[发明专利]一种有刷直流电机正反转控制电路

说明书

技术领域

本发明属于直流电机控制领域,具体涉及一种有刷直流电机正反转控制电路。

背景技术

加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。实际的有刷直流电动机，电枢圆周上均匀地嵌放许多线圈，相应地换向器由许多换向片组成，使电枢线圈所产生的总的电磁转矩足够大并且比较均匀，电动机的转速也就比较均匀。通过这个基本原理，欲使直流电机反转，只需改变直流电机两端直流工作电压的极性。以图1所示模型为例，只需将加在电刷A(正极)和B(负极)上的电源极性对换即可实现直流电机反转。

目前很多微小型的有刷直流电机正反转控制均是靠继电器实现，控制器本身体积较大，不利于实现整个装置的小型化；继电器的触点开合，对机械寿命也是一个考验。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种有刷直流电机正反转控制电路，其中有刷直流电机的线圈通过换向器和电刷接通控制电路，控制电路包括比较器和乙类放大电路，比较器的输出驱动乙类放大电路提供互补输出端IRIS和电源地SGND来给电机供电。

其中，比较器有两路互补输入，比较器的输出连接到乙类放大电路，乙类放大电路包括两个三极管，两个三极管的基极相连，连接比较器的输出端，两个三极管的射级相连，作为放大电路的互补输出端IRIS。

其中，第一三极管的集电极接电源，第二三极管的集电极接地。

其中，比较器的互补输入端的高低分别对应着直流电机的正反转，连接到比较器+输入端的互补输入为高电平时，第一三极管导通、第二三极管截止，电机正传；连接到比较器+输入端的互补输入为低电平时，第二三极管导通、第一三极管截止，电机反转。

其中，比较器的两输入端均为高电平时，两个三极管均处于截止状态，电机停转。

其中，系统复位后和电机不调节时，比较器的互补输入端都设置为高电平。

其中，在比较器的+输入端接有下拉电阻，在比较器的-输入端和IRIS之间连接有一电阻，两个三极管的射级连接电阻，再接到互补输出端IRIS。

本发明利用传统的乙类放大电路的互补输出特性与比较器相结合，能够很好的控制直流有刷电机的正反转，采用贴片元件又能有效的减小控制器体积，有利于与其他电路的集成开发，互补电路的无触点特性可以有效提高正反转控制模块的寿命。

附图说明

图1：有刷直流电机的原理模型示意图；

图2：控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述。

如图1所示，线圈abcd通过换向器和电刷接通控制电路的IRIS与SGND两个节点，IRIS为图2中乙类放大互补电路输出端，与电源地（SGND）共同接通电刷A与B，通过IRIS对应于电源地SGND的参考电压的正负来决定直流电机的正反转。

如图2所示，本发明的正反转控制电路包括比较器U1A和乙类放大电路，比较器U1A的输出驱动乙类放大电路来给电机供电。比较器U1A有两路互补输入DLO1、DLO2，比较器U1A的输出连接到乙类放大电路，乙类放大电路包括两个三极管Q1、Q2，两个三极管Q1、Q2的基极相连，连接比较器U1A的输出，两个三极管Q1、Q2的射级相连，作为放大电路的互补输出端IRIS。其中三极管Q1的集电极接电源AVCC，三极管Q2的集电极接地KVCC，AVCC是模拟电源，KVCC是模拟接地。乙类放大电路的互补输出端IRIS与电源地SGND各接电机线圈的一极，互补输入端DLO1、DLO2的高低分别对应着直流电机的正反转：互补电路输入为高电平时DL02为输入，Q1导通、Q2截止，加在电机两端的电压是AVCC-SGND，电机正传；互补电路输入为低电平时DL02为输入，Q2导通、Q1截止，加在电机两端的电压是SGND-KVCC，电机反转。此过程可以由MCU来控制比较器两输入的高低不同实现，当比较器U1A两端均加高电平时，Q1、Q2均处于截止状态，电机停转。

有刷直流电机控制模块中，若DLO1与DLO2均为0电平，则比较器U1A的零漂会导致互补电路处在截止时仍有小的输出，电机微小转动，这是不允许的，MCU软件设计应避免此种情况。系统复位后和电机不调节时，DLO1与DLO2设置为1，互补电路输出基本为0，电机就可以稳定停止。