一種直流電機的延時控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流電機的延時控制電路，包括有驅(qū)動電源模塊、電池充放電模塊、電機驅(qū)動模塊以及控制模塊MCU；所述驅(qū)動電源模塊可將AC轉(zhuǎn)換成降壓穩(wěn)壓成12V的直流電源；所述電池充放電模塊包括充電電路以及通過MCU控制的延時放電電路，可對電池進(jìn)行充電和放電，放電時向電機驅(qū)動模塊供電；所述電機驅(qū)動模塊用于控制三相電機的工作，所述三相電機由所述MCU的6個信號控制，這6個控制信號由MCU的內(nèi)部電路提供。由于該電路本身具有電池充放電功能，因此不需要外部電源就能實現(xiàn)電機延時工作，即使在關(guān)閉外部電源的狀況下也能實現(xiàn)電機的延時工作，有效為設(shè)備降溫，保護(hù)設(shè)備安全，該延時控制電路簡單，而且能耗低，有效降低了成本，便于用戶使用。
【專利說明】一種直流電機的延時控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制電路，具體說是一種直流電機的延時控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的延時控制電路基本上是由外部延時控制電路，通過時間繼電器來控制電機的延時工作，它的前提是一定要有外部供電電源和外部延時控制電路同時工作，這樣導(dǎo)致控制電路比較復(fù)雜，而且體積大、能耗高，相對成本增加且不便于用戶使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種能耗低、無需外部供電即可實現(xiàn)延時工作的直流電機的延時控制電路。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種直流電機的延時控制電路，其特點是包括有將AC變成DC的驅(qū)動電源模塊、電池充放電模塊、電機驅(qū)動模塊以及控制模塊MCU ;
所述驅(qū)動電源模塊包括有將220V交流電轉(zhuǎn)變成直流電的整流濾波電路和將轉(zhuǎn)變后的直流電降壓成12V直流電的降壓穩(wěn)壓電路；
所述電池充放電模塊包括有充電電路以及通過MCU控制的延時放電電路，所述MCU的工作電壓是由所述驅(qū)動電源模塊所輸出的12V電源再經(jīng)D28進(jìn)入三端集成穩(wěn)壓器及其前后端穩(wěn)壓濾波電容C20、C21后由VCC輸出的電壓，當(dāng)外部電路斷開時，則由電池向MCU提供工作電壓，當(dāng)電池電壓低于8.4 V時充電電路接通，電池進(jìn)入充電狀態(tài)，電池電壓達(dá)到8.4 V時充電電路斷開，當(dāng)MCU采樣端(POWER)得到外部電源關(guān)斷時，輸出控制信號P30，所述延時放電電路導(dǎo)通使電池并向電機驅(qū)動模塊供電；
所述電機驅(qū)動模塊用于控制三相電機的工作，所述三相電機的驅(qū)動電路由所述MCU的6個信號WL、VL、UL、WH、VH、UH控制，每個信號控制三相電機電壓和切換以及對應(yīng)三相電路的開關(guān)，這6個控制信號由MCU的內(nèi)部電路提供，分別經(jīng)過三極管Q3 — Q5、Q9 — Q17、Q21—Q26和MOS芯片U 5/ U 6/ U 7的處理后由各自的第7引腳輸出相對應(yīng)的三相驅(qū)動電源給所述三相電機。
[0005]其中，上述驅(qū)動電源模塊中設(shè)有開關(guān)電源自激振蕩電路，所述開關(guān)電源自激振蕩電路由 ZD1、D4、D7、Rl、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、RlU R12、C3、C5、C6 和 Ql、Q 2 組成，所述開關(guān)電源自激振蕩電路中通過三極管Ql、Q2的導(dǎo)通狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，從而控制上述變壓器Tl前級的1/3腳電壓。
[0006]上述驅(qū)動電源模塊中的降壓穩(wěn)壓電路包括由變壓器Tl的次級7 / 8腳和二極管D9、D10,電容C4、C8、C9、C10,電感L3及電阻R3、R13、R14、R15組成的降壓整流濾波電路，以及一個穩(wěn)壓芯片U2，所述穩(wěn)壓芯片通過調(diào)整電阻R20、R21、R22的阻值，保證VOUT輸出穩(wěn)定的工作電壓。
[0007]為了進(jìn)一步達(dá)到更穩(wěn)定的工作電壓，上述降壓穩(wěn)壓電路中還包括有由光電耦合反饋芯片Ul通過R17電阻和Dll 二極管組成的反饋信號，所述反饋信號用于調(diào)整變壓器Tl的4/5弓丨腳輸出電壓以使VOUT輸出穩(wěn)定的工作電壓。
[0008]上述驅(qū)動電源模塊的電路模擬地和數(shù)字地間使用Cll進(jìn)行連接，以減少高頻干擾。
[0009]根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述充電電路由開關(guān)管 Q 27、Q28、Q31、Q32，二極管 D29、D30、D31、D33 和 R 72、R74、R76—R 81、R85、R86 組成，電池電壓低于8.4 V時Q 27、Q28、Q31、Q32導(dǎo)通，電池進(jìn)入充電狀態(tài)，電池電壓達(dá)到8.4V時Q 32截止，充電完成
根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述延時放電電路由Q29、Q30和R 82、R 83、R 84、R 87、D 32組成，當(dāng)MCU采樣端POWER腳得到外部電源關(guān)斷時，通過P30腳輸出控制信號，使Q 29、Q 30導(dǎo)通，此時通過電池向電機驅(qū)動模塊供電，供電時間由MCU內(nèi)部定時器設(shè)定的時間控制，當(dāng)供電時間完成后整個系統(tǒng)完全關(guān)閉。
[0010]上述UL信號輸出高電平時，Q21和Q15兩個三極管截止，Q24三極管基極為高電平，Q24三極管導(dǎo)通，此時三相電壓的U相打開，相反UL輸出低電平時，Q24三極管截止，此時三相電壓的U相斷開；上述UH輸出低電平時，Q9，Q3三極管導(dǎo)通，QlO三極管截止，MOS管U5的U端和12V電壓導(dǎo)通，U端輸出高電平，相反UH輸出高電平時，U端輸出低電平，通過控制UL、UH可以控制三相電壓的U相輸出；上述V、W兩相的輸出原理與所述U相輸出原理相同。
[0011]上述電機驅(qū)動模塊中對三相電機轉(zhuǎn)速控制為:0ΑΙ是電流檢測端口，上述MCU通過檢測OAI處的電壓，再和R69電阻阻值比較從而計算出流過R69的電流，MCU通過檢測到的電流作為反饋，然后通過MCU實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速控制。
[0012]上述電機驅(qū)動模塊中對三相電機轉(zhuǎn)向控制為:通過采樣電路對上述U、W、V三相電壓進(jìn)行采樣，分別輸出采樣電壓ADU、ADW、ADV到MCU，當(dāng)輸出電壓U、W、V經(jīng)過電阻分壓和電容濾波后輸入到MCU的AD轉(zhuǎn)換口，MCU根據(jù)檢測到的電壓計算出U、W、V端電壓變化從而進(jìn)行轉(zhuǎn)向判斷和控制。
[0013]本發(fā)明由于采用由驅(qū)動電源模塊、電池充放電模塊以及電機驅(qū)動模塊組成的延時控制電路，電路本身具有電池充放電功能，因此不需要外部電源就能實現(xiàn)電機延時工作，即使在關(guān)閉外部電源的狀況下也能實現(xiàn)電機的延時工作，有效為設(shè)備降溫，保護(hù)設(shè)備安全，該延時控制電路簡單，而且能耗低，有效降低了成本，便于用戶使用。
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的電路方框圖。
[0016]圖2為本發(fā)明驅(qū)動電源模塊的電路原理圖。
[0017]圖3為本發(fā)明MCU工作電壓的電路原理圖。
[0018]圖4為本發(fā)明電池充放電模塊的電路原理圖。
[0019]圖5為本發(fā)明電機驅(qū)動模塊的電路原理圖。
[0020]圖6為本發(fā)明電機轉(zhuǎn)向控制電路的電路原理圖。
[0021]圖7為本發(fā)明控制模塊MCU的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0022]如圖1至圖7所示，本發(fā)明直流電機的延時控制電路，包括有將AC變成DC的驅(qū)動電源模塊、電池充放電模塊、電機驅(qū)動模塊以及控制模塊MCU，其中:
如圖2所示，該實施例的驅(qū)動電源模塊包括:由L / N輸入220V交流電經(jīng)過保險管F1，電容C 1、C2，電感L 2，二極管01、02、03、05整流濾波得到直流電壓。ZD1、D4、D7、R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、RlU R12、C3、C5、C6 和 QU Q 2 組成了開關(guān)電源自激振蕩電路，電路中通過三極管Ql、Q2的導(dǎo)通狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，從而控制變壓器Tl前級的1/3腳電壓。由變壓器Tl的次級7/ 8腳和二極管09、010，電容(:4、08、09、(:10，電感1^3及電阻R3、R13、R14、R15組成的降壓整流濾波電路得到12V的直流電源。并由R23和發(fā)光二極管組成電路工作正常指示電路。TL431是一個穩(wěn)壓芯片，通過調(diào)整電阻R20、R21、R22的阻值，保證VOUT輸出穩(wěn)定的工作電壓，為了更加可靠的保證輸出工作電壓的穩(wěn)定性，由光電耦合反饋芯片EL817通過R17電阻和Dll 二極管組成反饋信號調(diào)整變壓器Tl的4/5引腳輸出電壓，從而使VOUT輸出穩(wěn)定的工作電壓。此電路模擬地和數(shù)字地間使用Cll進(jìn)行連接，減少高頻干擾。
[0023]如圖3所示，該實施例的MCU工作電壓是通過將12V電源進(jìn)入三端穩(wěn)壓78L05芯片及其前后端穩(wěn)壓濾波電容C20、C21后由VCC輸出5V電壓做為MCU的工作電壓。如圖4所示，由開關(guān)管 Q 27、Q28、Q31、Q32，二極管 D29、D30、D31、D33 和 R 72、R74、R76 — R 81、R85、R86組成，電池電壓低于8.4 V時Q 27、Q28、Q31、Q32導(dǎo)通，電池進(jìn)入充電狀態(tài)，電池電壓達(dá)到8.4 V時Q 32截止，充電完成.放電電路由Q29、Q30和R 82、R 83、R 84、R 87、D32組成，當(dāng)MCU采樣端POWER腳得到外部電源關(guān)斷時，通過P30腳輸出控制信號，使Q 29、Q 30導(dǎo)通，此時通過電池向電機驅(qū)動模塊供電，供電時間由MCU內(nèi)部定時器設(shè)定的時間控制，當(dāng)供電時間完成后整個系統(tǒng)完全關(guān)閉。
[0024]如圖5所示，該實施例的電機驅(qū)動模塊中，三相電機由MCU的6個信號WL、VL、UL、WH、VH、UH控制，每對信號，即WL — WH為一對，VL — VH為一對，UL — UH為一對，這三對信號共同控制電機電壓和切換以及對應(yīng)三相電路的開關(guān)。這6個控制信號由MCU的內(nèi)部電路提供，分別經(jīng)過三極管Q3 — Q5、Q9 — Q17、Q21—Q26和MOS芯片U 5、U 6、U 7的處理。各相導(dǎo)通控制如下:當(dāng)UL輸出高電平時，Q21和Q15兩個三極管截止，Q24三極管基極為高電平，Q24三極管導(dǎo)通，此時三相電壓的U相打開；相反，UL輸出低電平時，Q24三極管截止，此時三相電壓的U相斷開。當(dāng)UH輸出低電平時，Q9，Q3三極管導(dǎo)通，QlO三極管截止，MOS管U5的U端和12V電壓導(dǎo)通，U端輸出高電平；相反，UH輸出高電平時，U端輸出低電平，通過控制UL，UH可以控制三相電壓的U相輸出。該實施例的V、W兩相的輸出原理與U相輸出原理相同。該實施例的三相電機轉(zhuǎn)速控制為:0ΑΙ是電流檢測端口，MCU通過檢測OAI處的電壓，再和R69電阻阻值比較從而計算出流過R69的電流，也就是說通過檢測OAI點的電壓來實現(xiàn)電流檢測，MCU通過檢測到的電流作為反饋，然后通過MCU實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速控制，最終輸出12 V三相控制信號分別是U、V、W驅(qū)動電機定子線圈工作。
[0025]如圖6所示，該實施例的三相電機的轉(zhuǎn)向控制為:通過采樣電路對上述U、W、V三相電壓進(jìn)行采樣，分別輸出采樣電壓ADU、ADW、ADV，其中以采樣電路ADU為例，當(dāng)輸出電壓U經(jīng)過R26，R31分壓和C15電容濾波后輸入到MCU的AD轉(zhuǎn)換口，MCU根據(jù)檢測到的電壓計算出U端電壓變化從而進(jìn)行轉(zhuǎn)向判斷和控制。該實施例的采樣電路ADW和ADV的工作原理同 ADU。
[0026]如圖7所示，該控制模塊MCU的各個引腳分別與上述各模塊中的電路有相應(yīng)的連接，連接后形成了完整的延時控制電路，該電路不需要外部電源就能實現(xiàn)電機延時工作，即使在關(guān)閉外部電源的狀況下也能實現(xiàn)電機的延時工作，而且能耗低，有效降低了成本，便于用戶使用。
[0027]盡管本發(fā)明是參照具體實施例來描述，但這種描述并不意味著對本發(fā)明構(gòu)成限制。參照本發(fā)明的描述，所公開的實施例的其他變化，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是可以預(yù)料的，這種的變化應(yīng)屬于所屬權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流電機的延時控制電路，其特征在于包括有將AC變成DC的驅(qū)動電源模塊、電池充放電模塊、電機驅(qū)動模塊以及控制模塊MCU ； 所述驅(qū)動電源模塊包括有將220V交流電轉(zhuǎn)變成直流電的整流濾波電路和將轉(zhuǎn)變后的直流電降壓成12V直流電的降壓穩(wěn)壓電路； 所述電池充放電模塊包括有充電電路以及通過MCU控制的延時放電電路，所述MCU的工作電壓是由所述驅(qū)動電源模塊所輸出的12V電源經(jīng)二極管整流后再經(jīng)三端集成穩(wěn)壓器及其前后端穩(wěn)壓濾波電容后由VCC輸出的電壓，當(dāng)外部電路斷開時，則由電池向MCU提供工作電壓，當(dāng)電池電壓低于8.4 V時充電電路接通，電池進(jìn)入充電狀態(tài)，電池電壓達(dá)到8.4 V時充電電路斷開，當(dāng)MCU采樣端得到外部電源關(guān)斷時，所述延時放電電路導(dǎo)通使電池向電機驅(qū)動模塊供電； 所述電機驅(qū)動模塊用于控制三相電機的工作，所述三相電機的驅(qū)動電源由所述MCU的6個信號WL、VL、UL、WH、VH、UH控制，每個信號控制三相電機電壓和切換以及對應(yīng)三相電路的開關(guān)，這6個控制信號由MCU的內(nèi)部電路提供，分別經(jīng)過三極管和MOS芯片的處理，輸出相對應(yīng)的三相驅(qū)動電源給所述三相電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述驅(qū)動電源模塊中設(shè)有開關(guān)電源自激振蕩電路，所述開關(guān)電源自激振蕩電路由ZDl、D4、D7、Rl、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、Rll、R12、C3、C5、C6和Ql、Q 2組成，所述開關(guān)電源自激振蕩電路中通過三極管Ql、Q2的導(dǎo)通狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，從而控制上述變壓器Tl前級的1/3腳電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述驅(qū)動電源模塊中的降壓穩(wěn)壓電路包括由變壓器Tl的次級7/8腳和二極管D9、D10，電容C4、C8、C9、C10，電感L3及電阻R3、R13、R14、R15組成的降壓整流濾波電路，以及一個穩(wěn)壓芯片，所述穩(wěn)壓芯片U2通過調(diào)整電阻R20、R21、R22的阻值，保證VOUT輸出穩(wěn)定的工作電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述降壓穩(wěn)壓電路中還包括有由光電耦合反饋芯片Ul通過R17電阻和Dll 二極管組成的反饋信號，所述反饋信號用于調(diào)整變壓器Tl的4/5引腳輸出電壓以使VOUT輸出穩(wěn)定的工作電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述驅(qū)動電源模塊的電路模擬地和數(shù)字地間使用Cll進(jìn)行連接，以減少高頻干擾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述充電電路由開關(guān)管 Q 27、Q28、Q31、Q32，二極管 D29、D30、D31、D33 和 R 72、R74、R76—R 81、R85、R86 組成，電池電壓低于8.4 V時Q 27、Q28、Q31、Q32導(dǎo)通，電池進(jìn)入充電狀態(tài)，電池電壓達(dá)到8.4 V時Q 32截止，充電完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述延時放電電路由Q 29、Q 30、R 82、R 83、R 84、R87和D32組成，當(dāng)MCU采樣端POWER腳得到外部電源關(guān)斷時，通過P30腳輸出控制信號，使Q 29/ Q 30導(dǎo)通，此時通過電池向電機驅(qū)動模塊供電，供電時間由MCU內(nèi)部定時器設(shè)定的時間控制，當(dāng)供電時間完成后整個系統(tǒng)完全關(guān)閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述UL信號輸出高電平時，Q21和Q15兩個三極管截止，Q24三極管基極為高電平，Q24三極管導(dǎo)通，此時三相電壓的U相打開，相反UL輸出低電平時，Q24三極管截止，此時三相電壓的U相斷開；上述UH輸出低電平時，Q9，Q3三極管導(dǎo)通，QlO三極管截止，MOS管U5的U端和12V電壓導(dǎo)通，U端輸出高電平，相反UH輸出高電平時，U端輸出低電平，通過控制UL、UH可以控制三相電壓的U相輸出；上述V、W兩相的輸出原理與所述U相輸出原理相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述電機驅(qū)動模塊中對三相電機轉(zhuǎn)速控制為:OAI是電流檢測端口，上述MCU通過檢測OAI處的電壓，再和R69電阻阻值比較從而計算出流過R69的電流，MCU通過檢測到的電流作為反饋，然后通過MCU實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機的延時控制電路，其特征在于上述電機驅(qū)動模塊中對三相電機轉(zhuǎn)向控制為:通過采樣電路對上述U、W、V三相電壓進(jìn)行采樣，分別輸出采樣電壓ADU、ADW、ADV到MCU，當(dāng)輸出電壓U、W、V經(jīng)過電阻分壓和電容濾波后輸入到MCU的AD轉(zhuǎn)換口，MCU根據(jù)檢測到的電壓計算出U、W、V端電壓變化從而進(jìn)行轉(zhuǎn)向判斷和控制。
【文檔編號】H02P6/08GK104506091SQ201510019722
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月15日
【發(fā)明者】胡虎 申請人:廣州市超導(dǎo)節(jié)能設(shè)備制造有限公司