一种基于超级电容驱动的直流电机控制电路
阅读说明：本技术 一种基于超级电容驱动的直流电机控制电路 (Direct current motor control circuit based on super capacitor drive ) 是由 严由辉 孙文 公飞 赵金华 李帅 李勇 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于超级电容驱动的直流电机控制电路,其技术方案包括通过DCDC电源芯片保证了电机的供电电压稳定,可使直流电机的转速不受输入电压的变化而影响,选用H桥电机驱动控制芯片避免了单独设计驱动电路器件繁琐复杂的问题,并且对电机电流进行实时精准控制,防止电机在运行过程中出现过载或者堵转现象,可见本发明一种基于超级电容驱动的直流电机控制电路稳定性高,可靠性高,技术实现简单。(The invention discloses a direct current motor control circuit based on super capacitor driving, which adopts the technical scheme that a DCDC power supply chip ensures the stability of the power supply voltage of a motor, the rotating speed of the direct current motor is not influenced by the change of input voltage, an H-bridge motor driving control chip is selected to avoid the problem of complicated and complicated devices of an independently designed driving circuit, the current of the motor is accurately controlled in real time, and the overload or locked rotor phenomenon of the motor in the running process is prevented.)
技术领域
本发明涉及直流电机驱动电路技术领域，尤其涉及一种基于超级电容驱动的直流电机控制电路。
背景技术
在直流电机驱动控制电路中，电机所需的电压往往是不稳定的，电机电压不稳定会造成电机转动圈数不确定，不利于直流电机的精准控制。单独设计的直流电机驱动电路由于电阻和三极管或者MOS等功率器件繁多，会使得计算量繁琐复杂，不利于技术的简单实现。并且在直流电机实际运行过程中，不可避免的会遇到电机过载或者堵转状况，严重时会造成电机损坏。
发明内容
本发明要解决的问题是针对现有技术存在的上述问题，旨在提供一种操作简单，易于实现的电机驱动控制电路。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于超级电容驱动的直流电机控制电路，其驱动控制电路包含：超级电容升压电路、直流电机驱动电路、电机过流检测电路和MCU控制单元，其中：
所述的超级电容升压电路，将超级电容电压通过升压芯片升到电机所需的稳定电压，保证电机转动圈数稳定；
所述的直流电机驱动电路，该电路采用H桥驱动芯片，保证电机控制的稳定性；
所述的电机过流检测电路，将电机运行过程中的电流信号转换为电压信号，通过比较器与基准电压数值进行比较，输出比较器的高低电平信号；
所述的MCU控制单元，提供直流电机驱动电路的驱动控制信号，并对电机电流进行检测是否存在过负荷现象，从而保证电机的正常运行。
本发明的有益效果为通过DCDC电源芯片保证了电机的供电电压稳定，可使直流电机的转速不受输入电压的变化而影响，选用H桥电机驱动控制芯片避免了单独设计驱动电路器件繁琐复杂的问题，并且对电机电流进行实时精准控制，防止电机在运行过程中出现过载或者堵转现象，可见本发明一种基于超级电容驱动的直流电机控制电路稳定性高，可靠性高，技术实现简单。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于超级电容驱动的直流电机控制电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图1所示，本实施例一种基于超级电容驱动的直流电机控制电路，包括超级电容升压电路、直流电机驱动电路、电机过流检测电路和MCU控制单元。
其中超级电容升压电路，将超级电容电压通过升压芯片升到电机所需的稳定电压，保证电机转动圈数稳定。超级电容升压电路包括超级电容E1、电感L1、二极管VD1、升压电源芯片D1、电阻R1、电阻R3、电容C1和电容C2，其中超级电容E1负极接地，电感L1一端接超级电容E1的正极，另一端接升压电源芯片D1的SW管脚与二极管VD1的阳极；电阻R1一端接二极管VD1的阴极、升压电源芯片D1的VOUT管脚、电容C1和电容C2，另一端接电阻R3和升压电源芯片D1的FB管脚；电阻R3、电容C1和电容C2接地，升压电源芯片D1的NC管脚悬空，EN管脚接3.3V电源。
其中的直流电机驱动电路，该电路采用H桥驱动芯片，保证电机控制的稳定性。直流电机驱动电路由电阻R2、电容C3、电机驱动芯片D2和电机D4组成，其中电阻R2一端接地，另一端接驱动芯片D2的GND管脚；电容C3一端接驱动芯片D2的VCC管脚也是超级电容升压电路的输出，另一端接地；电机D4一端接驱动芯片D2的OUT1管脚，另一端接驱动芯片D2的OUT2管脚；驱动芯片D2的IN1管脚接MCU控制单元的IO1管脚，驱动芯片D2的IN2管脚接MCU控制单元的IO2管脚。
其中的电机过流检测电路，将电机运行过程中的电流信号转换为电压信号，通过比较器与基准电压数值进行比较，输出比较器的高低电平信号。电机过流检测电路包含电阻R4、电阻R5、电阻R6、比较器D3、电容C4和电容C5，其中电阻R4一端接电源2.5V，另一端接电阻R5和比较器D3的同相输入管脚IN+；电阻R6一端接比较器D3的反相输入管脚IN-，另一端接驱动芯片D2的GND管脚；电容C4一端接电源3.3V和比较器D3的正向输入电压V+，另一端接地；电容C5一端接比较器D3的反向输入电压V-和地，另一端接比较器D3的输出OUT管脚也是MCU控制单元IO3管脚。
当超级电容E1的电压达到升压电源芯片D1的输入电压时，升压电源芯片即可输出电机所需的稳定电压，用作电机转动所需的动力来源。MCU控制单元D5输出管脚IO1和IO2输出驱动电机的控制信号高电平或者低电平，用作电机驱动芯片D2的输入管脚IN1和IN2。当MCU控制单元D5输出管脚IO1和IO2全部为高电平或者全部为低电平时，直流电机驱动芯片D2的输出管脚不使能，使得电机D4不转动。当MCU控制单元D5的输出管脚IO1和IO2一个为高电平，另一个为低电平时，驱动芯片D2的输出管脚OUT1和OUT2一个为高电平另一个为低电平，控制电机D4实现了正转动和反转的功能。
在电机D4运行过程中遇到过载或者堵转时，流经电机D4的电流就会增大，促使电阻R2两端的电压数值增大，导致比较器D3的反向输入端电压大于同向输入端的电压，进而比较器D3输出端OUT的电平状态与电机D4正常运行时的电平状态相反，MCU控制单元的输入管脚IO3会检测到这一电平状态的变化，从而控制电机D4停止转动，防止电机D4过载或堵转损坏电机本体。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。
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