一種簡易直流電機正反轉智控電路的制作方法

本發明具體涉及一種簡易直流電機正反轉智控電路。

背景技術：

目前，市面書刊網絡上直流電機正反轉的控制電路很多，譬如由三極管、場效應管等構成的“H”橋直流電機正反轉控制電路，有專用的直流電機正反轉控制模塊電路等……而這些電路的“H”橋上端的驅動控制(包括專用模塊的內部)大多用自舉電路抬高電平的方式來驅動控制的，電路就相對的復雜化了。

技術實現要素：

為克服現有技術中的問題，本發明提供了一種將控制隔離、控制驅動融會一氣，既能實現無級調速的直流電機正反轉控制，又能將控制信號與控制驅動電路隔離提升抗干擾能力的簡易直流電機正反轉智控電路。

為了解決上述的問題本發明的采用的技術以及方法如下：

一種簡易直流電機正反轉智控電路，包括有可編程主控電路、隔離開關電路、H橋驅動電路和運行保護電路；所述隔離開關電路與可編程主控電路相連接，所述隔離開關電路與H橋驅動電路相連接，所述運行保護電路與H橋驅動電路相連接。

作為優選，所述可編程主控電路由微控制器及其晶振、復位電路組成。

作為優選，所述隔離開關電路由光耦及限流電阻組成。

作為優選，所述H橋驅動電路由H橋的上下左右四個橋臂的四個開關管構成。

作為優選，所述運行保護電路由直流電機及保護二極管組成。

作為優選，所述微控制器為單片機、ARM、DSP、FPGA或PLC。

作為優選，所述光耦包括U1和U2，所述限流電阻包括R1、R2、R3和R4。

作為優選，所述開關管包括Q1、Q2、Q3和Q4。

作為優選，所述保護二極管包括D1、D2、D3和D4。

本發明的有益效果為：運用光耦的光敏器件可控隔離的開關特性達到：1、控制信號與驅動運行電路的隔離，也就是說控制信號及其電路的電源與后級驅動及電機運行電路的電源互為獨立，因而也就不存在抬高控制信號電平這些啰嗦了，同時也大大降低了電機運行生成的諧波對可編程主控電路的干擾；2、由于光敏器件的隔離開關特性，將“H”橋對角兩橋臂開關管的控制極連接在一起，象一個光控的獨立開關一樣進行開關控制，保證了“H”橋對角兩橋臂開關的一致性，及實現“H”橋上下橋臂開關“死區”的方便控制；3、更便于實現PWM波對電機的無級調速控制。總之，運用光耦作為溝通橋梁將可編程主控制電路控制指令信號與“H”橋電路的驅動銜接一氣——實現了可編程、可控、隔離、驅動、電機正反運轉及可無級調速的簡捷的智能控制過程；因而本發明宜用于50V以下大多直流電機運行的控制，譬如廚房廚柜的升降控制、保健按摩椅的運行控制等等。

附圖說明

圖1為本發明的一種簡易直流電機正反轉智控電路的結構方框圖；

圖2為本發明的一種簡易直流電機正反轉智控電路的智控正反轉電路原理圖；

圖3為本發明的一種簡易直流電機正反轉智控電路的電機正轉電路簡圖；

圖4為本發明的一種簡易直流電機正反轉智控電路的電機反轉電路簡圖；

圖5為本發明的一種簡易直流電機正反轉智控電路的高電平有效控制電路；

圖6為本發明的一種簡易直流電機正反轉智控電路的低電平有效控制電路。

具體實施方式

下面結合實施例與附圖對本發明做進一步的詳細說明，但它們并不是對本發明技術方案的限定，基于本發明教導所做出的任何變換，均落在本發明的保護范圍。

一種簡易直流電機正反轉智控電路，其結構如圖1所示，包括可編程主控電路、隔離開關電路、H橋驅動電路、運行保護電路。所述的可編程主控電路生發當前所需的控制指令輸出給所述的隔離開關電路以作開關控制的信號；所述的隔離開關電路，隔離后形成的控制信號用以控制所述的H橋驅動電路的開關工作；所述的H橋驅動電路則最終驅動所述的運行保護電路的運行動作。下面對各模塊進行詳述：

可編程主控電路：由微控制器(可以是簡單的單片機或ARM或DSP或FPGA或PLC等)及其晶振、復位電路等最小系統組成。根據具體情況微控制器編程相應的代碼，以作相應的電機正反轉實時控制——譬如，PWM波調速控制等。根據具體狀況，可以生發高電平有效或低電平有效的指令信號，以及設置所需的所謂的“死區”控制時間。

隔離開關電路：由光耦(U1、U2)及限流電阻(R1、R2、R3、R4)等組成。光耦是一個電—光—電信號的變換器，其輸入邊內部的發光二極管將前級送來的指令電信號轉換成相應的光信號，其輸出邊的光敏器件又將光信號還原成相應的電信號以達到既隔離又可控的開關控制效果，電路中其輸入邊既可接受高電平有效的信號控制，也可接受低電平有效的信號控制。

H橋驅動電路：主要由“H”橋的上下、左右四個橋臂的四個開關管(Q1、Q2、Q3、Q4)構成。“H”橋的四個橋臂中，上下兩橋臂的開關管可以同時關斷，卻絕不可以同時開通，不然就會短路燒了；“H”橋的四個橋臂中，對角兩個橋臂的開關管既可以同時關斷，也可以同時開通，而且最好是能同時關斷、同時開通；對角兩橋臂是驅動電機的通路。開關管本身可以是三極管，也可以是場效應管、IGBT等。

運行保護電路：由直流電機及保護二極管(D1、D2、D3、D4)等組成。“H”橋電路可以驅動電機作正反轉運行及調速運轉，而電機的運轉及停轉的瞬時過程中，會產生諧波及反向電動勢，而這反向電動勢有可能直接反向擊穿“H”橋臂上的開關管，所以必須予以保護。電路中的二極管就是用以反向續流來保護“H”橋臂上開關管的。

本發明的工作原理如下：電路原理如圖2所示。可編程主控電路發出的控制指令信號，經光耦的隔離耦合后控制“H”橋電路以驅動電機的的運轉。由圖3可以看出：當可編程主控電路的控制指令有效信號作用于光耦U1的輸入邊時其內部的發光二極管發出紅外光，其輸出邊內部的光敏三極管開通，這光敏三極管經電阻R1與“H”橋的Q1組成了一個具有PNP輸出特性類似于達林頓的結構體；而這光敏三極管經電阻R4與“H”橋的Q4卻組成了一個具有NPN輸出特性類似于達林頓的結構體；因此，當U1內部光敏三極管開通時Q1、Q4也將同時地迅速導通驅動電機M運轉。通過電機的電流I是由上而下，電機處于正向運轉狀態。顯然，由圖4可以看出：當可編程主控電路的控制指令有效信號作用于光耦U2的輸入邊時其內部的發光二極管發出紅外光，其輸出邊內部的光敏三極管開通，這光敏三極管經電阻R2與“H”橋的Q2組成了一個具有PNP輸出特性類似于達林頓的結構體；而這光敏三極管經電阻R3與“H”橋的Q3卻組成了一個具有NPN輸出特性類似于達林頓的結構體；因此，當U2內部光敏三極管開通時Q2、Q3也將同時地迅速導通驅動電機M運轉。通過電機的電流I是由下而上，電機處于反向運轉狀態。其中電阻R1、R2、R3、R4均作限流用。

圖5揭示了控制指令信號以高電平有效的方式控制電機運轉的電路；圖6揭示了控制指令信號以低電平有效的方式控制電機運轉的電路。當控制指令信號以PWM波方式進行時，那么電機也就可以進入無級調速的運轉控制狀態了。

本發明的有益效果為：運用光耦的光敏器件可控隔離的開關特性達到：1、控制信號與驅動運行電路的隔離，也就是說控制信號及其電路的電源與后級驅動及電機運行電路的電源互為獨立，因而也就不存在抬高控制信號電平這些啰嗦了，同時也大大降低了電機運行生成的諧波對可編程主控電路的干擾；2、由于光敏器件的隔離開關特性，將“H”橋對角兩橋臂開關管的控制極連接在一起，象一個光控的獨立開關一樣進行開關控制，保證了“H”橋對角兩橋臂開關的一致性，及實現“H”橋上下橋臂開關“死區”的方便控制；3、更便于實現PWM波對電機的無級調速控制。總之，運用光耦作為溝通橋梁將可編程主控制電路控制指令信號與“H”橋電路的驅動銜接一氣——實現了可編程、可控、隔離、驅動、電機正反運轉及可無級調速的簡捷的智能控制過程；因而本發明宜用于50V以下大多直流電機運行的控制，譬如廚房廚柜的升降控制、保健按摩椅的運行控制等等。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內，因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。