具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参见图1，本发明实施例提供了一种直流电机驱动装置10，包括：第一单片机U1、驱动模块110以及反馈采样模块120；

所述第一单片机U1的输出端连接所述驱动模块110的输入端，所述驱动模块110的第一驱动输出端用于连接目标电机的正极，所述驱动模块110的第二驱动输出端用于连接所述目标电机的负极；所述驱动模块110的电流反馈端连接所述反馈采样模块120的输入端，所述反馈采样模块120的输出端连接所述第一单片机U1的反馈信号输入端；

所述驱动模块110用于监测流经所述目标电机的电流信号，并将所述电流信号发送至所述反馈采样模块120；

所述反馈采样模块120用于将所述电流信号转化为电压反馈信号，并将所述电压反馈信号反馈至第一单片机U1；

所述第一单片机U1用于根据所述电压反馈信号生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述驱动模块110；

所述驱动模块110还用于根据所述控制信号生成PWM信号，并将所述PWM信号发送至所述目标电机。

由于灰尘的沉积和碳刷的氧化或磨损老化，电刷的接触电阻会增大，从而造成电机的转矩下降，电机起动的可靠性降低。在本实施例提供的直流电机驱动装置10中，第一单片机U1根据电压反馈信号生成控制信号，即可以根据流经目标电机的电流信号大小实现反馈控制，提高目标电机起动运行的可靠和稳定性。

可选的，如图1所示，驱动模块110通过第一接口P1连接目标电机。

在本实施例中，第一单片机U1的输出端包括第一输出端和第二输出端，驱动模块110的输入端包括第一输入端和第二输入端，第一单片机U1的第一输出端连接驱动模块110的第一输入端，第一单片机U1的第二输出端连接驱动模块110的第二输入端。

在本实施例中，驱动模块110包括驱动芯片U2、电容C1、电容C2以及电容C4。

具体的，驱动芯片U2为双H桥PWM驱动芯片。

在本实施例中，驱动芯片U2的第一输入端IN1为驱动模块110的第一输入端，驱动芯片U2的第二输入端IN2为驱动模块110的第二输入端，驱动芯片U1的内部H桥对地端ISEN为驱动模块110的电流反馈端。驱动芯片U1的内部电压端VINT通过电容C1接地，驱动芯片U1的电压变换器端VCP通过电容C2连接外部电压源，驱动芯片U1的接地端GND接地，电源端VCC连接外部电压源，电容C4连接在驱动芯片的VCC端与地之间。

从上述实施例可知，本发明提供的装置可以基于流经目标电机的电流信号生成PWM信号驱动电机运行，从而根据电机运行的实际情况控制目标电机运转，解决因电机灰尘沉积、电刷接触不良造成的启动转矩下降的问题，提高电机控制的可靠性。

在本发明的一个实施例中，所述控制信号包括调节控制信号和停转控制信号；

所述第一单片机U1具体用于：

判断所述电压反馈信号与第一阈值和第二阈值的大小关系，所述第一阈值小于所述第二阈值；

若所述电压反馈信号大于所述第一阈值且小于等于所述第二阈值，则根据所述电压反馈信号生成调节控制信号；所述调节控制信号用于提高所述PWM信号的占空比；

若所述电压反馈信号大于所述第二阈值，则生成停转控制信号；所述停转控制信号用于调整所述PWM信号为低电平。

在本实施例中，驱动芯片U2根据第一输出端OUT1和第二输出端OUT2的值监测目标电机所在回路的电流信号后通过内部H桥对地端ISEN输出至反馈采样模块120，反馈采样模块120将电压信号转化为电压反馈信号并将电压反馈信号发送至第一单片机U1。当目标电机转动过程中受到的阻力增大时，目标电机所在回路的电流信号会随之增大，第一单片机U1接收到的电压反馈信号也会增大。

在本实施例中，当电压反馈信号大于预设的第一阈值时且小于第二阈值时，表明目标电机当前受到的阻力较大，需要更大的驱动电压才能正常运行。此时单片机U1根据电压反馈信号生成调节控制信号，以提高PWM信号的占空比，从而提高电机的扭矩，保证电机的正常运行。

具体的，在电机启动的过程中会出现电压反馈信号大于预设的第一阈值且小于第二阈值的情况，这是由于电机的电刷会不可避免的出现氧化现象，电机内部也会积攒一些灰尘，导致电机启动时受到的阻力会增大。另一方面，电机运行过程中由于负载的不稳定也会出现阻力增大的情况。

通过单片机U1的以上控制过程，可以使电机在受到一定的阻力时仍能够正常运行，在电机出现较为轻微的老化现象时还可以正常工作，避免启动时电机无法开始转动或电机运转过程中停机的情况，提高电机的运行稳定性和可靠性，从而提高电机及负载的使用寿命。

在本实施例中，当电压反馈信号大于预设的第二阈值时，表明目标电机当前受到的阻力过大，出现了堵转的情况。为了保护电机和电机的负载，此时单片机U1生成停转控制信号，以使电机停转，从而保护电机和电机的负载。

通过电机的以上控制过程，可以在电机堵转时及时使电机停转，保护电机和负载不因受力过大而受损。

在本发明的一个实施例中，所述反馈采样模块120包括：

采样电阻R1、滤波电路、第一运算放大器U3、第一调节电阻R2以及第二调节电阻R4；

所述采样电阻R1的第一端分别连接所述反馈采样模块120的输入端和所述滤波电路的输入端，所述采样电阻R1的第二端和所述滤波电路的接地端接地；所述滤波电路的输出端连接所述第一运算放大器U3的同相输入端；所述第一运算放大器U3的反相输入端通过第一调节电阻R2接地，所述第一运算放大器U3的输出端连接所述反馈采样模块120的输出端；所述第二调节电阻R4连接在所述第一运算放大器U3的输出端和反相输入端之间。

在本实施例中，滤波电路包括电阻R3和电容C7，电阻R3的第一端连接滤波电路的输入端，电阻R3的第二端和电容C7的第一端连接滤波电路的输出端，电容C7的第二端连接滤波电路的接地端。

在本实施例中，反馈采样模块120还包括电容C6和电容C3，电容C6连接在第一运算放大器U3的输出端与地之间，电容C3连接在第一运算放大器U3的电源端与地之间。第一运算放大器U3的接地端接地，电源端连接外部电压源。

在本实施例中，反馈采样模块120通过获取采样电阻R1两端的电压将驱动模块110输出的电流信号转化为电压信号，并通过第一运算放大器U3将转化后的电压信号进行放大处理。

具体的，通过调节第一调节电阻R2的阻值和第二调节电阻R4的阻值，可以改变第一运放放大器U3的放大倍数。

在本实施例中，反馈采样模块120用于将电流信号转化为易于采集的电压信号，并将电压信号放大至适于单片机U1处理的范围内。

参见图2，在本发明的一个实施例中，所述直流电机驱动装置10还包括：转向控制模块130；

所述转向控制模块130的输入端用于连接第三方供电系统，所述转向控制模块130的输出端连接所述第一单片机U1的转向信号输入端；

所述转向控制模块130用于获取第三方系统的输出电压，并根据所述第三方系统的输出电压生成转向信号，以及将所述转向信号发送至所述第一单片机U1；

所述第一单片机U1用于根据所述反馈信号和所述转向信号生成所述控制信号。

在本发明的一个实施例中，所述转向控制模块130的输入端包括正输入端M+和负输入端M-，所述转向控制模块130的输出端包括第一输出端和第二输出端；所述转向控制模块130包括：第一分压电阻R12、第二分压电阻R11、第三分压电阻R6、第四分压电阻R5、第一二极管D2以及第二二极管D1；

所述第一分压电阻R12的第一端和所述第一二极管D2的正极分别连接所述转向控制模块130的正输入端M+，所述第一分压电阻R12的第二端和所述第二分压电阻R11的第一端分别连接所述转向控制模块130的第一输出端；所述第三分压电阻R6的第一端和所述第二二极管D1的正极分别连接所述转向控制模块130的负输入端M-，所述第三分压电阻R6的第二端和所述第四分压电阻R5的第一端分别连接所述转向控制模块130的第二输出端；所述第一二极管D2的负极和所述第二二极管D1的负极分别连接外部电源VCC；所述第二分压电阻R11的第二端和所述第四分压电阻R5的第二端均接地。

可选的，转向控制模块130通过第二接口P2连接第三方供电系统，第二接口的第一端1接地，第二接口P2的第二端2连接转向控制模块130的正输入端M+，第二接口P2的第三端3连接转向控制模块130的负输入端M-。

在本实施例中，转向信号包括正转信号和反转信号，当转向控制模块130的正输入端M+接通时，即第二接口P2的第一端1和第二端2分别接通外部电源时，转向控制模块130生成正转信号并发送至第一单片机U1；当转向控制模块130的负输入端M-接通时，即第二接口P2的第一端1和第三端3分别接通外部电源时，转向控制模块130生成反转信号并发送至第一单片机U1。

在本发明的一个实施例中，所述控制信号包括停止信号，参见图3，所述直流电机驱动装置10还包括安装于目标负载的通断控制模块140；所述目标负载为所述目标电机对应的负载；

所述通断控制模块140的输出端与所述第一单片机U1的到位信号输入端连接；

所述通断控制模块140用于在监测到所述目标负载到达指定位置后生成到位信号，并将所述到位信号发送至所述第一单片机U1；

所述第一单片机U1用于根据所述到位信号生成所述停止信号，所述停止信号用于指示所述驱动模块110停止驱动。

可选的，目标负载为目标直流电机驱动的阀门。

具体的，当阀门受目标电机的驱动达到指定位置时，通断控制模块140生成到位信号，并将到位信号发送至第一单片机U1，第一单片机U1根据到位信号生成停止信号，进一步的，通过控制驱动模块110停止驱动的方式使电机停止工作。

在本发明的一个实施例中，所述通断控制模块140的输出端包括第一输出端和第二输出端；所述第一单片机U1的到位信号输入端包括第一到位信号输入端和第二到位信号输入端；所述通断控制模块140的第一输出端连接所述第一单片机U1的第一到位信号输入端，所述通断控制模块140的第二输出端连接所述第一单片机U1的第二到位信号输入端；所述通断控制模块140包第一光电开关O1、第二光电开关O2、第二单片机U4、第一三极管Q1以及第二三极管Q2；

所述第一光电开关O1的信号输出端连接所述第二单片机U4的第一输入端，所述第二光电开关O2的信号输出端连接所述第二单片机U4的第二输入端，所述第二单片机U4的第一输出端连接所述第一三极管Q1的基极，所述第一三极管Q1的集电极连接所述通断控制模块140的第一输出端；所述第二单片机U4的第二输出端连接所述第二三极管Q2的基极，所述第二三极管Q2的集电极连接所述通断控制模块140的第二输出端。

在本实施例中，通断控制模块140还包括电阻R14、电阻R16、电阻R17、电阻R9、电阻R7、电阻R10以及电阻R8。

在本实施例中，第一光电开关O1的输入端连接外部电压源，第一光电开关O1的输入端通过电阻R14连接第二光电开关O2的输入端，第二光电开关O2的输出端连接第二单片机U4的电压输入端。电阻R16的第一端和电阻R17的第一端分别连接外部电压源，电阻R16的第二端连接第一光电开关O1的信号输出端，电阻R17的第二端连接第二光电开关O2的信号输出端。电阻R9连接在第二单片机U4的第一输出端和第一三极管Q1的基极之间，电阻R10连接在第二单片机U4的第二输出端和第二三极管Q2的基极之间。电阻R7的第一端连接第一三极管Q1的集电极，电阻R7的第二端连接所述通断控制模块140的第一输出端；电阻R8的第一端连接第二三极管Q2的集电极，电阻R8的第二端连接所述通断控制模块140的第二输出端。

可选的，通断控制模块140通过第三接口P3连接第一单片机U1。电阻R7的第二端通过第三接口的第一端1连接第一单片机U1的第一到位信号输入端，电阻R8的第二端通过第三接口的第二端2连接第一单片机U1的第二到位信号输入端。

在本发明的一个实施例中，参见图3，所述装置10还包括安装于所述目标电机的第三光电开关O3；所述第三光电开关O3的信号输出端用于连接所述第一单片机U1的脉冲信号输入端；

所述第三光电开关O3用于根据所述目标电机的转动生成脉冲信号，并将所述脉冲信号发送至所述第一单片机U1；

所述第一单片机U1用于根据预设脉冲信号和所述脉冲信号，判断所述目标电机是否正常运行。

在本实施例中，通断控制模块140还包括连接在第三光电开关O3的信号输出端和第一单片机U1的脉冲信号输入端之间的电阻R18。

可选的，电阻R18通过第三接口P3的第三端3连接第一单片机U1的脉冲信号输入端。

具体的，第一单片机U1根据预设脉冲信号和脉冲信号判断目标电机是否运行正常，包括：

获取当前脉冲信号的频率，并计算当前脉冲信号与预设脉冲信号的频率之差的绝对值；

若频率之间的绝对值大于预设的差值阈值，则判定目标电机的运行出现异常。

可选的，若第一单片机U1判断目标电机的运行不正常，则生成报警信号，并将报警信号发送至第三方系统。

可选的，若第一单片机U1判断目标电机运行不正常，则生成停止信号，停止信号用于指示所述驱动模块110停止驱动。

可选的，第一光电开关O1、第二光电开关O2和第三光电开关O3为不可见红外光对射式光电开关。

参见图4，在本发明的一个实施例中，所述直流电机驱动装置10还包括：稳压模块150；

所述稳压模块150的输入端用于连接外部电源，所述稳压模块的输出端连接所述第一单片机U1的电源输入端；

所述稳压模块150用于将外部电源电压进行稳压处理，生成稳压电压，并将所述稳压电压输出至所述第一单片机U1。

在本发明的一个实施例中，所述稳压模块150包括稳压芯片U5、第一电容C9以及第二电容C8；

所述稳压芯片U5的第一输入端Vin1、第二输入端Vin2以及所述第一电容C9的第一端分别连接所述稳压模块U5的输入端，所述稳压芯片U5的输出端Vout和所述第二电容C8的第一端分别连接所述稳压模块150的输出端；所述稳压芯片U5的接地端GND、所述第一电容C9的第二端以及所述第二电容C8的第二端分别接地。

在本实施例中，稳压芯片U5为低压线性稳压芯片。

在本实施例中，通过稳压模块150可以为直流电机驱动装置10中的第一单片机U1提供稳定的供电电压，保障直流电机驱动装置10的稳定性和可靠性。

以上所述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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。