波形转换电路、转速检测装置和电机系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种波形转换电路，其包括模拟信号正输入端口、模拟信号负输入端口、恒压输入端口、开关装置和输出端上拉电路，所述开关装置具有正输入端、负输入端、低电平端和方波信号输出端，所述模拟信号正、负输入端口分别与所述开关装置的正、负输入端连接，所述输出端上拉电路的输出端与所述方波信号输出端连接，该输出端上拉电路的输入端接恒压输入端口；当所述开关装置导通，所述方波信号输出端输出低电平，当所述开关装置断开，所述方波信号输出端输出高电平。本发明专利技术还提供另一种波形转换电路、一种转速检测装置和一种电机系统。本发明专利技术能够实现模拟信号转换为方波信号，实现类似于霍尔传感器检测电机转速的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将不同波形类型的信号进行转换的电路，其可用于对模拟信号频率的精准检测。本专利技术也涉及一种对转动机械进行转速检测的装置。本专利技术还涉及一种电机系统。
技术介绍
在电机所应用于的装置中，例如具有智能控制功能的水泵装置，需要对电机的转速进行检测，并将检测结果反馈给水泵装置的控制单元，譬如附有芯片等控制电路的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)。目前的检测方式是在电机轴处安装一个霍尔传感器，利用霍尔传感器检测电机轴的转速，并将信号输出给水泵装置的PCB。譬如，霍尔传感器工作在5V电压下，当电机转动时，霍尔传感器感应到磁场的不断变化，进而持续产生低电平为0V、高电平为5V的方波信号，即数字信号，输出至水泵的PCB中，PCB上的控制单元根据该方波信号的频率判断出电机的转速。由于霍尔传感器输出的为数字信号，抗干扰能力强，无噪声积累，因此，可以据此计算出准确的转速值。由于实际生产或者商业操作方面的原因，利用霍尔传感器完成上述检测往往不是最佳选择，因此，有必要寻求替代装置以实现电机转速的检测。一个可能的方案是利用输出信号为模拟信号的转速感应器检测转速，但是，此类转速感应器输出的模拟信号容易受到各种干扰而产生失真，因此控制单元根据该模拟信号计算出的转速往往发生偏差。于是，往往不倾向于利用此类转速感应器在对检测精准度要求较高的场合检测机械的转速。
技术实现思路
本专利技术的波形转换电路旨在解决输出信号为模拟信号的转速感应器难以应用于对检测精准度要求较高场合下进行转速检测的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种波形转换电路，包括模拟信号正输入端口、模拟信号负输入端口、恒压输入端口、开关装置和输出端上拉电路，所述开关装置具有正输入端、负输入端、低电平端和方波信号输出端，所述模拟信号正输入端口与所述开关装置的正输入端连接，所述模拟信号负输入端口与所述开关装置的负输入端连接，所述输出端上拉电路的输出端与所述方波信号输出端连接，该输出端上拉电路的输入端接所述恒压输入端口；当所述开关装置导通，所述方波信号输出端与所述开关装置的低电平端连通，该方波信号输出端输出低电平，当所述开关装置断开，所述方波信号输出端与所述开关装置的低电平端断路，该方波信号输出端输出高电平。为解决上述技术问题，本专利技术还提供另一种波形转换电路，包括模拟信号正输入端口、模拟信号负输入端口、恒压输入端口、开关装置和输出端下拉电路，所述开关装置具有正输入端、负输入端、高电平端和方波信号输出端，所述模拟信号正输入端口与所述开关装置的正输入端连接，所述模拟信号负输入端口与所属开关装置的负输入端连接，所述恒压输入端口分别与所述开关装置的正输入端和高电平端连接，所述输出端下拉电路的一端与所述方波信号输出端连接，该输出端下拉电路的另一端接地；当所述开关装置导通，所述方波信号输出端与所述开关装置的高电平端连通，所述方波信号输出端输出高电平，当所述开关装置断开，所述方波信号输出端与所述开关装置的高电平端断路，所述方波信号输出端输出低电平。为实现对转动机械的转速进行精确检测，本专利技术提供一种转速检测装置，包括用于检测转速并输出模拟信号的转速感应器和上述波形转换电路，所述转速感应器接于所述模拟信号正输入端口和所述模拟信号负输入端口之间。为实现具有对电机转速进行精确检测功能的电机系统，一种电机系统，包括电机和上述转速检测装置，所述转速感应器安装于所述电机的电机轴上用于感应该电机轴的转速。为实现同样的目的，本专利技术还提供另一种电机系统，包括电机、用于检测所述电机转速并输出模拟信号的转速感应器、PCB板和上述波形转换电路，所述转速感应器和所述波形转换电路均安装于所述电机上，所述PCB板上附有处理器和
恒压电源，所述转速感应器接于所述模拟信号正输入端口和所述模拟信号负输入端口之间，所述处理器与所述方波信号输出端连接，所述恒压电源与所述恒压输入端连接。本专利技术能够实现模拟信号转换为方波信号，且元器件数量少，成本低廉，制造工艺简单。本专利技术能够起到类似于霍尔传感器的作用，实现对转速的精确检测，从而为通过霍尔传感器实现转速检测之外，又提供一种全新的转速检测方式。附图说明图1为转速检测装置一个实施例的结构示意图，其中采用了第一实施例的波形转换电路，且属于波形转换电路中选用NPN型三极管作为开关管的情形；图2为转速检测装置一个实施例的结构示意图，其中采用了第一实施例的波形转换电路，且属于波形转换电路中选用N-MOSFET作为开关管的情形；图3为转速检测装置一个实施例的结构示意图，其中采用了第二实施例的波形转换电路，且属于波形转换电路中选用PNP型三极管作为开关管的情形；图4为转速检测装置一个实施例的结构示意图，其中采用了第二实施例的波形转换电路，且属于波形转换电路中选用P-MOSFET作为开关管的情形；图5为本专利技术第一实施例的电机系统结构示意图(部分结构)；图6为图5所示结构的部分结构的结构示意图。具体实施方式作为本专利技术波形转换电路的第一实施例，如图1、2所示，该波形转换电路99包括模拟信号正输入端口11a、模拟信号负输入端口11b、恒压输入端口12、开关装置13和输出端上拉电路14，开关装置13具有正输入端131a、负输入端131b、低电平端132和方波信号输出端133，模拟信号正输入端口11a与开关装置13的正输入端131a连接，模拟信号负输入端口11b与开关装置13的负输入端131b连接，输出端上拉电路14的输出端与方波信号输出端133连接，该输出端上拉电路14的输入端接恒压输入端口12；当开关装置13导通，方波信号输出端133与开关装置13的低电平端132连通，该方波信号输出端133输出低电平，当开关装置13断开，方波信号输出端133与开关装置13的低电平端132断路，该方波信号输出端133输出高电平。其中，开关装置13包括保护电路13a、偏置电路13b和开关管，保护电路13a接于开关装置13的正输入端131a与开关管之间，偏置电路13b接于开关装置
13的负输入端131b与开关管之间。开关管可选用双极性晶体管、场效应管等三极性开关元件。譬如，如图1所示，开关管选用NPN型三极管，NPN型三极管的发射极接开关装置13的低电平端132，其集电极接方波信号输出端133，其基极分别接保护电路13a的一端和偏置电路13b的一端，保护电路13a的另一端接开关装置13的正输入端131a，偏置电路13b的另一端接开关装置13的负输入端131b；NPN型三极管工作于截止区和饱和区。又譬如，如图2所示，开关管选用N-MOSFET，N-MOSFET的源极接开关装置13的低电平端132，其漏极接方波信号输出端133，其栅极分别接保护电路13a的一端和偏置电路13b的一端，保护电路13a的另一端接开关装置13的正输入端131a，偏置电路13b的另一端接开关装置13的负输入端131b；N-MOSFET工作于截止区和变阻区。优选的，如图1、2所示，保护电路13a主要包括接于开关装置13的正输入端131a和开关管之间的电阻R1，偏置电路13b主要包括接于开关装置13的负输入端131b和开关管之间的电阻R2.电阻R1与NPN型三极管搭配，起到防止NPN型三极管基极电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波形转换电路，包括模拟信号正输入端口(11a)、模拟信号负输入端口(11b)、恒压输入端口(12)、开关装置(13)和输出端上拉电路(14)，所述开关装置(13)具有正输入端(131a)、负输入端(131b)、低电平端(132)和方波信号输出端(133)，所述模拟信号正输入端口(11a)与所述开关装置(13)的正输入端(131a)连接，所述模拟信号负输入端口(11b)与所述开关装置的负输入端(131b)连接，所述输出端上拉电路(14)的输出端与所述方波信号输出端(133)连接，该输出端上拉电路(14)的输入端接所述恒压输入端口(12)；当所述开关装置(13)导通，所述方波信号输出端(133)与所述开关装置(13)的低电平端(132)连通，该方波信号输出端(133)输出低电平，当所述开关装置(13)断开，所述方波信号输出端(133)与所述开关装置(13)的低电平端(132)断路，该方波信号输出端(133)输出高电平。

【技术特征摘要】
1.一种波形转换电路，包括模拟信号正输入端口(11a)、模拟信号负输入端口(11b)、恒压输入端口(12)、开关装置(13)和输出端上拉电路(14)，所述开关装置(13)具有正输入端(131a)、负输入端(131b)、低电平端(132)和方波信号输出端(133)，所述模拟信号正输入端口(11a)与所述开关装置(13)的正输入端(131a)连接，所述模拟信号负输入端口(11b)与所述开关装置的负输入端(131b)连接，所述输出端上拉电路(14)的输出端与所述方波信号输出端(133)连接，该输出端上拉电路(14)的输入端接所述恒压输入端口(12)；当所述开关装置(13)导通，所述方波信号输出端(133)与所述开关装置(13)的低电平端(132)连通，该方波信号输出端(133)输出低电平，当所述开关装置(13)断开，所述方波信号输出端(133)与所述开关装置(13)的低电平端(132)断路，该方波信号输出端(133)输出高电平。2.根据权利要求1所述的波形转换电路，其中：所述开关装置(13)包括保护电路(13a)、偏置电路(13b)和NPN型三极管，所述NPN型三极管的发射极接所述开关装置(13)的低电平端(132)，其集电极接所述方波信号输出端(133)，其基极分别接所述保护电路(13a)的一端和所述偏置电路(13b)的一端，所述保护电路(13a)的另一端接所述开关装置(13)的正输入端(131a)，所述偏置电路(13b)的另一端接所述开关装置(13)的负输入端(131b)；或者，所述开关装置(13)包括保护电路(13a)、偏置电路(13b)和N-MOSFET，所述N-MOSFET的源极接所述开关装置(13)的低电平端(132)，其漏极接所述方波信号输出端(133)，其栅极分别接所述保护电路(13a)的一端和所述偏置电路(13b)的一端，所述保护电路(13a)的另一端接所述开关装置(13)的正输入端(131a)，所述偏置电路(13b)的另一端接所述开关装置(13)的负输入端(131b)。3.根据权利要求2所述的波形转换电路，其中：所述NPN型三极管工作于截止区和饱和区；所述N-MOSFET工作于截止区和变阻区。4.根据权利要求2或3所述的波形转换电路，还包括接于所述模拟信号正输入端口(11a)和所述开关装置(13)的正输入端(131a)之间的滤波装置(15)；所述开关装置(13)的低电平端(132)接地。5.一种波形转换电路，包括模拟信号正输入端口(21a)、模拟信号负输入端口(21b)、恒压输入端口(22)、开关装置(23)和输出端下拉电路(24)，所述开关装置(23)具有正输入端(231a)、负输入端(231b)、高电平端(232)和方波信号输出端(233)，所述模拟信号正输入端口(21a)与所述开关装置(23)的正输入端(231a)连接，所述模拟信号负输入端口(21b)与所属开关装置的负输入端(231b)连接，所述恒压输入端口(22)分别与所述开关装置(23)的正输入端(231a)和高电平端(232)连接，所述输出端下拉电路(24)的一端与所述方波信号输出端(233)连接，该输出端下拉电路(24)的另一端接地；当所述开关装置(23)导通，所述方波信号输出端(233)与所述开关装置(23)的高电平端(232)连通，所述方波信号输出端(233)输出高电平，当所述开关装置(23)断开，所述方波信号输出端(233)与所述开关装置(23)的高电平端(232)断路，所述方波信号输出端(233)输出低电平。6.根据权利要求5所述的波形转换电路，其中：所述开关装置(23)包括偏置电路(23a)、保护电路(23b)和PNP型三极管，所述PNP型三极管的发射极接所述开关装置(23)的高电平端(232)，其集电极接所述方波信号输出端(233)，其基极分别接所述偏置电路(23a)的一端和所述保护电路(23b)的一端，所述偏置电路(23a)的另一端接所述开关装置(23)的正输入端(231a)，所述保护电路(23b)的另一端接...

【专利技术属性】
技术研发人员：付志平，李敏，穆拉·M·雷迪，
申请(专利权)人：广东德昌电机有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44