一種晶體管橋式伺服控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種晶體管橋式伺服控制電路，其包括：第一電源、第二電源、電容器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一晶體管、第二晶體管、第一二極管、第二二極管、和電動機。其中電容器和第五電阻構(gòu)成的啟動電路使第一晶體管導通，繼而使得電動機啟動，采用受溫度控制的直流電壓源作為第二電源來實現(xiàn)控制精度的穩(wěn)定性，通過選擇具有合適電阻值的第六電阻，使得第二晶體管的基極-發(fā)射極電壓與第一二極管的陰極電壓相等。根據(jù)本發(fā)明的橋式伺服控制電路，對電動機轉(zhuǎn)速控制精度的穩(wěn)定性大大提高，減小了溫度對于控制電路的穩(wěn)定性所帶來的負面影響，采用可集成的元器件，減小了該控制電路裝置的體積。
【專利說明】一種晶體管橋式伺服控制電路【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及控制領域，具體涉及一種晶體管橋式伺服控制電路。
【背景技術】
[0002]微型電動機控制技術，對于音響設備等小型裝置的品質(zhì)和經(jīng)濟性的影響越來越顯著。而要制作微型電動機就要求其轉(zhuǎn)速控制電路越簡單越好。
[0003]但是從日常生活中我們就能發(fā)現(xiàn)，由于電動機自身的構(gòu)造和特性它一定會產(chǎn)生一定的熱量，尤其當其加了負載以后溫度會更高，雖然隨著科技水平的不斷提高，電動機工作時產(chǎn)生的溫度有所降低，但基于人們對其產(chǎn)品的要求越來越高，這種影響就一定不能忽視。而且如今的很多音響設備等小型裝置隨著科技的進步，和人們生活的日常需求還需要加入很多其他的實用功能，這樣就會不可避免要加入很多芯片和輔助裝置，無形中又在設備內(nèi)部增加了很多熱量，使電路板的溫度升高，這樣就會影響整個電路的工作精確度和產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種晶體管橋式伺服控制電路，其包括:
[0005]第一電源、第二電源、電容器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一晶體管、第二晶體管、第一二極管、第二二極管、和電動機，其中所述第一電源的正極分別連接第四電阻的一端和第一晶體管的發(fā)射極，該第四電阻的另一端分別連接第一晶體管的基極、第二晶體管的集電極、和電容器的一端，該電容的另一端連接第五電阻的一端，該第一晶體管的集電極分別連接第一電阻的一端和第三電阻的一端，該第二晶體管的基極分別連接第一電阻的另一端和第二電阻的一端，該第二晶體管的發(fā)射極分別連接第六電阻的一端和第一二極管的陰極，該第一二極管的陽極連接第二二極管的陰極，該第二二極管的陽極分別連接第`二電源的負極和電動機的一端，第二電源的正極連接所述第三電阻的另一端，所述第一電源的負極分別連接第五電阻的另一端、第二電阻的另一端、第六電阻的另一端和電動機的另一端。
[0006]優(yōu)選的，第一電阻的阻值與第二電阻的阻值之比等于第三電阻的阻值與電動機的內(nèi)部電阻的阻值之比。
[0007]優(yōu)選的，第一晶體管是PNP晶體管，第二晶體管是NPN晶體管。
[0008]優(yōu)選的，所述第二電源是一個受溫度控制的直流電壓源。
[0009]優(yōu)選的，通過選擇特定的第六電阻以使得第二晶體管的基極-發(fā)射極電壓與第一二極管的陰極電壓相等。
[0010]優(yōu)選的，第一電源的電壓為6V，第二電源的電壓為0-10V，第一電阻的阻值為Ik歐姆，第二電阻的阻值為270歐姆，第三電阻的阻值為5歐姆，第四電阻的阻值為330歐姆，第五電阻的阻值為Ik歐姆，第六電阻的阻值為470歐姆，電動機的內(nèi)部電阻的阻值為21歐姆，電容器的電容值為0.22 μ F0[0011]根據(jù)本發(fā)明的橋式伺服控制電路，對電動機轉(zhuǎn)速控制精度的穩(wěn)定性大大提高，并且減小了溫度對于本發(fā)明的控制電路的穩(wěn)定性所帶來的負面影響，而且采用可集成的元器件，減小了該控制電路裝置的體積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的晶體管橋式伺服控制電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0013]圖1是本發(fā)明的晶體管橋式伺服控制電路的電路圖，在圖中，該控制電路包括:第一電源Eb、第二電源Et、電容器C、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一晶體管Tl、第二晶體管T2、第一二極管D1、第二二極管D2、和電動機，其中所述第一電源Eb的正極分別連接第四電阻R4的一端和第一晶體管Tl的發(fā)射極，該第四電阻R4的另一端分別連接第一晶體管Tl的基極、第二晶體管T2的集電極、和電容器C的一端,該電容器C的另一端連接第五電阻R5的一端,該第一晶體管Tl的集電極分別連接第一電阻Rl的一端和第三電阻R3的一端，該第二晶體管T2的基極分別連接第一電阻Rl的另一端和第二電阻R2的一端，該第二晶體管T2的發(fā)射極分別連接第六電阻R6的一端和第一二極管Dl的陰極，該第一二極管Dl的陽極連接第二二極管D2的陰極，該第二二極管D2的陽極分別連接第二電源Et的負極和電動機的一端，第二電源Et的正極連接所述第三電阻R3的另一端，所述第一電源Eb的負極分別連接第五電阻R5的另一端、第二電阻R2的另一端、第六電阻R6的另一端、以及電動機的另一端。
[0014]在本控制電路中，第一晶體管Tl是PNP晶體管，第二晶體管T2是NPN晶體管。
[0015]在本控制電路中，第一電阻的阻值與第二電阻的阻值之比等于第三電阻的阻值與電動機的內(nèi)部電阻的阻值之比，即將電動機的內(nèi)部電阻表示為Ra，則第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及電動機的內(nèi)部電阻Ra的阻值被選擇SR1:R2 = R3 = Ra，下面簡要說明本發(fā)明的晶體管橋式伺服控制電路的工作過程。
[0016]在本發(fā)明的控制電路的第一電源Eb接通后，首先由電容器C和第五電阻R5構(gòu)成的啟動電路使第一晶體管T I導通，電源電壓通過第三電阻R3加到電動機的兩端。由于電動機啟動的初試轉(zhuǎn)速為零，這時電動機的反電動勢Ee=0。因此電動機啟動時,第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電壓VR大于第一二極管Dl和第二二極管D2之間的電壓VQ，這樣就促使第一晶體管Tl進一步導通，使加到電動機兩端的電壓升高，電動機就可以順利啟動起來了。在這里說明一下，由于在本控制電路中，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及電動機的內(nèi)部電阻Ra的阻值選擇為R1: R2 = R3: Ra,所以第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電壓VR等于第三電阻R3與電動機之間的電壓E，而第一二極管Dl和第二二極管D2之間的電壓VQ加上第二二極管D2的壓降才等于第三電阻R3與電動機之間的電壓E，也就是等于電壓VQ，因此在電動機啟動時，電壓VQ大于電壓VQ。
[0017]在電動機啟動后，就會產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成比例變化的反電動勢E。，使得電壓VQ的電平升高。這是因為該反電動勢E。的極性是上正下負，也就等效于電動機兩端的壓降減小了，因此第三電阻R3與電動機之間的電壓E增大了，而此時第二二極管D2還沒有導通，所以第二二極管D2的壓降為零，因此此時電壓VQ的電平是升高的。當電壓VR≤電壓VQ時，第一二極管Dl導通，使得第二晶體管T2的集電極電流受到了抑制，同時第一晶體管Tl的導通也受到了同樣程度的抑制。這是因為當電壓VQ增大到大于等于電壓VR的時候，第一二極管Dl導通，此時流過第六電阻R6的電流變大，即電壓Ed增大，因此就使得第二晶體管T2的基極-發(fā)射極電流Ibe減小，導致集電極電流Ie受到了抑制。而集電極電流Ie減小的話，流過第四電阻R4的電流就會減小，該第四電阻R4兩端的電壓也隨之減小，即第一晶體管Tl的基極電壓減小，從而第一晶體管Tl的基極-發(fā)射極電流減小，導致第一晶體管Tl的集電極電流也減小，換句話說，第一晶體管Tl的導通也受到了同樣程度的抑制。
[0018]由此可見，對于本發(fā)明的晶體管橋式伺服控制電路來說，其工作過程就是始終要使得電壓VR=電壓VQ。
[0019]當電動機接上負載，其轉(zhuǎn)速將有所降低，電動機的反電動勢E。也將減小，因而使電壓VR>電壓VQ，這時第二晶體管T2的集電極電流增加，促使第一晶體管Tl進一步導通，使得加在電動機兩端上的電壓升高。顯然，電動機兩端上電壓的升高又將使其轉(zhuǎn)速升高，其反電動勢E。增大，電壓VQ也將隨之增大，直至該控制電路重新達到電壓VR=電壓VQ為止。
[0020]在本發(fā)明的控制電路中，為了更好地實現(xiàn)控制精度，可以通過選擇具有合適電阻值的第六電阻R6，使得第二晶體管T2的基極-發(fā)射極電壓與第一二極管Dl的陰極電壓Ed(即第六電阻R6的兩端電壓)相等，使得該第二晶體管T2只工作在放大區(qū)，而不進入飽和區(qū)。
[0021]為了進一步更好地實現(xiàn)控制精度的穩(wěn)定性，在本發(fā)明的控制電路中，提供了第二電源Et，而該第二電源Et采用一個受溫度控制的直流電壓源，當?shù)诙w管T2的集電極靜態(tài)電位Uaj變化時，該第二電源Et提供的電壓始終與之保持相等，則輸出信號中就只有輸入信號作用的部分，而與靜態(tài)電位Uaj及其溫度漂移毫無關系，這就使得本發(fā)明的控制電路的穩(wěn)定性更強。
[0022]本發(fā)明所采用的各自元器件的值可以根據(jù)具體的應用來確定，這里舉例說明一組在實踐中使用的元器件的值:第一電源電壓Eb=6V，第二電源電壓Et提供的電壓范圍0-10V，第一電阻Rl的阻值為Ik歐姆，第二電阻R2的阻值為270歐姆，第三電阻R3的阻值為5歐姆，第四電阻R4的阻值為330歐姆，第五電阻R5的阻值為Ik歐姆，第六電阻R6的阻值為470歐姆，電動機的內(nèi)部電阻Ra的阻值為21歐姆，電容器C的電容值為0.22 μ F0
[0023]從以上分析可以看出，本發(fā)明的晶體管橋式伺服控制電路可用于微型直流電動機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性控制。采用本控制電路時，隨著電動機運行狀態(tài)的變化，電路的自動調(diào)節(jié)始終向著電壓VR=電壓VQ這個平衡點進行。其中電壓VQ值可利用下式求出:VQ=IaRa+Ec-VD2，其中Vd2為第二二極管D2的正向管壓降，Ia是流過電動機的電流，Ra是電動機的內(nèi)部電阻，Ec是電動機的反電動勢。正是由于在本控制電路中設置了第二二極管D2，使得電壓VR值可變，這才使得控制電動機的轉(zhuǎn)速成為可能。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的橋式伺服控制電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速控制精度的穩(wěn)定性大大提高，并且減小了溫度對于本發(fā)明的控制電路的穩(wěn)定性所帶來的負面影響，而且采用可集成的元器件，減小了該控制電路裝置的體積。
[0025]本領域技術人員將理解本發(fā)明可以以本文中所述的那些以外的、沒有偏離本發(fā)明的精神和本質(zhì)特性的特定形式來執(zhí)行。因此，所有方面的上述實施方式應當被解釋為例示的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍應當由所附權(quán)利要求書和它們的法律等同物來確定，而不是由上述描述來確定，并且所有落入所附權(quán)利要求書的含義和等同范圍之內(nèi)的改變都將包括進來。
[0026]對于本領域技術人員來說顯而易見的是，在所附權(quán)利要求書中沒有顯示地互相引用的權(quán)利要求可以組合起來，作為本發(fā)明的示例性實施方式，或者被包括而在提交本申請之后通過之后的修改而成為新權(quán)利要求。
[0027]本發(fā)明的方式
[0028]以用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式已經(jīng)描述了各種實施方式。
[0029]工業(yè)應用性
[0030]如根據(jù)上述描述所顯而易見的，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，可以對本發(fā)明做出各種修改和變型，而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。因此，旨在本發(fā)明覆蓋落入所附權(quán)利要求書和它們的等同物的范圍之內(nèi)的修改例和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種晶體管橋式伺服控制電路，其包括: 第一電源、第二電源、電容器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一晶體管、第二晶體管、第一二極管、第二二極管、和電動機，其中所述第一電源的正極分別連接第四電阻的一端和第一晶體管的發(fā)射極，該第四電阻的另一端分別連接第一晶體管的基極、第二晶體管的集電極、和電容器的一端，該電容的另一端連接第五電阻的一端，該第一晶體管的集電極分別連接第一電阻的一端和第三電阻的一端，該第二晶體管的基極分別連接第一電阻的另一端和第二電阻的一端，該第二晶體管的發(fā)射極分別連接第六電阻的一端和第一二極管的陰極，該第一二極管的陽極連接第二二極管的陰極，該第二二極管的陽極分別連接第二電源的負極和電動機的一端，第二電源的正極連接所述第三電阻的另一端，所述第一電源的負極分別連接第五電阻的另一端、第二電阻的另一端、第六電阻的另一端和電動機的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的晶體管橋式伺服控制電路，其特征在于第一電阻的阻值與第二電阻的阻值之比等于第三電阻的阻值與電動機的內(nèi)部電阻的阻值之比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的晶體管橋式伺服控制電路，其特征在于第一晶體管是PNP晶體管，第二晶體管是NPN晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的晶體管橋式伺服控制電路，其特征在于所述第二電源是一個受溫度控制的直流電壓源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的晶體管橋式伺服控制電路，其特征在于通過選擇特定的第六電阻以使得第二晶體管的基極-發(fā)射極電壓與第一二極管的陰極電壓相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的晶體管橋式伺服控制電路，其特征在于第一電阻的阻值為Ik歐姆，第二電阻的阻值為270歐姆，第三電阻的阻值為5歐姆，第四電阻的阻值為330歐姆，第五電阻的阻值為Ik歐姆，第六電阻的阻值為470歐姆，電動機的內(nèi)部電阻的阻值為21歐姆，電容器的電容值為0.22 μ F，第一電源為6V，第二電源提供的電壓范圍為0-10V。
【文檔編號】H02P7/28GK103560727SQ201310503832
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】呼艷生, 王啟銀, 趙銳, 岳金城, 郭鵬飛, 楊春花, 李廣, 化偉 申請人:國家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司大同供電分公司