元每次只能给直流电机提供相应的正向电源或反向电源，因此，直流电机不可能被同时施加正向电源和反向电源，避免了直流电机可能因受到干扰而同时产生施加正转或转的信号时造成电机发热损坏象的问题。较佳的，所述开关单元为场效应管，由于场效应管能每次只能一个方向导通，因此选择场效应管作为开关单元，可以进一步确保直流电机不被同时施加正向电源和反向电源。所述开关单元还进一步包括光电耦合器。所述光电耦合器用于向开关元件传递控制信号，同时所述控制器和所述场效应管经由所述光电耦合器彼此电隔离。作为一种实施方式，所述继电器单元可以连接到一正电源端和一负电源端，且所述继电器单元可以为单稳态继电器。采用单稳态继电器形成继电器单元，成本比较低。当采用单稳态继电器时，具体的，所述继电器单元可包括第一继电器和第二继电器，每个继电器为单线圈且具有一组转换触点。其中第一继电器的转换触点组中的动触头的固定端连接第一串联支路的第一端，第二继电器的转换触点中的动触头的固定端连接第一串联支路的第二端；第一继电器和第二继电器各自的转换触点组中的常闭触点连接到负电源端，其常开触点连接到正电源端；其中，响应于来自所述控制器的第二控制信号，第一或第二继电器的转换触点组中的动触头在常闭触点和常开触点之间切换，其中，所述第一继电器和第二继电器中的两个所述动触点不会同时切换到其各自的常开触点。这种方案相对于现有技术来说，采用两组继电器就可以实现直流电机的驱动，使用的开关的数量减少，大大减小能量的消耗，并且降低了成本。当采用单稳态继电器时，具体的，所述继电器单元可以是一个第三继电器，所述第三继电器为单线圈且具有两组转换触点；两组转换触点的动触头的固定端分别连接到所述第一串联支路的两端，第一组转换触点中的常闭触点和第二组转换触点中的常开触点连接负电源端；第一组转换触点中的常开触点和第二组转换触点中的常闭触点连接正电源端；响应于来自控制器的第二控制信号，第三继电器的两组转换触点中的两个动触头分别在各自对应的常开触点和常闭触点之间切换。这种方案相对于现有技术来说，采用一个继电器(包括一个驱动线圈和两组转换触点)就可以实现直流电机正转、反转的驱动，大大减小能量的消耗，并且降低了成本。在上述两个实施例中，还可以进一步包括驱动单元，其响应于来自控制器的第二控制信号S2，为对应的继电器中的驱动线圈提供驱动电流。所述驱动单元包括一与所述继电器的驱动线圈串联的三极管以及一与继电器的驱动线圈并联的二极管，其中二极管阴极和驱动线圈的电源端均连接到正电源端，二极管的阳极连接到所述三极管，其中响应于所述第二控制信号，所述三极管导通使得所述继电器的驱动线圈因得电而驱动其动触点动作。作为另外一种实施例，所述继电器单元可以连接正电源端和负电源端，且所述继电器单元为双稳态继电器。采用双稳态继电器时，只需要一定宽度和幅度的脉冲信号就可以使双稳态继电器稳定的工作在常开或常闭状态，且维持这种工作状态不需要另外提供维持能量，因此，使用双稳态继电器，可以有效的节能。具体的，采用双稳态继电器时，所述继电器单元包括第四继电器，第四继电器具有一第四驱动线圈且具有两组转换触点；其中第一组和第二组转换触点的动触头的固定端分别连接所述第一串联支路的两端，第一组转换触点中的常闭触点和第二组转换触点中的常开触点连接负电源端；第一组转换触点中的常开触点和第二组转换触点中的常闭触点连接正电源端；响应于所述自控制器的第二控制信号，所述第四驱动线圈得电，且两组转换触点的动触头分别在对应的常开触点和常闭触点之间切换。其中，该第二控制信号为脉冲信号。 优选地，当第二控制信号为正向脉冲信号时，第四驱动线圈置位，当第二控制信号为负向脉冲信号时，第四驱动线圈复位。 采用这种方式，可以由控制器直接发出脉冲信号触发第四继电器，触发方式简单， 并且可节省能源。 进一步地，所述第四继电器可包括设置线圈和复位线圈，响应于来自所述控制器的第二控制信号设置线圈其作用，响应于来自所述控制器的第二控制信号，所述复位线圈起作用，且两组转换触点相应置位或复位。附图说明图1为现有技术直流电机的驱动电路图；图2为本技术直流电机的驱动电路图；图3为本技术采用单稳态继电器的第一实施例的电路图；图4为本技术采用单稳态继电器的第二实施例的电路图；图5为本技术采用双稳态继电器的第一实施例的电路图；图6为本技术采用双稳态继电器的第二实施例的电路图；图7为本技术实施例利用正负脉冲控制双稳态继电器的示意图；附图标记说明21开关单元；22继电器单元；23控制器；Bl直流电机；U光电耦合器Ql场效应管；Kl K4第一至第四继电器；ICO 6C0继电器转换触点组；1X2、1Y2、2X1、2Y1、3X1、3Y1，继电器转换触点的常闭触点；1Χ1、1Υ1、2Χ2、2Υ2、;3Χ2、3Υ2，继电器转换触点的常开触点；1Χ0、1Υ0、2Χ0、2Υ0、3Χ0、3Υ0，继电器转换触点的常闭触点；Cl C5，继电器驱动线圈；Dl D2 二极管；Q2 Q3三极管；本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种驱动直流电机的电路，其特征在于，该电路包括：一与所述直流电机（Ｂ１）串联的开关单元（２１），所述直流电机（Ｂ１）和所述开关单元（２１）形成第一串联支路；一与所述第一串联支路两端连接的继电器单元（２２），所述继电器单元（２２）能够选择性地向所述第一串联支路提供正向电源或者与所述正向相反的反向电源；一控制器（２３），用于控制所述开关单元（２１）和所述继电器单元（２２）；其中，响应于来自所述控制器（２３）的第一控制信号（Ｓ１），所述开关单元（２１）导通或关断，从而控制所述直流电机（Ｂ１）运行或停止；响应于来自所述控制器（２３）的第二控制信号（Ｓ２），所述继电器单元（２２）切换到正向电源或反向电源，从而控制所述直流电机（Ｂ１）正转或反转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：包章尧，熊焘，熊厚钰，
申请(专利权)人：上海西门子线路保护系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31