一种无刷直流电机的电源控制电路
时间: 2026-08-31 21:58:25 | 作者: 星空体育app下载官网入口
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(74)专利代理机构宁波市鄞州盛飞专利代理事务所(特殊普通合伙)33243代理人洪珊珊
本发明属于无刷直流电机技术领域,提供了一种无刷直流电机的电源控制电路,包括,控制模块、均与控制模块电连接的电机电源模块和驱动模块,驱动模块中设置有调节电路,调节电路根据控制模块发送的信号能够使调速电源在电机电源模块失电时比驱动电源先掉电。本发明的优点是通过简单的调节电路实现直流无刷电机对电源上电与掉电顺序,能够对直流无刷电机起到更好的保护作用,使得无刷电机的实用寿命延长。
1.一种无刷直流电机的电源控制电路,其特征是,包括,控制模块、均与控制模块电连接的电机电源模块和驱动模块,
驱动模块中设置有调节电路,所述调节电路根据控制模块发送的信号能够使调速电源在电机电源模块失电时比驱动电源先掉电。
2.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机的电源控制电路,其特征是,所述调节电路包括电阻R30、电阻R31、稳压二极管DZ2、三极管Q4和三极管Q5,
三极管Q4的集电极电连接所述调速电源,三极管Q4的基极与三极管Q5的集电极连接,三极管Q5的基极与稳压二极管DZ2的正极连接,稳压二极管DZ2的负极通过电阻R30连接所述驱动电源,三极管Q5的集电极通过电阻R29连接所述驱动电源,三极管Q5的基极还通过电阻R31接地,三极管Q4的发射极和三极管Q5的发射极都接地。
3.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机的电源控制电路,其特征是,控制模块设置有控制芯片及其外围电路,所述控制芯片的第五引脚与所述电机电源模块连接,所述控制芯片的第十五引脚与所述驱动模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种无刷直流电机的电源控制电路,其特征是,驱动模块包括,
接口,驱动电源开关电路、调速电源、电机电源均通过所述接口连接直流无刷电机。
5.根据权利要求4所述的一种无刷直流电机的电源控制电路,其特征是,所述驱动电源开关电路包括电阻R37、光耦OP4、电阻R41、电阻R43、三极管Q9和二极管D9,
电阻R37的一端连接控制芯片的第二十四引脚,其另一端连接光耦OP4的第一引脚,光耦OP4的第二引脚与控制芯片的第四引脚连接,三极管Q9的基极通过电阻R41与光耦OP4的第三引脚连接,三极管Q9的发射极与电机电源模块连接,三极管Q9的发射极还通过电阻R43连接三极管Q9的基极,三极管Q9的集电极连接二极管D9的正极,二极管D9的负极输出驱动电源并通过接口连接直流无刷电机的驱动器。
6.根据权利要求4所述的一种无刷直流电机的电源控制电路,其特征是,电机调速电源发生电路包括光耦OP2、电阻R21、三极管Q1、电阻R24、电阻R19、电阻R20、稳压二极管DZ1、电容EC5、电容C7和二极管D5,
光耦OP2的第一引脚连接驱动电源,光耦OP2的第二引脚通过电阻R19连接二极管D5的正极,二极管D5的负极输出调速电源,电容C5的正极与二极管D5的正极连接,其负极接地,电容C7并联接在电容EC5的两端,稳压二极管DZ1的负极连接二极管D5的正极,稳压二极管DZ1的正极接地,电阻R20并联接在稳压二极管DZ1的两端,光耦OP2的第三引脚通过电阻R21连接控制芯片的第二十四引脚,光耦OP2的第三引脚与三极管Q1的集电极连接,三极管Q1的基极通过电阻R24与控制芯的第十五引脚连接,三极管Q1的发射极接地。
7.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机的电源控制电路,其特征是,电机电源模块包括,
滤波整流单元,用于将输入电源进行滤波整流,并输出电机运转所需的第一电源,
第一降压单元,用于将第一电源转换为第二电源,第二电源能够为驱动模块供电,
[0001]本发明涉及无刷直流电机技术领域,尤其涉及一种无刷直流电机的电源控制电路。
[0002]空气净化器的横空出世能改变家庭空气质量,且最近几年发展的慢慢的变快。它可有效的除去空气中多种污染物,如,灰尘、病毒、花粉、霉菌孢子等。将会得到慢慢的变多人的青睐。空气净化器要求噪音低不影响人们的正常生活且能耗低。而直流无刷电机可以很好的满足这些要求。
[0003]在直流无刷电机的驱动中,需要有DC310V、驱动电源和可变调速电源等三种电源,同时,直流无刷电机对每种电源的上电顺序与掉电顺序有比较严格的要求,比如要求开启马达时调速电源必须比驱动电源先得电,关闭马达时,要求调速电源必须比驱动电源先掉电。
[0004]本发明的目的是提供一种无刷直流电机的电源控制电路,用以满足上述要求,
[0006]一种无刷直流电机的电源控制电路,包括,控制模块、均与控制模块电连接的电机电源模块和驱动模块,
[0007]驱动模块中设置有调节电路,所述调节电路根据控制模块发送的信号能够使调速电源在电机电源模块失电时比驱动电源先掉电。
[0008]进一步的,调节电路包括电阻R30、电阻R31、稳压二极管DZ2、三极管Q4和三极管
[0009]三极管Q4的集电极电连接所述调速电源,三极管Q4的基极与三极管Q5的集电极连接,三极管Q5的基极与稳压二极管DZ2的正极连接,稳压二极管DZ2的负极通过电阻R30连接所述驱动电源,三极管Q5的集电极通过电阻R29连接所述驱动电源,三极管Q5的基极还通过电阻R31接地,三极管Q4的发射极和三极管Q5的发射极都接地。
[0010]进一步的,控制模块设置有控制芯片及其外围电路,所述控制芯片的第五引脚与所述电机电源模块连接,所述控制芯片的第十五引脚与所述驱动模块连接。
[0012]驱动电源开关电路,用于根据控制芯片发送的信号调节驱动电源的工作状态,
[0013]电机调速电源发生电路,用于将控制芯片发送的PWM波信号转化为调速电源,
[0014] 接口,驱动电源开关电路、调速电源、电机电源均通过所述接口连接直流无刷电机。
[0015] 进一步的,驱动电源开关电路包括电阻R37、光耦OP4、电阻R41、电阻R43、三极管Q9和二极管D9,
[0016] 电阻R37的一端连接控制芯片的第二十四引脚,其另一端连接光耦OP4的第一引脚,光耦OP4的第二引脚与控制芯片的第四引脚连接,三极管Q9的基极通过电阻R41与光耦OP4的第三引脚连接,三极管Q9的发射极与电机电源模块连接,三极管Q9的发射极还通过电阻R43连接三极管Q9的基极,三极管Q9的集电极连接二极管D9的正极,二极管D9的负极输出驱动电源并通过接口连接直流无刷电机的驱动器。
[0017] 进一步的,电机调速电源发生电路包括光耦OP2、电阻R21、三极管Q1、电阻R24、电阻R19、电阻R20、稳压二极管DZ1、电容EC5、电容C7和二极管D5,
[0018] 光耦OP2的第一引脚连接驱动电源,光耦OP2的第二引脚通过电阻R19连接二极管D5的正极,二极管D5的负极输出调速电源,电容C5的正极与二极管D5的正极连接,其负极接地,电容C7并联接在电容EC5的两端,稳压二极管DZ1的负极连接二极管D5的正极,稳压二极管DZ1的正极接地,电阻R20并联接在稳压二极管DZ1的两端,光耦OP2的第三引脚通过电阻R21连接控制芯片的第二十四引脚,光耦OP2的第三引脚与三极管Q1的集电极连接,三极管Q1的基极通过电阻R24与控制芯的第十五引脚连接,三极管Q1的发射极接地。
[0020] 滤波整流单元,用于将输入电源进行滤波整流,并输出电机运转所需的第一电源,
[0021] 第一降压单元,用于将第一电源转换为第二电源,第二电源能够为驱动模块供电,
[0022] 第二降压单元,用于将第二电源降压至控制模块所需的第三电源。
[0024] (1)通过简单的调节电路实现直流无刷电机对电源上电与掉电顺序,能够对直流无刷电机起到更好的保护作用,使得无刷电机的实用寿命延长,
[0025] (2)在第二降压单元与第一降压单元之间还设置有一个稳压控制回路,能够对单片机的供电提供精确且稳定的电源。
[0030] 需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0031] 另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第
一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中, “多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
[0032] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如, “固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体,可以是机械连接,也可以是
电连接,可以是直接相连,也能够最终靠中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,能够准确的通过详细情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0033] 另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员可以在一定程度上完成为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或没办法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
[0034] 以下是本发明的具体实施例,并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
[0035] 如图1所示,本发明一种无刷直流电机的电源控制电路,包括控制模块以及与控制模块电连接的电机电源模块和驱动模块。
[0036] 驱动模块受控制模块发送的信号驱动无刷直流电机的转动,使得空气净化器能战场的运行,电机电源模块能够为无刷直流电机提供310V的电机电源和15V的驱动电源。
[0038] 其中,如图2所示,本发明中控制模块设置有控制芯片U1及其外围电路,控制芯片U1选用型号为HT66F319的单片机芯片,控制芯片U1的第五引脚与电机电源模块连接。
[0039] 经过控制模块的第十五引脚输出PWM信号给驱动模块,经过控制模块控制无刷直流电机的运行。
[0040] 如图3所示,驱动模块包括驱动电源开关电路、电机调速电源发生电路、调节电路以及接口CN3。
[0041] 驱动电源开关电路包括电阻R37、光耦OP4、电阻R41、电阻R43、三极管Q9和二极管
[0042] 电阻R37的一端连接控制芯片U1的第二十四引脚,其另一端连接光耦OP4的第一引脚,光耦OP4的第二引脚与控制芯片U1的第四引脚连接,三极管Q9的基极通过电阻R41与光耦OP4的第三引脚连接,三极管Q9的发射极与电机电源模块连接,三极管Q9的发射极还通过电阻R43连接三极管Q9的基极,三极管Q9的集电极连接二极管D9的正极,二极管D9的负极输出驱动电源并通过接口CN3连接直流无刷电机的驱动器。
[0043] 驱动电源开关电路接收控制芯片U1第四引脚发送的信号,使得光耦OP4导通,电机电源模块输出的电源经过三极管Q9后得到用于调节电路的电源和经过二极管D9的15V驱动电源。
[0044] 电机调速电源发生电路包括光耦OP2、电阻R21、三极管Q1、电阻R24、电阻R19、电阻
[0045] 光耦OP2的第一引脚连接驱动电源,光耦OP2的第二引脚通过电阻R19连接二极管D5的正极,二极管D5的负极输出调速电源,电容C5的正极与二极管D5的正极连接,其负极接地,电容C7并联接在电容EC5的两端,稳压二极管DZ1的负极连接二极管D5的正极,稳压二极管DZ1的正极接地,电阻R20并联接在稳压二极管DZ1的两端,光耦OP2的第三引脚通过电阻R21连接控制芯片U1的第二十四引脚,光耦OP2的第三引脚与三极管Q1的集电极连接,三极管Q1的基极通过电阻R24与控制芯的第十五引脚连接,三极管Q1的发射极接地。
[0046] 在15V驱动电源输出后,控制芯片U1U1通过第十五引脚发送PWM信号,使得三极管Q1导通,进而时光耦OP2导通, 15的驱动电源经过滤波整流后得到调速电源,使得直流无
[0047] 调节电路包括电阻R30、电阻R31、稳压二极管DZ2、三极管Q4和三极管Q5。三极管Q4的集电极电连接调速电源,三极管Q4的基极与三极管Q5的集电极连接,三极管Q5的基极与稳压二极管DZ2的正极连接,稳压二极管DZ2的负极通过电阻R30连接所述驱动电源,三极管Q5的集电极通过电阻R29连接所述驱动电源,三极管Q5的基极还通过电阻R31接地,三极管Q4的发射极和三极管Q5的发射极都接地。
[0049] 调节电路可以依据控制模块发送的信号能够使调速电源在电机电源模块失电时比驱动电源先掉电。
[0050] 为了可靠的满足调速电源比驱动电源先掉电的要求,使用了一种硬件电路来加速关闭调速电源。在打开驱动电源时VDD‑OUT端口上电,此时控制芯片U1根据要求通过第十五引脚输出PWM信号,电机调速电源发生电路将PWM信号转化为调速电源。
[0051] 在电机正常工作时,VDD‑OUT端口为驱动电源加上二极管D9的管压降,为15V左右,超过了调节电路中稳压二极管DZ2的额定电压,稳压二极管DZ2被击穿,三极管Q5基极高电平,使得三极管Q5饱和导通,三极管Q4基极则会变成低电平,进而三极管Q4截止,调速电源能战场的为电机进行供电。
[0052] 当净化器关机或者电机电源突然断电时,VDD‑OUT端口的电压下降,当降至13V以下时,稳压二极管DZ2截止,三极管Q5基极就会变成低电平,三极管Q5则会截止,使得三极管Q4基极变为高电平,三极管Q4就会饱和导通,将调速电源电压快速对地释放掉,从而在VDD‑OUT端口电压处于13V左右时迅速将调速电源电压拉低,形成比驱动电源先掉电的情形。
[0053] 如图4所示,电机电源模块采用开关电源的形式,其包括滤波整流单元、第一降压单元和第二降压单元。
[0054] 整流滤波单元将输入的交流电源进行滤波和整流,通过+HI‑DC端口输出电机所需的310V直流电源。
[0055] 得到的310V直流电源通过变压器T1的功率变换后,分别通过第一降压单元和第二降压单元得到预驱动电源和5V的电源,5V电源大多数都用在为控制芯片U1进行供电,因为对单片机的供电需要有精确且稳定的电源,因此在第二降压单元与第一降压单元之间还设置有一个稳压控制回路,稳压控制回路最重要的包含光耦OP1和稳压芯片IC2。
[0056] 通过检验测试第二降压单元输出5V电源的具体值,通过光耦反馈至稳压芯片IC2中,稳压芯片输出信号调节第一降压单元,进而变换开关变压器T1的功率,使得第二降压单元得到的输出电源更加精确。
[0057] 此外,在第一降压单元中存在一个电解电容EC2,由于其具有储能作用,电压的下降速度相对较慢,因而在当净化器关机或者电机电源突然断电时,第二降压单元输出的电源掉电相对较慢,通过调节电路使得调速电源能够先于其失电,对无刷直流电机起到更好的保护作用。
[0058] 本发明通过简单的调节电路实现直流无刷电机对电源上电与掉电顺序,能够对直流无刷电机起到更好的保护作用,使得无刷电机的实用寿命延长。
[0059] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替
