一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路的制作方法

1.本发明涉及工业控制设备技术领域，尤其涉及一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路。


背景技术：

2.订折机是一种综合平订机和折页机的机器，现有的订折机内部包括送纸机构、装订机构、折纸机构，工作人员可以将要订折的纸张放入送纸机构中，送纸机构会将纸张传送至装订机构进行装订，然后再将装订好的纸张传送至折纸机构进行折纸，之后将完成装订、折纸两道工序的纸张输送出订折机，完成纸张的订折作业。由此，本技术需要根据订折的需求提供一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路，采用直流电机，并根据直流电机的需求，对直流电机进行驱动。


技术实现要素：

3.本发明针对上述现有的问题的一个或多个，提出一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路和系统。
4.根据本发明的第一方面，提供一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路，驱动控制模块以及与所述驱动控制模块电性连接的驱动保护控制电路和控制器，所述驱动保护控制电路用于连接所述驱动控制模块与外部电机，对外部电机进行保护；
5.所述驱动保护控制电路包括a相上桥电路、a相下桥电路、c相上桥电路、c相下桥电路，
6.所述驱动控制模块包括第一驱动端、第二驱动端、第三驱动端以及第四驱动端，其中，
7.所述a相上桥电路包括电阻r40、mos开关管q19以及电阻r38，q19为pmos开关管，所述第一驱动端连接电阻r40，所述电阻r40的另一端与mos开关管q19的栅极连接，电阻r38跨接在mos开关管q19的栅极和源极之间，mos开关管q19的源极与直流电源相连接；
8.所述a相下桥电路包括电阻r44以及mos开关管q21，q21为nmos开关管，所述第二驱动端连接电阻r44，所述电阻r44的另一端与mos开关管q21的栅极连接，所述mos开关管q19的漏极和mos开关管q21的漏极相连接；
9.所述c相上桥电路包括电阻r41、mos开关管q20以及电阻r39，q20为pmos开关管，所述第三驱动端连接电阻r41，所述电阻r40的另一端与mos开关管q20的栅极连接，电阻r39跨接在mos开关管q20的栅极和源极之间，mos开关管q20的源极与直流电源相连接；
10.所述c相下桥电路包括电阻r45以及mos开关管q22，q22为nmos开关管，所述第四驱动端连接电阻r45，所述电阻r45的另一端与mos开关管q22的栅极连接，所述mos开关管q22的漏极和mos开关管q20的漏极相连接；
11.所述控制器与所述驱动控制模块的转向控制端连接，用于输入驱动电路的正转和反转信号。
12.在某些可实现的方式中，还包括稳压二极管d14和稳压二极管d15，稳压二极管d14的阴极与第三驱动端ct连接，稳压二极管d14的阳极接地；稳压二极管d15的阴极与第三驱动端cb连接，稳压二极管d15的阳极接地。
13.在某些可实现的方式中，所述pmos管q19、pmos管q20、nmos管q21以及nmos管q22内分别对应的集成有体二极管；pmos管q19、pmos管q20、nmos管q21以及nmos管q22的源极和漏极之间均连接有稳压管。
14.在某些可实现的方式中，还包括采样电路，所述采样电路包括并联连接的采样电阻r56和采样电阻r57，所述采样电阻r56和采样电阻r57相互连接的一端连接mos开关管q21的源极和mos开关管q22的源极，所述采样电阻r56和采样电阻r57相互连接的另一端接地。
15.在某些可实现的方式中，还包括滤波电路，所述滤波电路包括电阻r54、电阻r55、电阻r58以及滤波电容c1。
16.在某些可实现的方式中，还包括指示电路，所述指示电路包括串联连接的电阻r1和发光二极管led1，所述电阻r1的另一端连接直流电源，所述发光二极管led1的另一端连接驱动控制模块的故障输出端fault。
17.在某些可实现的方式中，还包括电压驱动电路，所述电压驱动电路包括驱动电阻r50、电容c5以及稳压二极管z3，所述驱动电阻r50和电容c5串联连接，所述驱动电阻r50的另一端连接所述直流电源，所述电容c5的两端并联所述稳压二极管z3，所述稳压二极管z3的负极接地，所述稳压二极管z3的正极连接驱动电阻r50。
18.在某些可实现的方式中，还包括串联连接的电阻r53和电阻r63，所述电阻r53的一端连接驱动控制模块的基准电压端，所述电阻r53的一端连接接地，所述驱动控制模块的误差放大正端连接在所述电阻r53和电阻r63的中间。
19.在某些可实现的方式中，还包括串联连接的电阻r52和电容c4，所述电阻r52的一端连接所述驱动控制模块的基准电压端，所述电容c4的另一端接地。
20.本发明的有益效果是：本发明提供一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路，包括驱动控制模块和驱动保护控制电路，驱动保护控制电路包括a相上桥电路、a相下桥电路、c相上桥电路以及c相下桥电路，a相上桥电路包括电阻r40、mos开关管q19以及电阻r38，q19为pmos开关管，第一驱动端连接电阻r40，电阻r40的另一端与mos开关管q19的栅极连接，电阻r38跨接在mos开关管q19的栅极和源极之间，mos开关管q19的源极与直流电源相连接；a相下桥电路包括电阻r44以及mos开关管q21，q21为nmos开关管，第二驱动端连接电阻r44，电阻r44的另一端与mos开关管q21的栅极连接，mos开关管q19的漏极和mos开关管q21的漏极相连接；c相上桥电路包括电阻r41、mos开关管q20以及电阻r39，q20为pmos开关管，第三驱动端连接电阻r41，电阻r40的另一端与mos开关管q20的栅极连接，电阻r39跨接在mos开关管q20的栅极和源极之间，mos开关管q20的源极与直流电源相连接；c相下桥电路包括电阻r45以及mos开关管q22，q22为nmos开关管，第四驱动端连接电阻r45，电阻r45的另一端与mos开关管q22的栅极连接，mos开关管q22的漏极和mos开关管q20的漏极相连接，由此，电路设计巧妙，实现了对直流订电机的实时驱动，以及考虑电路中电流的影响对驱动电路进行驱动控制。
附图说明
21.图1为一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路的电路图；
22.图2为图1中一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路的部分电路图。
23.通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
24.下面结合附图对申请技术方案作进一步详细说明。
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特性可以相互组合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
28.实施例一
29.图1为本发明实施例提供一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路的电路图；本实施例提供一种应用于手动订折机的直流电机驱动电路，包括驱动控制模块以及与驱动控制模块电性连接的驱动保护控制电路和控制器，驱动保护控制电路用于连接驱动控制模块与外部电机，对外部电机进行保护；驱动控制模块可以采用moc330350dw系列，如图1中的u2；
30.驱动保护控制电路包括a相上桥电路、a相下桥电路、c相上桥电路、c相下桥电路，驱动控制模块u2包括第一驱动端at(u2的2脚)、第二驱动端ab(u2的21脚)、第三驱动端ct(u2的24脚)以及第四驱动端cb(u2的19脚)，其中，
31.a相上桥电路包括电阻r40、mos开关管q19以及电阻r38，q19为pmos开关管，第一驱动端at连接电阻r40，电阻r40的另一端与mos开关管q19的栅极g连接，电阻r38跨接在mos开关管q19的栅极g和源极s之间，mos开关管q19的源极s与24v的直流电源相连接；
32.a相下桥电路包括电阻r44以及mos开关管q21，q21为nmos开关管，第二驱动端ab连接电阻r44，电阻r44的另一端与mos开关管q21的栅极g连接，mos开关管q19的漏极d和mos开关管q21的漏极d相连接；所述q19的漏极和q21的漏极相连接；所述q19的漏极d和q21的漏极d连接后连接至电机绕组a端，电机绕组a端指代图中的motora。
33.c相上桥电路包括电阻r41、mos开关管q20以及电阻r39，q20为pmos开关管，第三驱动端ct连接电阻r41，电阻r40的另一端与mos开关管q20的栅极连接，电阻r39跨接在mos开关管q20的栅极g和源极s之间，mos开关管q20的源极与24v的直流电源相连接；
34.c相下桥电路包括电阻r45以及mos开关管q22，q22为nmos开关管，第四驱动端cb连接电阻r45，电阻r45的另一端与mos开关管q22的栅极g连接，mos开关管q22的漏极d和mos开关管q20的漏极d相连接；所述q20的漏极和q22的漏极连接后连接至电机绕组b端，电机绕组b端指代图中的motorb；
35.控制器与驱动控制模块的转向控制端连接，用于输入驱动电路的正转和反转信号。控制器与驱动控制模块的转向控制端f/r连接，用于输入驱动电路的正转和反转信号。
36.因此，cw为clockwise，代表电机顺时针旋转，ccw为counterclockwise，代表电机逆时针旋转，图中的en端为使能端。
37.当cw/ccw是高电平的时候，电机驱动处于正转状态模式，
38.刚起步动作的时候，a，c相都处于互补输出状态，at为低，ab为低q19导通，ct为低，cb为高，q22导通，此时+24vcc直流电源经过q19，通过电机绕组(motora
→
motorb)到q22，再到gnd，让电机绕组处于正向通电的状态，电流方向为+24vcc
→
q19
→
电机
→
q22
→
gnd；导通一段时间后，at为高，ab为高，q21导通，ct为低，cb为低，q20导通，由于电机刚起步，电流比较大，采用导通mos的方式来降低电机绕组续流的所带来的mos的功耗，虽然存在+24vcc，但是电机绕组电流更大，所以电流方向还是流向+24vcc，形成续流，续流方向为gnd
→
q21
→
motora
→
motorb
→
q20
→
24vcc；
39.随着加速过程的变化，at会变成一直导通，而cb的pwm波的，用来控制电机正常工作时的速度，此时电流相较起步时，电流明显变小，当q22关断时，续流回路为motorb
→
d9
→
+24vcc
→
q19
→
motora；
40.而cw/ccw是低电平的时候，电机驱动处于反转状态模式；
41.刚起步动作的时候，a，c相都处于互补输出状态，ct为低，cb为低，q20导通，at为高，ab为高，q21导通，+24vcc经过q20，通过电机绕组(motorb
→
motora)到q21，再到gnd，让电机绕组处于反向通电的状态，电流方向为+24vcc
→
q20
→
电机
→
q21
→
gnd；导通一段时间后，ct为高，cb为高，q22导通，at为低，ab为低，q19导通，由于电机刚起步，电流比较大，采用导通mos的方式来降低电机绕组续流的所带来的mos的功耗，虽然存在+24vcc，但是电机绕组电流更大，所以电流方向还是流向+24vcc，形成续流；续流方向为gnd
→
q22
→
motorb
→
motora
→
q19
→
24vcc；
42.随着加速过程的变化，ct会变成一直导通，而ab端输出的pwm波，用来控制电机正常工作时的速度，此时电流相较起步时，电流明显变小，当q21关断时，续流回路为motora
→
d8
→
+24vcc
→
q20
→
motorb。
43.本实施例提供应用于手动订折机的直流电机驱动电路，通过采用驱动控制模块u2以及驱动保护控制电路，而驱动保护控制电路包括a相上桥电路、a相下桥电路、c相上桥电路、c相下桥电路，而驱动保护控制电路采用mos开关管q19、q20、q21以及q22，当cw/ccw是高电平的时候，电机驱动处于正转状态模式，刚起步动作的时候，a，c相都处于互补输出状态，at为低，ab为低q19导通，ct为低，cb为高，q22导通，此时+24vcc直流电源经过q19，通过电机绕组(motora
→
motorb)到q22，再到gnd，让电机绕组处于正向通电的状态，电流方向为+24vcc
→
q19
→
电机
→
q22
→
gnd；导通一段时间后，at为高，ab为高，q21导通，ct为低，cb为低，q20导通，由于电机刚起步，电流比较大，采用导通mos的方式来降低电机绕组续流的所带来的mos的功耗，虽然存在+24vcc，但是电机绕组电流更大，所以电流方向还是流向+
24vcc，形成续流，续流方向为gnd
→
q21
→
motora
→
motorb
→
q20
→
24vcc；随着加速过程的变化，at会变成一直导通，而cb的pwm波的，用来控制电机正常工作时的速度，此时电流相较起步时，电流明显变小，当q22关断时，续流回路为motorb
→
d9
→
+24vcc
→
q19
→
motora；
44.而cw/ccw是低电平的时候，电机驱动处于反转状态模式；刚起步动作的时候，a，c相都处于互补输出状态，ct为低，cb为低，q20导通，at为高，ab为高，q21导通，+24vcc经过q20，通过电机绕组(motorb
→
motora)到q21，再到gnd，让电机绕组处于反向通电的状态，电流方向为+24vcc
→
q20
→
电机
→
q21
→
gnd；导通一段时间后，ct为高，cb为高，q22导通，at为低，ab为低，q19导通，由于电机刚起步，电流比较大，采用导通mos的方式来降低电机绕组续流的所带来的mos的功耗，虽然存在+24vcc，但是电机绕组电流更大，所以电流方向还是流向+24vcc，形成续流；续流方向为gnd
→
q22
→
motorb
→
motora
→
q19
→
24vcc；随着加速过程的变化，ct会变成一直导通，而ab端输出的pwm波，用来控制电机正常工作时的速度，此时电流相较起步时，电流明显变小，当q21关断时，续流回路为motora
→
d8
→
+24vcc
→
q20
→
motorb。
45.如图2所示，还包括稳压二极管d14和稳压二极管d15，稳压二极管d14的阴极与第三驱动端ct连接，稳压二极管d14的阳极接地；稳压二极管d15的阴极与第三驱动端cb连接，稳压二极管d15的阳极接地。具体地，稳压二极管d14和d14采用型号为1n5819的肖特基二极管，由此，在nmos21、q22关断的时候可以及时的把mos管中gs结电容上的电流释放掉。
46.具体地，还包括采样电路，采样电路包括并联连接的采样电阻r56和采样电阻r57，采样电阻r56和采样电阻r57相互连接的一端连接mos开关管q21的源极和mos开关管q22的源极，采样电阻r56和采样电阻r57相互连接的另一端接地。由此，将nmos的q21和q22的源极s相连接后与电阻r56和采样电阻r57连接。
47.具体地，pmos管q19、pmos管q20、nmos管q21以及nmos管q22内分别对应的集成有体二极管；pmos管q19、pmos管q20、nmos管q21以及nmos管q22的源极和漏极之间均连接有稳压管d8、d9、d10、d11。其中，稳压管d8、d9、d10、d11均采用型号为mur860g大电流肖特基二极管。d8、d9的阴极均和pmos管的源极s连接，d8、d9的阳极均和pmos管的漏极d连接，d10、d11的阴极均和nmos管的漏极d连接，d10、d11的阳极均和nmos管的源极d连接。由此，每个mos管均采用肖特基二极管给电机换向和刹车的时候提供强有力的续流回路，保证mos的安全。
48.如图2所示，还包括滤波电路，滤波电路包括电阻r54、电阻r55、电阻r58以及滤波电容c1。电阻r54的一端连接至采样电阻r56和采样电阻r57相互连接的的一端，电阻r55和滤波电容c1串联连接后与电阻r58并联，两者相互并联后的一端与电阻r54的另一端连接，两者相互并联后的另一一端接地。电阻r55的输出端连接驱动控制模块u2的id+端(u2的9脚)。由此，通过采样电阻r56、r57将电机绕组上的电流值转换成电压信号，以便u2的9脚采集实时的的电流值，并将采样信号通过形成的rc滤波电路进行滤波，形成一个比较好的波形。
49.如图所示，还包括指示电路，指示电路包括串联连接的电阻r1和发光二极管led1，电阻r1的另一端连接直流电源，发光二极管led1的另一端连接驱动控制模块的故障输出端fault。由此，通过该指示电路在电机错误状态下进行发光提示。
50.如图所示，还包括电压驱动电路，电压驱动电路包括驱动电阻r50、电容c5以及稳压二极管z3，驱动电阻r50和电容c5串联连接，驱动电阻r50的另一端连接24v的直流电源，
电容c5的两端并联稳压二极管z3，稳压二极管z3的负极接地，稳压二极管z3的正极连接驱动电阻r50，驱动电阻r50的输出端连接驱动控制模块u2的vc端(u2的18脚)。
51.如图2所示，还包括串联连接的电阻r53和电阻r63，电阻r53的一端连接驱动控制模块的基准电压端vbase(u2的8脚)，电阻r53的一端连接接地，驱动控制模块的误差放大正端(u2的11脚)连接在电阻r53和电阻r63的中间，调整开关频率。此外，还包括串联连接的电阻r52和电容c4，电阻r52的一端连接驱动控制模块的基准电压端，电容c4的另一端接地。
52.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
53.以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。