專利名稱：一種驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的電路。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的通常采用H型橋式驅(qū)動(dòng)電路或集成H橋電路。如圖1 所示，其大概的工作原理為開關(guān)Si、S2、S3、S4使得開關(guān)管工作在斬波狀態(tài)，其中，Si，S4 為一組，S2，S3為另一組，兩組的狀態(tài)互補(bǔ)，一組導(dǎo)通則另一組必須關(guān)斷。當(dāng)S1，S4導(dǎo)通時(shí)， S2，S3關(guān)斷，電機(jī)兩端加正向電壓，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動(dòng)；當(dāng)S2，S3導(dǎo)通時(shí)，Si，S4 關(guān)斷，電機(jī)兩端為反向電壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動(dòng)。通常采用電子元件三極管，場(chǎng)效應(yīng)管或單穩(wěn)態(tài)繼電器的觸點(diǎn)來代替如圖1所示的Si，S2，S3，S4開關(guān)，組成H橋驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，這種方案中，如果收到干擾可能存在同時(shí)施加正向電源或反向電源，即同時(shí)存在正轉(zhuǎn)信號(hào)或反轉(zhuǎn)信號(hào)的情況，造成電機(jī)發(fā)熱損壞的現(xiàn)象。而且，現(xiàn)有技術(shù)會(huì)需要四組繼電器電路或三極管電路、場(chǎng)效應(yīng)管電路控制直流電動(dòng)機(jī)，不僅在成本上花銷大，更重要的是驅(qū)動(dòng)四組繼電器電路或三極管電路、場(chǎng)效應(yīng)管電路的能量消耗大。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于干擾可能同時(shí)施加正向電源或反向電源時(shí)造成電機(jī)發(fā)熱損壞的問題。因此，本實(shí)用新型一實(shí)施例，提供了一種驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的電路，該電路包括一與所述直流電機(jī)串聯(lián)的開關(guān)單元，所述直流電機(jī)和所述開關(guān)單元形成第一串聯(lián)支路；一與所述第一串聯(lián)支路兩端連接的繼電器單元，所述繼電器單元能夠選擇性地向所述第一串聯(lián)支路提供正向電源或者與所述正向相反的反向電源；一控制器，用于控制所述開關(guān)單元和所述繼電器單元；其中，響應(yīng)于來自所述控制器的第一控制信號(hào)，所述開關(guān)單元導(dǎo)通或關(guān)斷，從而控制所述直流電機(jī)運(yùn)行或停止；響應(yīng)于來自所述控制器的第二控制信號(hào)， 所述繼電器單元切換到正向電源或反向電源，從而控制所述直流電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。本實(shí)施例利用繼電器單元控制直流電機(jī)切換到正向電源或反向電源，并通過控制器控制開關(guān)單元導(dǎo)通或關(guān)斷，從而控制所述直流電機(jī)運(yùn)行或停止。由于開關(guān)單元的控制，可以隨時(shí)控制直流電機(jī)從運(yùn)行到停止?fàn)顟B(tài)，無需如現(xiàn)有技術(shù)那樣需要施加反向電源以制動(dòng)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，由控制器控制繼電器單元每次只能給直流電機(jī)提供相應(yīng)的正向電源或反向電源，因此，直流電機(jī)不可能被同時(shí)施加正向電源和反向電源，避免了直流電機(jī)可能因受到干擾而同時(shí)產(chǎn)生施加正轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)的信號(hào)時(shí)造成電機(jī)發(fā)熱損壞象的問題。較佳的，所述開關(guān)單元為場(chǎng)效應(yīng)管，由于場(chǎng)效應(yīng)管能每次只能一個(gè)方向?qū)ǎ虼诉x擇場(chǎng)效應(yīng)管作為開關(guān)單元，可以進(jìn)一步確保直流電機(jī)不被同時(shí)施加正向電源和反向電源。所述開關(guān)單元還進(jìn)一步包括光電耦合器。所述光電耦合器用于向開關(guān)元件傳遞控制信號(hào)，同時(shí)所述控制器和所述場(chǎng)效應(yīng)管經(jīng)由所述光電耦合器彼此電隔離。作為一種實(shí)施方式，所述繼電器單元可以連接到一正電源端和一負(fù)電源端，且所述繼電器單元可以為單穩(wěn)態(tài)繼電器。采用單穩(wěn)態(tài)繼電器形成繼電器單元，成本比較低。當(dāng)采用單穩(wěn)態(tài)繼電器時(shí)，具體的，所述繼電器單元可包括第一繼電器和第二繼電器，每個(gè)繼電器為單線圈且具有一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。其中第一繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)觸頭的固定端連接第一串聯(lián)支路的第一端，第二繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的動(dòng)觸頭的固定端連接第一串聯(lián)支路的第二端；第一繼電器和第二繼電器各自的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的常閉觸點(diǎn)連接到負(fù)電源端，其常開觸點(diǎn)連接到正電源端；其中，響應(yīng)于來自所述控制器的第二控制信號(hào)，第一或第二繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)觸頭在常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)之間切換，其中，所述第一繼電器和第二繼電器中的兩個(gè)所述動(dòng)觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)切換到其各自的常開觸點(diǎn)。這種方案相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來說，采用兩組繼電器就可以實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，使用的開關(guān)的數(shù)量減少，大大減小能量的消耗，并且降低了成本。當(dāng)采用單穩(wěn)態(tài)繼電器時(shí)，具體的，所述繼電器單元可以是一個(gè)第三繼電器，所述第三繼電器為單線圈且具有兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)；兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的動(dòng)觸頭的固定端分別連接到所述第一串聯(lián)支路的兩端，第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的常閉觸點(diǎn)和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的常開觸點(diǎn)連接負(fù)電源端；第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的常開觸點(diǎn)和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的常閉觸點(diǎn)連接正電源端；響應(yīng)于來自控制器的第二控制信號(hào)，第三繼電器的兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的兩個(gè)動(dòng)觸頭分別在各自對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)之間切換。這種方案相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來說，采用一個(gè)繼電器(包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈和兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn))就可以實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)，大大減小能量的消耗，并且降低了成本。在上述兩個(gè)實(shí)施例中，還可以進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)單元，其響應(yīng)于來自控制器的第二控制信號(hào)S2，為對(duì)應(yīng)的繼電器中的驅(qū)動(dòng)線圈提供驅(qū)動(dòng)電流。所述驅(qū)動(dòng)單元包括一與所述繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈串聯(lián)的三極管以及一與繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈并聯(lián)的二極管，其中二極管陰極和驅(qū)動(dòng)線圈的電源端均連接到正電源端，二極管的陽極連接到所述三極管，其中響應(yīng)于所述第二控制信號(hào)，所述三極管導(dǎo)通使得所述繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈因得電而驅(qū)動(dòng)其動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。作為另外一種實(shí)施例，所述繼電器單元可以連接正電源端和負(fù)電源端，且所述繼電器單元為雙穩(wěn)態(tài)繼電器。采用雙穩(wěn)態(tài)繼電器時(shí)，只需要一定寬度和幅度的脈沖信號(hào)就可以使雙穩(wěn)態(tài)繼電器穩(wěn)定的工作在常開或常閉狀態(tài)，且維持這種工作狀態(tài)不需要另外提供維持能量，因此，使用雙穩(wěn)態(tài)繼電器，可以有效的節(jié)能。具體的，采用雙穩(wěn)態(tài)繼電器時(shí)，所述繼電器單元包括第四繼電器，第四繼電器具有一第四驅(qū)動(dòng)線圈且具有兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)；其中第一組和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的動(dòng)觸頭的固定端分別連接所述第一串聯(lián)支路的兩端，第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的常閉觸點(diǎn)和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的常開觸點(diǎn)連接負(fù)電源端；第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的常開觸點(diǎn)和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)中的常閉觸點(diǎn)連接正電源端；響應(yīng)于所述自控制器的第二控制信號(hào)，所述第四驅(qū)動(dòng)線圈得電，且兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的動(dòng)觸頭分別在對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)之間切換。其中，該第二控制信號(hào)為脈沖信號(hào)。 優(yōu)選地，當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)為正向脈沖信號(hào)時(shí)，第四驅(qū)動(dòng)線圈置位，當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)為負(fù)向脈沖信號(hào)時(shí)，第四驅(qū)動(dòng)線圈復(fù)位。[0020] 采用這種方式，可以由控制器直接發(fā)出脈沖信號(hào)觸發(fā)第四繼電器，觸發(fā)方式簡(jiǎn)單， 并且可節(jié)省能源。 進(jìn)一步地，所述第四繼電器可包括設(shè)置線圈和復(fù)位線圈，響應(yīng)于來自所述控制器的第二控制信號(hào)設(shè)置線圈其作用，響應(yīng)于來自所述控制器的第二控制信號(hào)，所述復(fù)位線圈起作用，且兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)相應(yīng)置位或復(fù)位。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路圖；圖2為本實(shí)用新型直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路圖；圖3為本實(shí)用新型采用單穩(wěn)態(tài)繼電器的第一實(shí)施例的電路圖；圖4為本實(shí)用新型采用單穩(wěn)態(tài)繼電器的第二實(shí)施例的電路圖；圖5為本實(shí)用新型采用雙穩(wěn)態(tài)繼電器的第一實(shí)施例的電路圖；圖6為本實(shí)用新型采用雙穩(wěn)態(tài)繼電器的第二實(shí)施例的電路圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例利用正負(fù)脈沖控制雙穩(wěn)態(tài)繼電器的示意圖；附圖標(biāo)記說明21開關(guān)單元；22繼電器單元；23控制器；Bl直流電機(jī)；U光電耦合器Ql場(chǎng)效應(yīng)管；Kl K4第一至第四繼電器；ICO 6C0繼電器轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組；1X2、1Y2、2X1、2Y1、3X1、3Y1，繼電器轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)；1Χ1、1Υ1、2Χ2、2Υ2、;3Χ2、3Υ2，繼電器轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的常開觸點(diǎn)；1Χ0、1Υ0、2Χ0、2Υ0、3Χ0、3Υ0，繼電器轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)；Cl C5，繼電器驅(qū)動(dòng)線圈；Dl D2 二極管；Q2 Q3三極管；Rl R6 電阻；Sl第一控制信號(hào)；S21、S22、S2 第二控制信號(hào)。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)施例中，利用開關(guān)單元和繼電器單元控制直流電機(jī)切換到正向電源或反向電源，并由控制器控制開關(guān)單元導(dǎo)通或關(guān)斷，從而控制所述直流電機(jī)運(yùn)行或停止。參見圖2所示，本實(shí)用新型的一種驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的電路包括一與直流電機(jī)Bl串聯(lián)的開關(guān)單元21，所述直流電機(jī)Bl和所述開關(guān)單元21形成第一串聯(lián)支路；與所述第一串聯(lián)支路兩端連接的繼電器單元22，所述繼電器單元22能夠選擇性地向所述第一串聯(lián)支路提供正向電源或者與所述正向相反的反向電源；一控制器23，用于控制所述開關(guān)單元21和所述繼電器單元22。 其中，在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，響應(yīng)于來自所述控制器23的第一控制信號(hào)Si,所述開關(guān)單元21導(dǎo)通或關(guān)斷，從而控制所述直流電機(jī)Bl運(yùn)行或停止；響應(yīng)于來自所述控制器23 的第二控制信號(hào)S2，所述繼電器單元22切換到正向電源或反向電源，從而控制所述直流電機(jī)Bl正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。 在本實(shí)施例中，通過控制開關(guān)單元斷開，可以隨時(shí)控制運(yùn)行狀態(tài)的直流電機(jī)停止。 由控制器23控制繼電器單元22每次只能給直流電機(jī)提供正向電源或反向電源，因此，直流電機(jī)不可能被同時(shí)施加正向電源和反向電源，避免了直流電機(jī)可能受到干擾同時(shí)產(chǎn)生施加正轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)的信號(hào)時(shí)造成電機(jī)發(fā)熱損壞象的問題。具體的，其中所述開關(guān)單元21可以為場(chǎng)效應(yīng)管Q1，具體參見圖3-6。場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)在于當(dāng)所施加電壓(正電壓、負(fù)電壓)不同時(shí)其漏極與源極可以互換使用，而其特性基本保持不變。由此，在本實(shí)用新型中利用了場(chǎng)效應(yīng)管能雙向?qū)üぷ髑颐看沃荒芤粋€(gè)方向?qū)ǖ奶攸c(diǎn)，以進(jìn)一步確保直流電機(jī)不被同時(shí)施加正向電源和反向電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、 停止、反轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，作為開關(guān)單元中用于驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管Ql的電路還可以包括光電耦合器U。 該光電耦合器U可以用于將控制信號(hào)Sl傳遞到場(chǎng)效應(yīng)管Ql的控制端(即，柵極)，同時(shí)所述控制器和所述場(chǎng)效應(yīng)管經(jīng)由所述光電耦合器彼此電隔離。所述繼電器單元22可以連接到一正電源端和一負(fù)電源端。具體地，繼電器單元22 可以為單穩(wěn)態(tài)繼電器，或?yàn)殡p穩(wěn)態(tài)繼電器。采用單穩(wěn)態(tài)繼電器形成繼電器單元，成本比較低，而采用雙穩(wěn)態(tài)繼電器形成繼電器單元可以節(jié)省能源。以下將結(jié)合附圖3-6具體描述本發(fā)明的實(shí)施例。實(shí)施例一圖3為本實(shí)用新型采用單穩(wěn)態(tài)繼電器的第一實(shí)施例的電路圖；參見圖3所示，本實(shí)施例中，開關(guān)單元21包括場(chǎng)效應(yīng)管Ql、光電耦合器U ；繼電器單元22包括兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)繼電器，即第一繼電器Kl和第二繼電器K2，每個(gè)繼電器為單驅(qū)動(dòng)線圈(簡(jiǎn)稱單線區(qū))且各具有一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，如轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組ICO或轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組2C0。第一繼電器Kl的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組ICO中的動(dòng)觸頭1X0的固定端連接第一串聯(lián)支路的第一端A，第二繼電器K2的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組2C0中的動(dòng)觸頭IYO的固定端連接第一串聯(lián)支路的第二端B;第一繼電器Kl和第二繼電器K2各自的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組(1C0、2C0)中的常閉觸點(diǎn)1X2、 1Y2均連接到負(fù)電源端(例如，接地)，其各自的常開觸點(diǎn)IXlUYl均連接到正電源端(例如，Vcc)。這里，響應(yīng)于來自所述控制器23的第二控制信號(hào)S21和S22，第一繼電器或第二繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)1C0、2C0的動(dòng)觸頭在常閉觸點(diǎn)1X2、1Y2和常開觸點(diǎn)IXlUYl之間切換，其中，在第二控制信號(hào)的操控下，所述第一繼電器和第二繼電器中的兩個(gè)所述動(dòng)觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)切換到其各自的常開觸點(diǎn)，即正電源端。在圖3中，控制器23發(fā)出第二控制信號(hào)S2包括控制信號(hào)S21和S22，其分別控制
7第一繼電器Kl和第二繼電器K2。在圖3所示的例子中，每一繼電器還優(yōu)選地配備有驅(qū)動(dòng)單元30或31。如圖3所示，驅(qū)動(dòng)單元30、31包括一個(gè)與繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈Cl、C2串聯(lián)的可控開關(guān)元件，如三極管Q2、Q3，以及與驅(qū)動(dòng)線圈Cl、C2并聯(lián)的二極管Dl和D2。其中二極管的陰極連接到正電源端，陽極連接到三極管。在圖3中，如果來自控制器23的第二控制信號(hào)S21為高電平而第二控制信號(hào)S22 為低電平，則三極管Q2導(dǎo)通，第一繼電器Kl的線圈Cl得電，其轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組ICO中的動(dòng)觸頭從常閉觸點(diǎn)1X2切換到常開觸點(diǎn)1X1 (即連接到正電源端Vcc)。同時(shí)，由于控制信號(hào)S22為低電平，則三極管Q3截止，第二繼電器K2的線圈C2不工作，其轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組2C0中的動(dòng)觸頭依然連接到其常閉觸點(diǎn)1Y2(即，接地)。這樣，第一串聯(lián)支路的第一端A接Vcc，其第二端 B接地，從而繼電器單元22就為第一串聯(lián)支路提供了正向電源。如果此時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管Ql響應(yīng)于控制信號(hào)Sl而導(dǎo)通，則直流電機(jī)Bl將獲得順時(shí)針的正向驅(qū)動(dòng)電流f。 -，并由此而正轉(zhuǎn)。在電機(jī)Bl正轉(zhuǎn)過程中，如果控制器23停止施加第一控制信號(hào)，使場(chǎng)效應(yīng)管Ql關(guān)斷，則直流電機(jī)Bl被制動(dòng)?；蛘?，第一繼電器的線圈Cl失電時(shí)，轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)ICO中動(dòng)觸頭從常開觸點(diǎn)1X1切換到常閉觸點(diǎn)1X2時(shí)，直流電機(jī)Bl也被制動(dòng)。類似地，如果來自控制器23的第二控制信號(hào)S21變?yōu)榈碗娖蕉诙刂菩盘?hào)S22 變?yōu)楦唠娖剑瑒t第二繼電器K2的線圈C2得電，其轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)2C0中的動(dòng)觸頭從常閉觸點(diǎn)1Y2 切換到常開觸點(diǎn)IYl (接Vcc)，而第一繼電器Kl的線圈Cl因失電而復(fù)位，即其動(dòng)觸頭1X0 從常開觸點(diǎn)1X1切換回到常閉觸點(diǎn)1X2 (接地)。這樣，第一串聯(lián)支路的第一端A接地，其第二端B接Vcc，從而繼電器單元22就為第一串聯(lián)支路提供了反向電源。如果此時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管 Ql響應(yīng)于控制信號(hào)Sl而導(dǎo)通，則直流電機(jī)Bl將獲得逆時(shí)針的反向驅(qū)動(dòng)電流Imvcts6,直流電機(jī)Bl反轉(zhuǎn)。此后，如果場(chǎng)效應(yīng)管Ql關(guān)斷，直流電機(jī)Bl被制動(dòng)?；蛘撸诙^電器組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)2C0的動(dòng)觸頭從常開觸點(diǎn)IYl切換到常閉觸點(diǎn)1Y2時(shí)，直流電機(jī)Bl也被制動(dòng)。此外，開關(guān)單元21還可以進(jìn)一步包括光電耦合器U。光電耦合器用于以電氣隔離方式向場(chǎng)效應(yīng)管Ql傳輸控制信號(hào)Si。具體地，光電耦合器U中發(fā)光二極管的陽極連接控制器23輸出第一控制信號(hào)Sl的端口，光電耦合器U中光敏三極管的發(fā)射極連接場(chǎng)效應(yīng)管 Ql的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極還通過偏置電阻R3連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極。如此，當(dāng)控制器23提供一個(gè)例如高電平的控制信號(hào)Sl時(shí)，使光電耦合器U中發(fā)光二極管因得電導(dǎo)通并發(fā)光，相應(yīng)的光敏三極管導(dǎo)通，進(jìn)而促使場(chǎng)效應(yīng)管Ql導(dǎo)通。根據(jù)實(shí)際需要光電耦合器U還可以采用其他類型的光耦或其他的隔離元件實(shí)現(xiàn)，例如小型的磁耦等。本實(shí)施例通過對(duì)兩組單穩(wěn)態(tài)繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)進(jìn)行控制，來改變流經(jīng)直流電機(jī)的電流方向，使得直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。實(shí)施例二圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，開關(guān)單元21與實(shí)施例一中的開關(guān)單元相同，而且繼電器的驅(qū)動(dòng)單元41也與第一實(shí)施例相同，因而這里不再贅述。所不同的是繼電器單元22包括一個(gè)第三繼電器K3，所述第三繼電器K3具有單個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈但具有兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3C0、4C0，如圖4所示，第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3C0和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)4C0的動(dòng)觸頭的固定端2X0、 2Y0分別連接所述第一串聯(lián)支路的兩端A和B，每一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3C0、4C0中的兩個(gè)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)分別連接到正電源端(Vcc)和負(fù)電源端(例如地)。其中，第三繼電器K3的初始狀態(tài)例如為轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組3C0的常閉觸點(diǎn)2X1連接到地，轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組4C0的常閉觸點(diǎn)2Y1連接到Vcc。也就是說，第三繼電器K3在其穩(wěn)定狀態(tài)下(即控制信號(hào)S2為低電平的情況下) 可向直流電機(jī)Bl提供正向電源。此時(shí)，如果響應(yīng)于第一控制信號(hào)Sl (高電平)，場(chǎng)效應(yīng)管 Ql導(dǎo)通，則繼電器K3可向直流電機(jī)提供順時(shí)針方向的電流Itorad,從而直流電機(jī)Bl正轉(zhuǎn)。 當(dāng)然，根據(jù)需要第三繼電器K3的穩(wěn)定狀態(tài)也可反向設(shè)置，即設(shè)置成向直流電機(jī)Bl提供反向電源。在圖4中，響應(yīng)于來自控制器23的第二控制信號(hào)S2(如高電平)，第三繼電器K3 的兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3C0、4C0中的兩個(gè)動(dòng)觸頭2X0、2Y0可分別在各自對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)2Χ2、2Υ2 和常閉觸點(diǎn)2Χ1、2Υ1之間切換。例如，如果響應(yīng)于控制器23的第一控制信號(hào)S2(例如高電平)，轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組3C0、4C0的動(dòng)觸頭2X0、2Y0從常閉觸點(diǎn)2Χ1、2Υ1 —起切換帶常開觸點(diǎn)2X2、 2Υ2，從而第一串聯(lián)支路的第一端A連接到地，第二端B連接的Vcc。這時(shí)，如果場(chǎng)效應(yīng)管Ql 響應(yīng)于第一控制信號(hào)Sl而導(dǎo)通，則向直流電機(jī)提供逆時(shí)針方向的電流Ireverse，致使直流電機(jī)Bl反轉(zhuǎn)。當(dāng)來自控制器23的第二控制信號(hào)S2失效(低電平)時(shí)，第三繼電器K3的線圈C3失電，兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3C0、4C0復(fù)位到其初始的穩(wěn)定狀態(tài)(例如圖4所示狀態(tài))。不論在正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)過程中，如果第一控制信號(hào)Sl失效(變?yōu)榈碗娖?，則場(chǎng)效應(yīng)管Ql關(guān)斷，直流電機(jī)Bl被制動(dòng)。實(shí)施例二中，由于繼電器單元22只包括一單穩(wěn)態(tài)繼電器，因此成本較低，而且可罪。實(shí)施例三在本實(shí)施例中，開關(guān)單元21與實(shí)施例一中的開關(guān)單元相同，所不同的是連接正電源端Vcc和負(fù)電源端GND (地)的繼電器單元22為雙穩(wěn)態(tài)繼電器。所謂雙穩(wěn)態(tài)繼電器可響應(yīng)于某一給定寬度和幅度的脈沖信號(hào)而動(dòng)作，即該繼電器的穩(wěn)態(tài)可以從常閉閉合轉(zhuǎn)換為常開閉合，或反之。因此，采用雙穩(wěn)態(tài)繼電器時(shí)，只需要一定寬度和幅度的脈沖信號(hào)就可以使雙穩(wěn)態(tài)繼電器穩(wěn)定的工作在常開或常閉狀態(tài)，且維持這種工作狀態(tài)不需要另外提供維持能量，因此，使用雙穩(wěn)態(tài)繼電器，可以有效的節(jié)能。圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，所述繼電器單元22 可以包括第四繼電器K4，第四繼電器K4具有一第四線圈C4且具有兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)5C0、6C0。 其中，第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)5C0和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)6C0的動(dòng)觸頭3X0、3Y0的固定端分別連接所述第一串聯(lián)支路的兩端A和B。這里，第四繼電器Κ4的初始穩(wěn)定態(tài)例如如圖5所示。也就是，第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)5C0中常閉觸點(diǎn)3X1和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)6C0中常開觸點(diǎn)3X2連接負(fù)電源端(如地)；第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)5C0中常開觸點(diǎn)3X2和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)6C0中常開觸點(diǎn)3Υ2 連接正電源端(Vcc)。此時(shí)，如果第二控制信號(hào)S2無效，則第四繼電器K4保持如圖5所示狀態(tài)，即向直流電機(jī)提供正向電源。這種情況下，如果響應(yīng)于控制器23的第一控制信號(hào)Si， 場(chǎng)效應(yīng)管Ql導(dǎo)通，則向直流電機(jī)Bl提供順時(shí)針方向的正向電流Iforward，從而使得直流電機(jī)Bl正轉(zhuǎn)。之后，如果響應(yīng)于所述自控制器23的第二控制信號(hào)S2 (例如一個(gè)脈沖的上升沿)， 所述第四線圈C4正向加電，則兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)5C0、6C0的動(dòng)觸頭一同切換到各自的常開觸點(diǎn) 3X2、3Y2，并穩(wěn)定在此狀態(tài)下。此時(shí)，如果響應(yīng)于控制器23的第一控制信號(hào)Si，場(chǎng)效應(yīng)管Ql 導(dǎo)通，則電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，直流電機(jī)Bl反轉(zhuǎn)。繼而，如果第二控制信號(hào)S2變?yōu)橐粋€(gè)脈沖的下降沿，則第四繼電器K4恢復(fù)到如圖5所示的狀態(tài)，即提供正向電源。圖7示出了雙穩(wěn)態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)脈沖和觸點(diǎn)動(dòng)作的示意圖。如圖7所示，由于第四繼電器K4為雙穩(wěn)繼電器，第二控制信號(hào)S2可以為一定寬度和幅度的脈沖信號(hào)。當(dāng)該脈沖的上升沿施加到第四線圈C4上時(shí)，兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的動(dòng)觸頭可以從常閉觸點(diǎn)一起切換到常開觸點(diǎn)，而且還可以一直保持切換后的狀態(tài)。等到脈沖的下降沿被施加到第四線圈C4時(shí)， 兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的動(dòng)觸頭又可以從常開觸點(diǎn)一起切換到常閉觸點(diǎn)。每施加一個(gè)如圖7所示的脈沖，動(dòng)觸頭就被切換一次，而且切換后的狀態(tài)穩(wěn)定，兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的狀態(tài)不會(huì)因?yàn)榈谒木€圈失電而變化，因此可以節(jié)省大量能源，第四繼電器無需持續(xù)的能量供給。實(shí)施例四圖6示出了實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例四與實(shí)施例三的區(qū)別是雙穩(wěn)態(tài)的繼電器K4 包括設(shè)置線圈C4和復(fù)位線圈C5。與圖5所示不同的是，設(shè)置線圈C4和復(fù)位線圈C5可響應(yīng)于相同極性的脈沖而動(dòng)作。具體地，如圖6所示，設(shè)置線圈C4和復(fù)位線圈C5的負(fù)極端一起連接到公共控制端Pl. 1， 兩個(gè)線圈的正極端分別連接到控制端Pl. 0和Pl. 2。在這個(gè)例子中公共控制端Pl. 1可一直為低。如此，當(dāng)Pl. 0上出現(xiàn)正極性脈沖時(shí)，設(shè)置線圈C4起作用，從而轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組5C0和6C0 中的動(dòng)觸點(diǎn)一起切換到其常開觸點(diǎn)(3X1和3Y1)。當(dāng)Pl. 2上出現(xiàn)正極性脈沖時(shí)，復(fù)位線圈 C5起作用，從而轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組5C0和6C0中的動(dòng)觸點(diǎn)一起從其常開觸點(diǎn)(3X1和3Y1)切換回其常閉觸點(diǎn)(3X2和3Y2)。如此，響應(yīng)于所述控制器23在控制端Pl. 0、Pl. 1和Pl. 2上發(fā)出的第二控制信號(hào)S2，設(shè)置線圈和復(fù)位線圈C5可分別起作用，從而促使兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)5C0、 6C0置位或復(fù)位，以提供正向或反向電源。而且，由于第四繼電器為雙穩(wěn)繼電器，其可穩(wěn)定在置位和復(fù)位后的任一種狀態(tài)下，因而無需另外的電能來維持其狀態(tài)，由此可以節(jié)省大量能源。在上述四個(gè)實(shí)施例中，各電阻Rl R6串聯(lián)或并聯(lián)在電路的各個(gè)部分一達(dá)到限壓或限流的作用，用于保護(hù)電路。本實(shí)用新型利用光耦合器控制場(chǎng)效應(yīng)管的正向和反向?qū)▉眚?qū)動(dòng)直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，且每次只能一種方向?qū)?，有效的避免了由于干擾可能同時(shí)給電機(jī)施加正轉(zhuǎn)和發(fā)轉(zhuǎn)的信號(hào)，造成電機(jī)發(fā)熱損壞。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的電路，其特征在于，該電路包括一與所述直流電機(jī)(Bi)串聯(lián)的開關(guān)單元(21)，所述直流電機(jī)(Bi)和所述開關(guān)單元 (21)形成第一串聯(lián)支路；一與所述第一串聯(lián)支路兩端連接的繼電器單元(22)，所述繼電器單元0 能夠選擇性地向所述第一串聯(lián)支路提供正向電源或者與所述正向相反的反向電源；一控制器(23)，用于控制所述開關(guān)單元和所述繼電器單元02)；其中，響應(yīng)于來自所述控制器的第一控制信號(hào)(Si)，所述開關(guān)單元導(dǎo)通或關(guān)斷，從而控制所述直流電機(jī)(Bi)運(yùn)行或停止；響應(yīng)于來自所述控制器的第二控制信號(hào) (S2)，所述繼電器單元02)切換到正向電源或反向電源，從而控制所述直流電機(jī)(Bi)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述開關(guān)單元為場(chǎng)效應(yīng)管Oil)。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述開關(guān)單元還包括光電耦合器(U)， 所述控制器經(jīng)由所述光電耦合器(υ)以電隔離方式向所述場(chǎng)效應(yīng)管Oil)提供所述第一控制信號(hào)(Si)。
4.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述繼電器單元02)連接到一正電源端和一負(fù)電源端，且所述繼電器單元0 為單穩(wěn)態(tài)繼電器。
5.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述繼電器單元02)包括第一繼電器(Kl) 和第二繼電器(K2)，每個(gè)繼電器為單線圈且具有一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(1C0、2C0)，第一繼電器(Kl)的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組(ICO)中的動(dòng)觸頭(1X0)的固定端連接第一串聯(lián)支路的第一端，第二繼電器(以)的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組OC0)中的動(dòng)觸頭(IYO)的固定端連接第一串聯(lián)支路的第二端；第一繼電器和第二繼電器(K1、K2)各自的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組(1C0，2C0)中的常閉觸點(diǎn)(1X2， 1Y2)連接到負(fù)電源端，其常開觸點(diǎn)(IXlUYl)連接到正電源端；其中，響應(yīng)于來自所述控制器的第二控制信號(hào)(S2)，第一或第二繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組(1C0，2C0)中的動(dòng)觸頭在常閉觸點(diǎn)(1X2、1Y2)和常開觸點(diǎn)(IXlUYl)之間切換，其中， 所述第一繼電器和第二繼電器中的兩個(gè)所述動(dòng)觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)切換到其各自的常開觸點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述繼電器單元02)包括一個(gè)第三繼電器 (K3)，所述第三繼電器(D)為單線圈且具有兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(3C0、4C0)，兩個(gè)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組(3C0、4C0)中的動(dòng)觸頭(2X0、2Y0)的固定端分別連接所述第一串聯(lián)支路的兩端，第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(3C0)中的常閉觸點(diǎn)0X1)和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)GCO)中的常開觸點(diǎn) (2Υ2)連接負(fù)電源端；第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(3C0)中的常開觸點(diǎn)(2似)和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(4C0) 中的常閉觸點(diǎn)OYl)連接正電源端；響應(yīng)于來自控制器的第二控制信號(hào)(S2)，第三繼電器(D)的兩個(gè)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組 (3C0、4C0)中的兩個(gè)動(dòng)觸頭(2X0、2Y0)分別在各自對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)(2Χ2、2Υ》和常閉觸點(diǎn) (2XU2Y1)之間切換。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電路，其特征在于，繼電器單元02)還包括驅(qū)動(dòng)單元(30、 31、40)，其響應(yīng)于來自控制器03)的第二控制信號(hào)(S2)，向?qū)?yīng)的驅(qū)動(dòng)線圈(C1、C2、C3) 提供驅(qū)動(dòng)電流。
8.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述繼電器單元02)連接正電源端和負(fù)電源端，且所述繼電器單元0 為雙穩(wěn)態(tài)繼電器。
9.如權(quán)利要求8所述的電路，其特征在于，所述繼電器單元02)包括第四繼電器 (K4)，第四繼電器(K4)具有一第四線圈(C4)且具有兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(5C0，6C0)，第一組和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(5C0、6C0)的動(dòng)觸頭的固定端(3X0，3Y0)分別連接所述第一串聯(lián)支路的兩端，第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(5C0)中的常閉觸點(diǎn)(3X1)和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(6C0)中的常開觸點(diǎn) (3Y2)連接負(fù)電源端；第一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(5C0)中的常開觸點(diǎn)(3X》和第二組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(6C0) 中的常閉觸點(diǎn)(3Y1)連接正電源端；響應(yīng)于所述自控制器的第二控制信號(hào)(S2)，所述第四驅(qū)動(dòng)線圈(C4)驅(qū)動(dòng)兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(5C0、6C0)的動(dòng)觸頭在對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)(3X2、3Y2)和常閉觸點(diǎn)(3XU3Y1)之間切換。
10.如權(quán)利要求9所述的電路，其特征在于，所述第四繼電器(Κ4)還進(jìn)一步包括復(fù)位線圈(C5)，響應(yīng)于來自所述控制器的第二控制信號(hào)(S3)，所述復(fù)位線圈(⑶)驅(qū)動(dòng)兩組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)(5C0，6C0)復(fù)位。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的電路，解決了現(xiàn)有技術(shù)中可能同時(shí)施加正向電源或反向電源時(shí)造成電機(jī)發(fā)熱損壞的問題，包括直流電機(jī)(B1)和開關(guān)單元(21)形成第一串聯(lián)支路；一與第一串聯(lián)支路兩端連接的繼電器單元(22)，繼電器單元(22)能夠選擇性地向第一串聯(lián)支路提供正向電源或者反向電源；一控制器(23)，用于控制開關(guān)單元(21)和繼電器單元(22)；其中，響應(yīng)于來自控制器(23)的第一控制信號(hào)(S1)，開關(guān)單元(21)導(dǎo)通或關(guān)斷，從而控制直流電機(jī)(B1)運(yùn)行或停止；響應(yīng)于來自控制器(23)的第二控制信號(hào)(S2)，繼電器單元(22)切換到正向電源或反向電源，從而控制直流電機(jī)(B1)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H02P1/22GK202145631SQ201120238670
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者包章堯, 熊厚鈺, 熊燾 申請(qǐng)人:上海西門子線路保護(hù)系統(tǒng)有限公司