利用电压调节实现直流电机调速的电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种利用电压调节实现直流电机调速的电路，包括依次连接的转速传感单元、MCU单元、电压转换单元和电压射随单元；转速传感单元用于采集电机的转速信号；MCU单元用于接收并分析所述转速信号，进而输出PWM信号；电压转换单元用于将所述PWM信号转换为电压信号；电压射随单元用于对所述电压信号调压并输出给电机运行单元。本实用新型专利技术具有结构简单、综合成本较低、检测更加精确的优点；且不受辐射及电磁干扰的影响，具有更优的可靠性及精度，其尤其适用于当直流电机采用反向电动势、阻抗等技术测量电机转速，并需要调节电机转速时的应用。

【技术实现步骤摘要】
利用电压调节实现直流电机调速的电路
本技术涉及电动家具家私或电动装饰
，特别是涉及一种利用输出电压调节直流电机转速的电路。
技术介绍
随着当今科学技术的不断进步和人民生活水平的提高，人们在对于家私类产品基本功能的基础上，越来越注重家私类产品的舒适性以及功能性，为了满足上述要求，直流驱动电机在该领域的应用越来越广泛及普遍。在电动类智能家居及家私领域，为了增加客户体验及产品功能性，家具生产厂商开始在例如沙发、床、办公桌等家具上安装了微型电机驱动的推杆电机，从而来实现对上述家具进行高度、角度等功能的调节。在桌、床等需要进行高度调节的产品上，往往采用两只或者两只以上的平行推杆进行控制，这就要求两只推杆在速度以及位置上尽可能实现同步操作，以保证产品稳定性，这时就需要一种控制推杆进行同步升降的方法。目前，行业内普遍采用的方法是采用H桥电路以及斩波调节对推杆进行同步调节，但是这种方法主要有几个缺点：1.H桥的电路复杂，从而导致成本较高。2.因为斩波技术，使得电路中的噪声与辐射大幅度增加，从而使得开发难度加大，相对应的开发周期也会加长；同时，为了解决噪声与辐射问题，还需要增加额外的材料与开发成本。3.采用斩波方法调速，具有局限性，无法通过感应电动势，电流采样等方式监测电机转速。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：目前采用H桥电路以及斩波调节对多个推杆进行同步调节，但这些方法成本高，电路中的噪声与辐射大幅度增加，并且推杆调速性能不稳定，为此提出一种利用电压调节实现直流电机调速的电路。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用电压调节实现直流电机调速的电路，包括依次连接的转速传感单元、MCU单元、电压转换单元和电压射随单元；转速传感单元，用于采集电机的转速信号；MCU单元，用于接收并分析所述转速信号，进而输出PWM信号；电压转换单元，用于将所述PWM信号转换为电压信号；电压射随单元，用于对所述电压信号调压并输出给电机运行单元。进一步地，所述电压转换单元包括开关管、第二电阻、第三电阻和滤波电容C1，所述第二电阻和所述第三电阻串联在电源和所述开关管的集电极之间，所述开关管的发射极接地，所述开关管的基极接收所述PWM信号，所述滤波电容C1接在所述第二电阻、所述第三电阻的公共端和地之间，所述第二电阻和所述第三电阻的公共端为所述电压转换单元的电压信号输出端，用于输出所述电压信号至所述电压射随单元。进一步地，所述开关管为三极管或者MOS管，当所述开关管为MOS管时，所述MCU单元和所述MOS管的基极之间串联有第一电阻。进一步地，所述电压射随单元包括功率管，所述功率管为集成的达林顿管，或者两个独立的三极管组合而成。进一步地，所述达林顿管为同极型达林顿管，当所述达林顿管为两个NPN型三极管串联而成时，所述达林顿的基极接所述电压转换单元的电压信号输出端，其集电极接电源，其发射极接电机运行单元；当所述达林顿管为两个PNP型三极管串联而成时，所述达林顿的基极接所述电压转换单元的电压信号输出端，其集电极接地，其发射极接电机运行单元。本技术的有益效果是：相较于采用H桥与斩波电路的产品，本技术具有结构简单、综合成本较低、检测更加精确的优点；且不受辐射及电磁干扰的影响，具有更优的可靠性及精度，其尤其适用于直流电机采用反向电动势、阻抗等技术测量电机转速，并需要调节电机转速时的应用。附图说明图1为本技术的利用电压调节实现直流电机调速的电路的原理框图；图2(a)、(b)为本技术的电压转换单元和电压射随单元的电路图；图3(a)、(b)、(c)为图2中各测试点的波形示意图。具体实施方式现在结合附图和优选实施例对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。参照图1，为本技术的利用电压调节实现直流电机调速的电路的原理框图。本技术电路包括依次连接的转速传感单元1、MCU单元2(如单片机)、电压转换单元3和电压射随单元4，转速传感单元1、电压射随单元4均与电机运行单元5连接，供电单元给整个电路提供电源。相对于目前市场上普遍采用的电压斩波调速方法，本技术的电压调速法对电磁兼容基本没有影响，解决了电压斩波进行电机调速难以通过电磁兼容性的问题。转速传感单元1，采集电机运行单元5两端的电压模拟量，通过滤波、比较，放大模拟信号转化为PWM信号。MCU单元2，通过一系列算法对接收的PWM信号进行比较处理，得到用于调速的PWM信号。电压转换单元3，用于将MCU单元2输出的PWM信号转换为电压信号。电压射随单元4，跟随输入的所述电压信号输出可变的电压给电机运行单元5供电，从而实现对电机的调速功能。电机运行单元5可能包含电机的运行开关及转向电路，也可能仅仅只有电机或由电机构成的直线驱动器等，所述电机为直流有刷电机，可以由换向电路、开关电路、电机转速采集电路等组成。参照图2，为本技术的电压转换单元3和电压射随单元4的电路图。所述电压转换单元3包括开关管Q2、用于分压的第二电阻R2、用于分压的第三电阻R3和滤波电容C1，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3串联在电源VCC和所述开关管Q2的集电极之间，所述开关管Q2的发射极接地GND，所述开关管Q2的基极接收所述PWM信号，所述滤波电容C1接在所述第二电阻R2、所述第三电阻R3的公共端和地GND之间，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3的公共端为所述电压转换单元3的电压信号输出端，用于输出所述电压信号至所述电压射随单元4。所述开关管Q2为三极管或者MOS管，当所述开关管Q2为MOS管时，所述MCU单元2和所述MOS管的基极之间串联有用于限流的第一电阻R1。所述电压射随单元4包括功率管Q1，所述功率管Q1为集成的达林顿管，或者两个独立的三极管组合而成。具体地，所述达林顿管为同极型达林顿管。如图2(a)所示，当所述达林顿管为两个NPN型三极管串联而成时，所述达林顿的基极接所述电压转换单元3的电压信号输出端，其集电极接电源VCC，所述电机运行单元5接在所述达林顿管的发射极和地GND之间；如图2(b)所示，当所述达林顿管为两个PNP型三极管串联而成时，所述达林顿的基极接所述电压转换单元3的电压信号输出端，其集电极接地GND，所述电机运行单元5接在所述达林顿管的发射极和电源VCC之间。电路的工作原理如下：所述开关管Q2根据所述MCU单元2输出的PWM波形进行通断，从而改变经过所述滤波电容C1变为电压信号的TP2处电压，所述功率管Q1处于导通时输出模拟电压从而改变电机转速达到调速的目的。图2中TP1、TP2、TP3分别为3个测试点，每个测试点对应的随时间变化的波形如图3(a)、(b)、(c)所示，其中图3(a)为PWM波经过第一电阻R1的波形示意图，图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用电压调节实现直流电机调速的电路，其特征在于：包括依次连接的转速传感单元、MCU单元、电压转换单元和电压射随单元；/n转速传感单元，用于采集电机的转速信号；/nMCU单元，用于接收并分析所述转速信号，进而输出PWM信号；/n电压转换单元，用于将所述PWM信号转换为电压信号；/n电压射随单元，用于对所述电压信号调压并输出给电机运行单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用电压调节实现直流电机调速的电路，其特征在于：包括依次连接的转速传感单元、MCU单元、电压转换单元和电压射随单元；
转速传感单元，用于采集电机的转速信号；
MCU单元，用于接收并分析所述转速信号，进而输出PWM信号；
电压转换单元，用于将所述PWM信号转换为电压信号；
电压射随单元，用于对所述电压信号调压并输出给电机运行单元。


2.如权利要求1所述的利用电压调节实现直流电机调速的电路，其特征在于：所述电压转换单元包括开关管、第二电阻、第三电阻和滤波电容C1，所述第二电阻和所述第三电阻串联在电源和所述开关管的集电极之间，所述开关管的发射极接地，所述开关管的基极接收所述PWM信号，所述滤波电容C1接在所述第二电阻、所述第三电阻的公共端和地之间，所述第二电阻和所述第三电阻的公共端为所述电压转换单元的电压信号输出端，用于输出所述电压信号至所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴则信，孙宜江，孙瑶，
申请(专利权)人：常州市凯迪电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32