[实用新型]一种适用水表阀控上低成本直流电机驱动装置

说明书

本实用新型公开了一种适用水表阀控上低成本直流电机驱动装置，属于电子水表技术领域，本实用新型提供了一种低成本的直流电机驱动原理，由主控单片机、一路模拟/数字转换单元、两路PWM输出及一路通用GPIO组成，相比市面上集成电路驱动直流电机，本实用新型成本约占集成电路驱动本成的20%，且具有可软件自由设置的过流检测阈值，实时采集驱动电流，可对电机的转向实时改变，对电机转速控制可以达到满速百分比0‑100的精细改变，采用带死区的PMW输出也可以防止电机驱动桥臂直通损坏元件的隐患，电路设计简单，逻辑清晰，适合于大规模推广应用。

技术领域

本实用新型涉及电子水表技术领域,特别涉及一种适用水表阀控上低成本直流电机驱动装置。

背景技术

目前，水表阀门控制系统中多采用集成驱动电路的驱动方式，例如：TI公司型号为DRV8832的直流电机驱动芯片，国产型号为BL8310的直流电机驱动芯片等等，这些芯片集成度高，外围电路相对简单，稳定性也较高，但成本也相对较高，目前市场上产品价格竞争激烈，生产商对元器件成本也较为敏感，特别在水表行业，产品的售价低，利润低。在保证产品性能稳定的前提下，降低成本，便成了比较重要的工作之一。

因此，发明一种高稳定性，低成本的驱动装置解决上述问题是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的为解决背景技术中涉及的问题，提出了一种适用水表阀控上低成本直流电机驱动装置。

本实用新型以分立元件搭建直流电机驱动电路，使用主控单片机中的一路模拟/数字转换单元、两路PWM输出及一路通用GPIO，实现直流电机的驱动方法，包括转向控制、转速控制、过流保护等功能。

本实用新型，是一种低成本的，适用在水表阀控上的直流电机驱动装置，包括H桥部分、PWM输出部分、模拟/数字转换部分、控制部分、软件代码部分。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

图2为本实用新型的驱动波形图。

图3为本实用新型的功能框图。

图中符号说明：3-1.正转控制元件，3-2.反转控制元件，3-3.主控MUC，3-4.正转上臂，3-5.反转上臂，3-6.正转下臂，3-7.反转下臂，3-8.过流采样元件。

具体实施方式

本实用新型主要通过分立元件及共用主控MCU的小部分资源，实现低成本、高稳定性的驱动功能。

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1中，描述了一种适用水表阀控上低成本直流电机驱动装置的基本原理，其原理分为H桥转换部分、过流检测部分、转向/转速控制部分。

所述的标识(5)为驱动电源，此电源选择与电机供电电压等同。

所述的H格转换部分，图中Q21、Q22、Q23、Q24组成H全桥电路，Q24与 Q21同时导通且Q23与Q22同时截止时，电机正转运行，Q23与Q22同时导通且 Q24与Q21同时截止时，电机反转运行。图中R120与R121在特定的情况下，调节电机限流，需根据电机的数据手册选值。图中R114、R115、R118、R119用来调节H桥的三极管元件驱动电流及防止H格直通损坏元件。R78、R79、R97、 R98为转向/转速三极管提供偏置电压，抑制温飘。R122为电机电流采样电阻，由主控MCU的ADC采样，滤波处理后，毫秒内解析出当前电机电流，通过软件可设定过流值，设置灵活，无需复要的硬件电路调试匹配。

所述的转向/转速控制部分，图中标识(1)、(2)处，其位置与主控MCU的两路PWM信号引脚分别相连，双路输出带死区控制的PWM信号，通过Q13及Q15 两个三极管对H桥进行脉宽调制输出。

图2中，具体描述了本实用新型的驱动波形。

所述的波形为一个转向周期的示意图，以正转周期举例，反转周期同理。 2-1为驱动波形的输入端A，即主控MCU输出的波形A端，当前周期其输出为高电平，同时2-2为驱动波形的输入端B，当前输出为低电平。此时，电机正转。时间轴后移，2-1与2-2周时输出低，电机待机，如此，在20KHz的驱动频率下，对应的2-3与2-4之间产生微妙级滞后PWM调制输出的电压作用在电机两端，实现电机正转驱动。PWM由0-100改变时，电机由停止变为最高转速。