欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路的制作方法

文檔序號:1616001閱讀:386來源:國知局
專利名稱:跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)驅(qū)控電路,特別是指在電動跑步機(jī)中,可間接控制跑步機(jī)履帶(treadmill belt)運(yùn)轉(zhuǎn)的馬達(dá)驅(qū)控電路。
背景技術(shù)
電動跑步機(jī)的履帶可受一馬達(dá)的驅(qū)動而循環(huán)繞轉(zhuǎn),而且跑步機(jī)設(shè)有一可驅(qū)控馬達(dá)的電路,使得履帶可按照使用者的控制而啟動、停止,并在使用過程中以預(yù)定速度繞轉(zhuǎn)。在習(xí)知技藝中,馬達(dá)的轉(zhuǎn)速控制通常采用脈寬調(diào)變(Pulse WidthModulation;PWM)技術(shù),以控制方法最簡單的直流有刷馬達(dá)為例,可利用一具有預(yù)定工作周期(duty cycle)的連續(xù)方波訊號(一般即稱PWM訊號),控制設(shè)在電源回路上的一開關(guān)元件(通常是功率晶體),使其快速地在「on」與「off」之間切換,使得施加在馬達(dá)正、負(fù)極之間的直流偏壓反復(fù)且快速地接通、切斷。如此,通過調(diào)控PWM訊號的工作周期即可改變施加在馬達(dá)上的平均電流,控制馬達(dá)以對應(yīng)的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
在習(xí)知的跑步機(jī)馬達(dá)驅(qū)控電路中,前述用于控制電源接通、斷路的PWM訊號通常是利用振蕩器產(chǎn)生,并搭配若干參數(shù)對應(yīng)的電子元件,以獲得具有所需頻率、工作周期、電壓、電流的方波訊號。此種傳統(tǒng)電路的缺點(diǎn)在于,研制過程中,為了能良好驅(qū)控配合使用的馬達(dá),設(shè)計(jì)者必須詳細(xì)計(jì)算并反復(fù)測試所選用的元件參數(shù),才能產(chǎn)生與馬達(dá)匹配良好的PWM訊號,使電路正確且有效率地驅(qū)控馬達(dá)。而且,業(yè)者在設(shè)計(jì)跑步機(jī)時(shí),通常會根據(jù)履帶系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性及作功需求,或是產(chǎn)品型式、市場定位等因素,選用規(guī)格不同(特別是功率不同)的馬達(dá),因此,為了對應(yīng)不同規(guī)格的馬達(dá),即需使用元件參數(shù)不同的驅(qū)控電路,使得電路的生產(chǎn)成本較高。
再者,一般的馬達(dá)驅(qū)控電路中大多會設(shè)計(jì)保護(hù)機(jī)制(例如美國第5944635、4851743號等專利案所揭示),防止過流、過載(overload)等意外狀況損壞電路或馬達(dá)。習(xí)用驅(qū)控電路中的保護(hù)機(jī)制大多是采用運(yùn)算放大器(op-amp)、電晶體等電路,達(dá)到測知異常及關(guān)斷驅(qū)動訊號或電源的目的。同樣地,針對不同的馬達(dá),驅(qū)控電路必須使用參數(shù)適當(dāng)?shù)碾娮釉?,才能?zhǔn)確并即時(shí)地測知異常并采取保護(hù)動作。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題,本發(fā)明的主要目的在于提供一種跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,它可以解決習(xí)用電路必須針對馬達(dá)規(guī)格而使用不同參數(shù)的電子元件,導(dǎo)致調(diào)校費(fèi)時(shí)以及不同馬達(dá)必須使用不同驅(qū)控電路等缺點(diǎn)。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,跑步機(jī)具有一可驅(qū)動履帶繞轉(zhuǎn)的馬達(dá),以及一可供使用者輸入所需的履帶繞轉(zhuǎn)速度的介面單元,介面單元可輸出一對應(yīng)前述所需速度的指令訊號,驅(qū)控電路驅(qū)控馬達(dá),它還包含有一回授單元,在馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出一對應(yīng)馬達(dá)實(shí)際轉(zhuǎn)速的回授訊號;一功率選擇單元,具有至少一設(shè)定開關(guān),功率選擇單元可輸出一對應(yīng)開關(guān)狀態(tài)的設(shè)定訊號;一中央處理單元,接收分別來自介面單元的指令訊號、來自回授單元的回授訊號以及來自功率選擇單元的設(shè)定訊號,進(jìn)而利用一預(yù)設(shè)的演算法,并以指令訊號及回授訊號分別作為輸入源及回授源,進(jìn)行比例-積分-微分控制,同時(shí)根據(jù)設(shè)定訊號所代表的馬達(dá)功率,按照預(yù)設(shè)法則調(diào)整前述演算法中的參數(shù),輸出一具有預(yù)定工作周期的連續(xù)方波訊號;一電源供應(yīng)單元,輸出一適合馬達(dá)的電源,并通過一電源回路施加在馬達(dá)上;一開關(guān)單元,具有一設(shè)在電源回路上的開關(guān)元件,開關(guān)元件具有一接受來自中央處理單元的PWM訊號的控制端,當(dāng)控制端承受預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的高電壓時(shí),電源回路的對應(yīng)部位呈導(dǎo)通狀態(tài),反之,當(dāng)控制端承受相對的低電壓時(shí),對應(yīng)部位呈斷路狀態(tài)。
本發(fā)明的有益效果是,采用上述電路設(shè)計(jì),當(dāng)生產(chǎn)者在研制或改版電路時(shí),可利用軟件方式簡便地調(diào)校中央處理單元的PID控制參數(shù),或是異常動作探測的判斷標(biāo)準(zhǔn),能有效地將電路調(diào)校成與馬達(dá)理想匹配的狀態(tài)。而且,針對不同的馬達(dá)功率,只需將設(shè)定開關(guān)切換為適當(dāng)狀態(tài)即可搭配使用,使得同一驅(qū)控電路可適用多種不同規(guī)格的馬達(dá),產(chǎn)業(yè)利用性極高。


圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的基本方塊圖;圖2是本發(fā)明一較佳實(shí)施例中的功率選擇單元的局部電路示意圖;圖3是本發(fā)明一較佳實(shí)施例中的電源供應(yīng)單元的局部電路示意圖;圖4是本發(fā)明一較佳實(shí)施例中的過電流保護(hù)單元的局部電路示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的馬達(dá)驅(qū)控電路應(yīng)用在一電動跑步機(jī)中,跑步機(jī)具有一可供使用者在上面行走或跑步的環(huán)狀履帶,并且設(shè)有一可驅(qū)動履帶循環(huán)繞轉(zhuǎn)的馬達(dá),本發(fā)明提供的馬達(dá)驅(qū)控電路即是用來驅(qū)控馬達(dá)。在本實(shí)施例中,馬達(dá)是一直流有刷馬達(dá),通過控制施加在馬達(dá)上的偏壓反復(fù)且快速地接通、切斷,便可驅(qū)控馬達(dá)以預(yù)定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。跑步機(jī)另外設(shè)有一可供使用者輸入各種控制指令的介面單元(實(shí)際上通常設(shè)計(jì)成具有若干按鈕及顯示器的控制面板),控制指令包含對履帶繞轉(zhuǎn)速度的指示(間接代表對馬達(dá)轉(zhuǎn)速的指示),介面單元可依據(jù)前述指示而輸出一對應(yīng)的指令訊號,在習(xí)知技藝中,該指令訊號通常是一PWM訊號,且其工作周期與前述指示所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速成正比,本發(fā)明的實(shí)施例也是按照此種形式的指令訊號設(shè)計(jì)的。以上所述為習(xí)知技藝,并非本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。
如圖所示,為本發(fā)明一較佳實(shí)施例所提供的馬達(dá)驅(qū)控電路的基本方塊圖,驅(qū)控電路主要包含一中央處理單元10、一回授單元12、一功率選擇單元14、一電源供應(yīng)單元16及一開關(guān)單元18,此外,還有受驅(qū)控電路驅(qū)動的馬達(dá)90,以及供使用者指示所需轉(zhuǎn)速的介面單元95。
中央處理單元10為本發(fā)明的控制中樞,在實(shí)施中可采用單一積體電路(IC)的微處理器,本實(shí)施例采用美國Microchip公司所生產(chǎn)的單片微型計(jì)算機(jī)(single chipmicrocomputer;SCM)——PIC16F73。依據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì),SCM中儲存有預(yù)先寫入的程序,而且晶片腳位當(dāng)中設(shè)定有若干訊號輸入端及若干訊號輸出端,內(nèi)存程序會根據(jù)輸入各輸入端的訊號,將經(jīng)過特定演算或判斷處理的訊號由各輸出端輸出,詳細(xì)說明請見后文。
介面單元95輸出的指令訊號傳輸至中央處理單元10,在本實(shí)施例中,為了配合中央處理單元10的訊號處理方式,呈PWM形式的指令訊號會先經(jīng)過整形、濾波等處理(電路省略),轉(zhuǎn)換成電流值與PWM工作周期成正比(即與使用者指示轉(zhuǎn)速成正比)的直流訊號,再進(jìn)入中央處理單元接受判斷處理。對本發(fā)明而言,用于轉(zhuǎn)換訊號的電路也可能被整合在介面單元95或中央處理單元10中,或者,根據(jù)中央處理單元10的訊號處理方式,也有可能無需進(jìn)行訊號轉(zhuǎn)換。
回授單元12可在馬達(dá)90運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出一對應(yīng)馬達(dá)90實(shí)際轉(zhuǎn)速的回授訊號,在實(shí)施中可采用習(xí)知的光電編碼器(photo encoder),即配合一可受馬達(dá)90驅(qū)轉(zhuǎn)的光柵盤,以及設(shè)置在光柵盤兩側(cè)的光發(fā)射器及光接收器,利用光電觸發(fā)電路產(chǎn)生頻率對應(yīng)馬達(dá)90轉(zhuǎn)速的連續(xù)方波訊號?;厥趩卧?2所產(chǎn)生的回授訊號(即前述方波訊號)也傳輸至中央處理單元10。
功率選擇單元14具有可供手動切換的實(shí)體開關(guān),并能根據(jù)開關(guān)的狀態(tài)輸出一對應(yīng)的設(shè)定訊號至中央處理單元10,使中央處理單元10能以此識別開關(guān)的設(shè)定狀態(tài)。其目的在于使生產(chǎn)者可依據(jù)本驅(qū)控電路所要驅(qū)控的馬達(dá)90的工作功率,適當(dāng)?shù)卦O(shè)定開關(guān)的狀態(tài),使中央處理單元10能夠識別馬達(dá)90的功率并作對應(yīng)處理,詳細(xì)說明請見后文。
如圖2所示,為本發(fā)明實(shí)施例所使用的功率選擇單元14的局部電路示意圖,其包含有一運(yùn)算放大器20,放大器20的正相輸入端接地,一輸入電壓Vin經(jīng)過一輸入電阻22施加到放大器20的反相輸入端,同時(shí),放大器20的反相輸入端與輸出端之間連接有相互并聯(lián)的一基礎(chǔ)回授電阻24以及四條阻抗線路26,各阻抗線路26上具有串聯(lián)的一合并回授電阻28及一設(shè)定開關(guān)30,各設(shè)定開關(guān)30在實(shí)施中為一可供手動切換的兩段式指撥開關(guān),當(dāng)其處于“off”狀態(tài)時(shí),阻抗線路26即呈斷路,反之,當(dāng)其處于“on”狀態(tài)時(shí),阻抗線路26導(dǎo)通,使得同線路上的合并回授電阻28跨接在放大器20的反相輸入端與輸出端之間,進(jìn)一步而言,當(dāng)有復(fù)數(shù)的開關(guān)為“on”時(shí),對應(yīng)的合并回授電阻28與基礎(chǔ)回授電阻24即以相互并聯(lián)的形式連接在反相輸入端與輸出端之間,當(dāng)所有開關(guān)均為“off”時(shí),仍有基礎(chǔ)回授電阻24連接在反相輸入端與輸出端之間。由運(yùn)算放大器的知識可知,前述電路布局屬于“反相放大器(inverting amplifier)”,其可將輸入電壓Vin反相放大,且其電壓增益為總回授電阻與輸入電阻22的比值。由于不同的設(shè)定開關(guān)30狀態(tài)組合便有不同的總回授電阻(注實(shí)際上要得到此結(jié)果,可使各合并回授電阻28的電阻值互不相同,或僅認(rèn)可某些可使總回授電阻不同的開關(guān)狀態(tài)組合),使得放大器20的輸出電壓Vout與各設(shè)定開關(guān)30的狀態(tài)組合具有對應(yīng)關(guān)系。對本發(fā)明而言,輸出電壓Vout可直接作為功率選擇單元14輸出的設(shè)定訊號,或是作為設(shè)定訊號的前級訊號(即可根據(jù)需要先經(jīng)過放大等處理再送至中央處理單元10)。
由此,生產(chǎn)者可根據(jù)所要驅(qū)控的馬達(dá)90的工作功率,適當(dāng)?shù)厍袚Q各設(shè)定開關(guān)30的狀態(tài)(在本實(shí)施例中,設(shè)計(jì)成當(dāng)馬達(dá)90的工作功率愈大時(shí),放大器20的輸出電壓Vout即愈大),使得中央處理單元10能夠根據(jù)來自功率選擇單元14的設(shè)定訊號來識別馬達(dá)90的功率。
綜上所述,中央處理單元10可接收分別來自介面單元95的指令訊號、來自回授單元12的回授訊號以及來自功率選擇單元14的設(shè)定訊號,中央處理單元10可根據(jù)內(nèi)存程序預(yù)設(shè)的算法,以指令訊號及回授訊號分別作為輸入源及回授源,進(jìn)行比例-積分-微分控制(PID control),同時(shí)根據(jù)設(shè)定訊號所代表的馬達(dá)功率,按照預(yù)設(shè)法則調(diào)整PID算法中的比例、積分、微分等補(bǔ)償參數(shù),輸出一具有預(yù)定工作周期并能與馬達(dá)90良好匹配的PWM訊號。
電源供應(yīng)單元16可將外接的市電經(jīng)整流、濾波之后,產(chǎn)生合適的直流偏壓供給馬達(dá)90,在本實(shí)施例中,電源供應(yīng)單元16輸出偏壓的正極連接馬達(dá)90的正極,輸出偏壓的負(fù)極連接在與馬達(dá)90共通的一接地點(diǎn)。
如圖3所示,電源供應(yīng)單元16在以橋式整流器32對交流電進(jìn)行整流之前,設(shè)有相互串聯(lián)的二繼電器34,各繼電器34的電感兩端分別連接在一直流電源(在本實(shí)施例中為+15V)與一晶體管36的集電極(collector)上,晶體管36的發(fā)射極(emitter)接地,基極(base)承接來自中央處理單元10的一控制電流。只有當(dāng)中央處理器10同時(shí)給二晶體管36提供足夠的控制電流時(shí),二繼電器34才會雙雙導(dǎo)通,即電源供應(yīng)單元16才能正常供電。同時(shí),各繼電器34的開關(guān)兩端跨接一電容38,防止繼電器34在導(dǎo)通瞬間的沖擊電流過大。此外,其中一繼電器34的開關(guān)兩端又跨接一負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻40,可防止電容38在繼電器34導(dǎo)通的一瞬間形同短路而造成橋式整流器32的損壞。
在本實(shí)施例中,電源供應(yīng)單元16除了提供馬達(dá)90所需的電源外,還能提供電路中所有主動元件(例如SCM、運(yùn)算放大器、晶體管)所需的直流偏壓(電路省略)。
如圖1所示,開關(guān)單元18包含有一開關(guān)元件42,在本實(shí)施例中采用金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET),其柵極(gate)承接中央處理單元10輸出的PWM訊號,源極(source)連接馬達(dá)的負(fù)極,漏極(drain)連接接地點(diǎn)。由MOSFET的特性可知,柵極形同一控制端,當(dāng)其承受預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的高電壓時(shí),電流可由源極流向漏極,使得電源供應(yīng)單元16的輸出偏壓可通過馬達(dá)90而構(gòu)成一完整的電源回路,反之,當(dāng)柵極承受相對的低電壓時(shí),源極與漏極之間呈現(xiàn)斷路,使得馬達(dá)90無法獲得電源。由此,在頻率極高(一般在數(shù)KHz)的PWM訊號控制下,開關(guān)元件42會反復(fù)且快速地導(dǎo)通、斷路,使得前述電源回路對應(yīng)地高速斷續(xù),因此,中央處理單元10可通過調(diào)控PWM訊號的工作周期來控制供給馬達(dá)90的平均電流,達(dá)到控制馬達(dá)90轉(zhuǎn)速的目的。
在實(shí)際電路中,由于中央處理單元10(控制電路)與馬達(dá)90、開關(guān)單元18(功率電路)具有不同的電壓,因此在中央處理單元10與開關(guān)單元18之間設(shè)有一隔離驅(qū)動單元44,其利用光耦電路達(dá)到隔離驅(qū)動的目的,并可避免馬達(dá)90、開關(guān)單元18的瞬間高壓、突波高壓造成中央處理單元10方面的訊號錯誤或元件損害。
除了驅(qū)動、控制馬達(dá)旋轉(zhuǎn)以外,本發(fā)明實(shí)施例的驅(qū)控電路另外設(shè)有若干保護(hù)機(jī)制,可避免電路在非預(yù)期的錯誤狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)作,造成電路、馬達(dá)損壞或跑步機(jī)誤動作。
例如,在隔離驅(qū)動單元44與開關(guān)單元18之間設(shè)有一過電流保護(hù)單元46,其可監(jiān)測前述電源回路上的電流,當(dāng)電流超過安全額定值時(shí),可封鎖PWM訊號使其無法傳輸至開關(guān)單元18,即中止驅(qū)動馬達(dá)90。如圖4所示,為本發(fā)明實(shí)施例所采用的過電流保護(hù)單元46的局部電路示意圖,其主要包含有兩個作為比較器(comparator)使用的運(yùn)算放大器,其中,第一比較器48的反相輸入端承接一額定電壓Vnomal,正相輸入端則由前述電源回路上擷取一取樣電壓Vsamp(在本實(shí)施例中,取樣電壓Vsamp從MOSFET晶體管的漏極與接地點(diǎn)之間的一取樣電阻50上取得);第二比較器52的反相輸入端連接第一比較器48的輸出端,正相輸入端則承接一輸入電壓Vin;一電容54連接在第二比較器52的輸出端與接地點(diǎn)之間;一單向二極管56,其陽極連接在PWM訊號由隔離驅(qū)動單元44往開關(guān)單元18的流路58上,陰極連接在第二比較器52的輸出端。
通過上述電路,當(dāng)流經(jīng)馬達(dá)90的電流在額定范圍內(nèi)時(shí)(表現(xiàn)為取樣電壓Vsamp小于額定電壓Vnomal),第一比較器48輸出低電壓(低于輸入電壓Vin),第二比較器52輸出高電壓,使二極管56處于逆向偏壓的斷路狀態(tài),因此PWM訊號可經(jīng)由流路58從隔離驅(qū)動單元44驅(qū)動開關(guān)單元18。反之,當(dāng)馬達(dá)90的電流超過額定值時(shí),第一比較器48輸出高電壓,第二比較器52輸出低電壓,使二極管56處于正向偏壓的導(dǎo)通狀態(tài),因此PWM訊號會通過二極管56流向電容54放電,不會驅(qū)動開關(guān)單元18。當(dāng)馬達(dá)90的電流恢復(fù)正常后,二極管56再度呈斷路狀態(tài),PWM訊號可繼續(xù)經(jīng)由流路58驅(qū)動開關(guān)單元18。
此外,前述電源回路與中央處理單元10之間還設(shè)有一爆沖檢測單元60,其可在開關(guān)元件42(MOSFET)因電路失控等原因而產(chǎn)生爆沖(burst)現(xiàn)象,造成源極與漏極不正常短路時(shí),產(chǎn)生一通知訊號(同樣通過一隔離驅(qū)動單元62)輸入中央處理單元10。中央處理單元10一收到來自爆沖檢測單元60的訊號,便會立即中止向電源供應(yīng)單元16的晶體管36的基極輸出控制電流(或?qū)⒖刂齐娏鹘档偷綗o法驅(qū)動晶體管36),使電源供應(yīng)單元16的繼電器34斷路,不能向馬達(dá)90提供電源,即讓馬達(dá)90停止運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到保護(hù)電路及維護(hù)安全的目的。
再者,當(dāng)馬達(dá)90運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),回授單元12會產(chǎn)生一頻率對應(yīng)馬達(dá)90實(shí)際轉(zhuǎn)速的方波訊號(回授訊號)輸入中央處理單元10,作為PID控制中的比較訊號。在中央處理單元10接收回授訊號的同時(shí),會以軟體方式監(jiān)測馬達(dá)90的轉(zhuǎn)速,在使用者未指示減緩轉(zhuǎn)速的狀況下,當(dāng)回授訊號的頻率異常降低(代表馬達(dá)過載)且時(shí)間超過3秒時(shí),中央處理單元10同樣會中止輸出(或降低)給晶體管36基極的控制電流,使馬達(dá)90停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
以上即為對本發(fā)明一較佳實(shí)施例工作原理的說明,由上述說明可知,本發(fā)明所提供的馬達(dá)驅(qū)控電路具有以下特色及優(yōu)點(diǎn)一、本發(fā)明利用微處理器(中央處理單元)作為驅(qū)控電路的控制中樞,可提高電路運(yùn)作的精密度與穩(wěn)定性,并可通過軟件的設(shè)定而簡便地調(diào)校參數(shù),比較容易制出具有理想效率的驅(qū)控電路。
二、生產(chǎn)者在制造跑步機(jī)時(shí),可根據(jù)跑步機(jī)所要使用的履帶馬達(dá)的功率,將本發(fā)明驅(qū)控電路中的設(shè)定開關(guān)切換為適當(dāng)狀態(tài),即可精確且有效率地驅(qū)控馬達(dá),即,相同的驅(qū)控電路可適用多種不同功率的馬達(dá),相比于過去必須針對馬達(dá)功率而使用特定參數(shù)元件的驅(qū)控電路,本發(fā)明顯然較具經(jīng)濟(jì)效益。
三、爆沖保護(hù)與過載保護(hù)等安全機(jī)制,均通過由中央處理單元切斷電源供給而實(shí)現(xiàn),與習(xí)用方式不同,而且穩(wěn)定性較高,在根據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行電路改版時(shí)也比較容易調(diào)校參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,所述跑步機(jī)具有一可驅(qū)動履帶繞轉(zhuǎn)的馬達(dá),以及一可供使用者輸入所需的履帶繞轉(zhuǎn)速度的介面單元,所述介面單元可輸出一對應(yīng)前述所需速度的指令訊號,所述驅(qū)控電路驅(qū)控所述馬達(dá),其特征在于包含有一回授單元,在所述馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出一對應(yīng)馬達(dá)實(shí)際轉(zhuǎn)速的回授訊號;一功率選擇單元,具有至少一設(shè)定開關(guān),所述功率選擇單元可輸出一對應(yīng)所述開關(guān)狀態(tài)的設(shè)定訊號;一中央處理單元,接收分別來自所述介面單元的指令訊號、來自所述回授單元的回授訊號以及來自所述功率選擇單元的設(shè)定訊號,進(jìn)而利用一預(yù)設(shè)的演算法,并以所述指令訊號及所述回授訊號分別作為輸入源及回授源,進(jìn)行比例-積分-微分控制,同時(shí)根據(jù)所述設(shè)定訊號所代表的馬達(dá)功率,按照預(yù)設(shè)法則調(diào)整前述演算法中的參數(shù),輸出一具有預(yù)定工作周期的連續(xù)方波訊號;一電源供應(yīng)單元,輸出一適合所述馬達(dá)的電源,并通過一電源回路施加在所述馬達(dá)上;一開關(guān)單元,具有一設(shè)在所述電源回路上的開關(guān)元件,所述開關(guān)元件具有一接受來自所述中央處理單元的PWM訊號的控制端,當(dāng)所述控制端承受預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的高電壓時(shí),所述電源回路的對應(yīng)部位呈導(dǎo)通狀態(tài),反之,當(dāng)所述控制端承受相對的低電壓時(shí),所述對應(yīng)部位呈斷路狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于所述功率選擇單元具有一反相放大器,所述放大器的反相輸入端及輸出端之間連接有相互并聯(lián)的一基礎(chǔ)回授電阻以及至少一阻抗線路,各所述阻抗線路上具有串聯(lián)的一合并回授電阻及一所述設(shè)定開關(guān),各所述設(shè)定開關(guān)可被切換為“on”或“off”狀態(tài),當(dāng)其處于“off”狀態(tài)時(shí),所述阻抗線路斷路,反之,當(dāng)其處于“on”狀態(tài)時(shí),所述阻抗線路導(dǎo)通,使得同線路上的所述合并回授電阻跨接在所述反相輸入端與輸出端之間;使所述放大器可按照所述設(shè)定開關(guān)的狀態(tài)輸出電壓大小不同的訊號,作為所述設(shè)定訊號或作為所述設(shè)定訊號的前級訊號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于所述馬達(dá)為一直流有刷馬達(dá),所述電源供應(yīng)單元輸出的電源為一直流偏壓,且施加在所述馬達(dá)的正極和一接地點(diǎn)之間;所述開關(guān)單元的開關(guān)元件連接所述馬達(dá)的負(fù)極和所述接地點(diǎn),控制其間電路導(dǎo)通與否。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于所述開關(guān)元件為一金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管,其柵極為所述控制端,其源極連接所述馬達(dá)的負(fù)極,其漏極連接所述接地點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于所述介面單元輸入至所述中央處理單元的指令訊號是一電流值,其為與使用者指示的速度成正比的直流訊號;所述回授單元輸入至所述中央處理單元的回授訊號,是一頻率與所述馬達(dá)轉(zhuǎn)速成正比的連續(xù)方波訊號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于所述中央處理單元與所述開關(guān)單元之間設(shè)有一隔離驅(qū)動電路,使所述中央處理單元輸出的PWM訊號以隔離驅(qū)動的方式控制所述開關(guān)元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于所述中央處理單元與所述開關(guān)單元之間設(shè)有一過電流保護(hù)單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于所述過電流保護(hù)單元包含有一第一比較器、一第二比較器、一電容及一單向二極管;所述第一比較器的反相輸入端承接一額定電壓,正相輸入端由所述電源回路上擷取一取樣電壓;所述第二比較器的反相輸入端連接所述第一比較器的輸出端,正相輸入端承接一輸入電壓;所述電容連接所述第二比較器的輸出端與一接地點(diǎn);所述單向二極管的陽極連接在所述PWM訊號由所述中央處理單元往所述開關(guān)單元的流路上,陰極連接在所述第二比較器的輸出端;當(dāng)所述電源回路上的電流大于預(yù)設(shè)值時(shí),所述取樣電壓大于所述額定電壓,所述第一比較器輸出一大于所述輸入電壓的高電壓,使所述第二比較器輸出一低電壓,所述二極管處于正向偏壓的導(dǎo)通狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于所述電源回路與所述中央處理單元之間設(shè)有一爆沖檢測單元,其可在所述開關(guān)元件產(chǎn)生爆沖現(xiàn)象造成所述電源回路不正常短路時(shí),產(chǎn)生一通知訊號傳輸至所述中央處理單元,所述中央處理單元接收到來自所述爆沖檢測單元的訊號后,使所述電源供應(yīng)單元中止向所述馬達(dá)輸出電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于在使用者未指示轉(zhuǎn)速減緩的狀況下,所述中央處理單元若探測到所述回授訊號所代表的馬達(dá)轉(zhuǎn)速有異常降低且長達(dá)預(yù)定時(shí)間,會使所述電源供應(yīng)單元中止向所述馬達(dá)輸出電源。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,其特征在于所述電源供應(yīng)單元具有相互串聯(lián)的二繼電器,各所述繼電器的開關(guān)兩端跨接一電容,其中一繼電器的開關(guān)兩端又跨接一負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻;所述中央處理單元通過控制二所述繼電器的導(dǎo)通狀況,來控制所述電源供應(yīng)單元向所述馬達(dá)輸出電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種跑步機(jī)的馬達(dá)驅(qū)控電路,主要包括一回授單元,輸出一對應(yīng)馬達(dá)實(shí)際轉(zhuǎn)速的回授訊號;一功率選擇單元,具有至少一設(shè)定開關(guān),可輸出一對應(yīng)所述開關(guān)狀態(tài)的設(shè)定訊號;一中央處理單元,接收指令訊號、回授訊號以及設(shè)定訊號,再利用一預(yù)設(shè)的演算法,進(jìn)行比例-積分-微分控制,同時(shí)輸出一具有預(yù)定工作周期的連續(xù)方波訊號;一電源供應(yīng)單元,輸出一適合的電源,并通過一電源回路施加在馬達(dá)上;一開關(guān)單元,具有一設(shè)在電源回路上的開關(guān)元件,開關(guān)元件具有一控制端,當(dāng)控制端承受預(yù)定的高電壓時(shí),電源回路的對應(yīng)部位呈導(dǎo)通狀態(tài),反之,則呈斷路狀態(tài)。通過調(diào)整演算法中的參數(shù),與馬達(dá)功率相匹配,使同一驅(qū)控電路可適用多種規(guī)格不同的馬達(dá),較為經(jīng)濟(jì)。
文檔編號A63B22/00GK1768880SQ20041008873
公開日2006年5月10日 申請日期2004年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者孫大軍 申請人:喬山健康科技股份有限公司
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點(diǎn)贊!
1
阳山县| 阿鲁科尔沁旗| 三江| 兰溪市| 兴义市| 江山市| 黄山市| 周至县| 确山县| 若尔盖县| 古田县| 清远市| 大冶市| 五莲县| 成都市| 荔波县| 重庆市| 邯郸县| 汝州市| 保德县| 保康县| 金塔县| 营口市| 洪江市| 博兴县| 邛崃市| 嘉黎县| 德清县| 剑川县| 印江| 顺义区| 化德县| 新竹县| 民乐县| 常德市| 凤阳县| 龙口市| 蒙自县| 石门县| 宜昌市| 宜黄县|