直流电机软启动系统及家用停车库的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及家用停车库技术领域，特别是涉及一种直流电机软启动系统以及具有该软启动系统的家用停车库。
【背景技术】
[0002]随着经济水平的提高，人们的生活水平也随之提高，单个家庭的汽车拥有量也在急剧增加。尤其是，我国的市区人口密度大，汽车的人均拥有量也较高，对停车设施的需求量也在不断的增加。然而，目前的停车设施难以满足车辆增长对停车空间的需求，就会出现停车难的问题。对于很多住宅小区来说，也同样存在停车难的问题，且问题的状况越来越严重。
[0003]为了能够解决住宅小区停车难的问题，目前国内也推出了一些家用简易立体停车库，这些停车库为双层结构，多采用交流电机驱动，可以停放上下两辆家用汽车。现有停车库采用直流电机驱动动力机构实现上层车库的升降，其电源多采用蓄电池为直流电机供电，直流电机直接启动时启动电流很大，其启动电流可达到10A以上，对系统供电造成影响，蓄电池的承受能力也较弱，无法承受这么大的电流，从而对蓄电池形成反向冲击，容易损坏蓄电池，影响蓄电池的使用寿命。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:为了克服现有技术中直流电机启动过程中对系统供电造成的影响和对蓄电池造成冲击影响使用寿命的不足，本实用新型提供一种直流电机软启动系统以及具有该软启动系统的家用停车库。
[0005]直流电机的软启动可以采用分压的方式，在电源输入端与直流电机电源之间串接分压电阻，通过逐渐减小分压电阻的阻值，以实现电机电源的逐渐增加，从而实现软启动。
[0006]本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是:一种直流电机软启动系统，包括线路连接的电源模块、直流电机和软启动模块，所述软启动模块包括依次线路连接的开关选择电路、多级模拟开关电路、脉宽调制电路和功率放大电路，所述功率放大线路的输出端与所述直流电机的负向电压输入端连接，所述蓄电池的正极与所述直流电机的正向电压输入端连接，所述计数器控制所述多级模拟开关电路依次导通，且所述多级模拟开关电路只有一路导通。
[0007]具体的，所述多级模拟开关电路包括若干组两两串联的模拟开关，所述开关选择电路的输出端分别与各组所述模拟开关的两个控制端一一连接，每组所述串联的模拟开关的公共端与所述脉宽调制电路的输入端连接，每组所述模拟开关的输入端和输出端均串接一分压电阻，输入端的分压电阻与所述脉宽调制电路连接形成充电回路，输出端的分压电阻与所述脉宽调制电路连接形成放电回路，且不同组所述模拟开关输入端和输出端串接的分压电阻的阻值均不相同。
[0008]采用多级模拟开关电路和开关选择电路实现分压电阻的逐级变化，每次开关选择电路选择一路模拟开关导通，通过改变分压电阻的大小，从而改变充放电回路的充放电时间，以控制脉宽调制电路实现脉宽的调节。
[0009]具体的，所述开关选择电路包括脉冲发生器电路和计数器电路，所述脉冲发生器电路根据设定时间产生一定周期的脉冲，所述计数器电路输入端接收所述脉冲发生器电路产生的脉冲并计数，所述计数器电路输出计数结果控制所述模拟开关的通断。
[0010]—种家用停车库，包括上述的直流电机软启动系统，所述计数器和脉宽调制电路两端还并联一与门电路，所述与门电路的一输入端与所述计数器的输出端连接，所述与门电路的另一输入端与外部信号连接，所述与门电路的输出端与所述脉宽调制电路的一输入端连接。与门电路在车库上升时不工作，在车库下降时工作，与门电路的外部输入信号为家用停车库的下降信号，采用与门电路控制直流电机软启动后的节能。
[0011]进一步，家用停车库还包括欠电压报警电路，所述欠电压报警电路包括时基电路NE555，蜂鸣器BELL，发光二极管LED2，三极管7Q1，电阻7R1、7R2，可调电阻7RV1，电容7C1、7C2，所述时基电路NE555的引脚I接地，引脚5与电容7C2串联后接地，引脚4、引脚6和引脚8连接后与电源模块和电容7C1连接，电容7C1另一端接地，所述可调电阻7RV1与电阻7R1串联，且所述电阻7R1另一端接电源模块，所述可调电阻7RV1另一端接地，所述可调电阻7RV1的滑动端与引脚2连接，所述蜂鸣器BELL—端接引脚3，另一端接地，所述三极管7Q1基极串联电阻7R2后与引脚3连接，所述三极管7Q1的集电极与所述发光二极管LED2的阴极连接，所述发光二极管LED2的另一端与电源模块连接，所述三极管7Q1的发射极接地。
[0012]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的一种直流电机软启动系统及家用停车库，采用开关选择电路和多级模拟开关电路实现分压电阻的逐级变化，从而实现直流电机电源电压的逐级增加，从而避免直流电机启动时启动电流过大，避免对电源电路的反向冲击。
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0014]图1是本实用新型的电路原理图；
[0015]图2是本实用新型的最佳实施例的电路原理图；
[0016]图3是图2中多级模拟开关电路的电路原理图；
[0017]图4是图2中功率放大电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0019]如图1-4所示，本实用新型的一种直流电机软启动系统，包括线路连接的电源模块、直流电机和软启动模块，所述软启动模块包括依次线路连接的开关选择电路、多级模拟开关电路、脉宽调制电路和功率放大电路，所述功率放大线路的输出端与所述直流电机的负向电压输入端连接，所述蓄电池的正极与所述直流电机的正向电压输入端连接，所述计数器控制所述多级模拟开关电路依次导通，且所述多级模拟开关电路只有一路导通。
[0020]具体的，所述多级模拟开关电路包括若干组两两串联的模拟开关，所述开关选择电路的输出端分别与各组所述模拟开关的两个控制端一一连接，每组所述串联的模拟开关的公共端与所述脉宽调制电路的输入端连接，每组所述模拟开关的输入端和输出端均串接一分压电阻，输入端的分压电阻与所述脉宽调制电路连接形成充电回路，输出端的分压电阻与所述脉宽调制电路连接形成放电回路，且不同组所述模拟开关输入端和输出端串接的分压电阻的阻值均不相同。
[0021]具体的，所述开关选择电路包括脉冲发生器电路和计数器电路，所述脉冲发生器电路根据设定时间产生一定周期的脉冲，所述计数器电路输入端接收所述脉冲发生器电路产生的脉冲并计数，所述计数器电路输出计数结果控制所述模拟开关的通断。
[0022 ] 一种家用停车库，包括上述直流电机软启动系统、与门电路和欠电压报警电路，所述计数器和脉宽调制电路两端还并联一与门电路，所述与门电路的一输入端与所述计数器的输出端连接，所述与门电路的另一输入端与外部信号连接，所述与门电路的输出端与所述脉宽调制电路的一输入端连接。
[0023]具体的实施方式如图2-4所示，电源模块包括蓄电池、3个LM317稳压电源芯片ICl、IC2和IC3，蓄电池采用重量较轻的锂电池，锂电池输出的电压Vl经过ICl和IC2两级LM317稳压电源芯片转换为V2输出，再经过IC3—级LM317稳压电源芯片转换为V3输出，本实施例中Vl为60V，为直流电机供电，锂电池的正极P+与直流电机的正向电压输入端M+连接，同时，给报警电路提供取样信号;V2为24V为9V电源转化提供输入，通过DC/DC模块将60V转化为24V输出供系统使用，通过控制上升或下降继电器的接通与断开，使输出的24V电源与输入到下一级DC/DC模块的输入接通与断开，通过控制开关的闭合断开以控制后续电路的供电;V3为9V为软启动模块和报警电路提供电源。
[0024]软启动电路包括脉冲发生器电路、计数器电路、多级模拟开关电路、脉宽调制电路和功率放大电路，其中，脉冲发生器电路采用HCF-4060二进制计数器IC4，计数器电路采用HEF4017十进制计数器IC5，多级模拟开关电路采用5个⑶4066四双向模拟开关IC6-1C10，脉宽调制电路采用NE555时基电路IC11，功率放大电路采用4个二极管6D1-6D4、8个电阻6R1-6R8和4个场效应管6Q1-6Q4，以下详细叙述各个电路的连接关系。
[0025]在HCF-4060的引脚9、引脚10和引脚11分别接电容3C1、电阻3R2和3R1再与电容3C2连接后接地构成脉冲发生器电路，HCF-4060引脚7作为脉冲的输出端与计数器电路HEF4017的脉冲输入端引脚14连接，脉冲发生电路还包括由三个开关二极管3D1-3D3组成的计数电路，计数电路用于脉冲数的个数发完后控制HCF-4060停止发送脉冲，二极管3D1的阴极与HCF-4060的引脚14连接，二极管3D3的阴极与引脚11连接，二极管3D2的阴极与HCF-4060的引脚7连接，三个二极管3D1-3D3的阳极通过电阻3R3均与9V电源V3连接，HCF-4060的引脚16接9V电源V3，并通过电容3C3滤波后接地，电容3C4和电阻3R4串联在9V电源V3和地之间，电容3C4和电阻3R4的公共引出端与HCF-4060的引脚12连接用于芯片上电复位；
[0026]十进制计数器HEF4017的引脚14接收脉冲发生器电路输出的脉冲进行计数，并同通过10个输出端Q0-9依次逐个输出高电平，电阻3R5—端接HEF4017的引脚14，另一端接发光二极管LEDl的阳极，发光二极管LEDl的阴极接地。
[0027]如图3所示，每个四双向模拟开关CD4066有四个开关，四个开关平均分成两组，每两个开关为一组，5个CD4066共分为10组，每组两个开关串联后两端分别接一个分压电阻后通过二极管与NE555时基电路的放电端引脚7连接，形成充放电回路，串联后的公共端与NE555时基电路的输入端引脚2连接，同一组两开关的控制端与HEF4017同一输出端连接，例如，第一组两个开关串联后一端与电阻4R1连接，另一端与电阻4R11连接，两开关的控制端均与HEF4017的输出端QO连接，以后的8组连接方式均与第一组相同，即一端分别与电阻4R2-4R9连接，另一端分别与电阻4R12-4R19，第十组一端与4R10连接，另一端不接电阻，SP电阻为0，然后4R1-4R10的另一端均与二极管5D1的阴极连接，二极管的阳极与NE555时基电路的引脚7连接形成充电回路，4R11-4R19以及第十组的开关的另一端均与5R2串联后与二极管5D2的阳极连接，二极管5D2的阴极接NE555时基电路引脚7，形成放电电路，调整NE555时基电路输出脉冲的占空比，NE555时基电路的引脚7与电阻5R1串联后接9V电源V3，NE555时基电路的引脚6和引脚2连接后与电容5C2串联后接锂电池的负极P-，NE555时基电路的引脚5与电容5 C 3串联后接锂电池的负极P -，N E 5 5 5时基电路的引脚I接锂电池的负极P-，9V电源V3输入端接电容5C1进行滤波后接地。
[0028]与门电路包括三极管5Q1和5Q2，电阻5R4和5R5，5Q1的集电极串联5R3后与24V电源连接，5Q1的发射极与5Q2的集电极连接，5Q2的发射极接地，5QI的基极串联5R4后与下降控制开关Kl连接，5Q2的基极串联5R5后与HEF4017的输出端Q9连接，当车库上升时，下降控制开关Kl断开，脉宽调制电路的NE555时基电路的引脚4接9V电源V3处于高电平，保持直流电机持续通电工作，当车库下降时，下降控制开关KI接通，当HEF4017的输出端Q9也输出高电平时，三极管5Q1和5Q2导通，使脉宽调制电路的NE555时基电路的引脚4的电平被拉低，脉宽调制电路停止工作，从而切断直流电机的工作电压，使直流电机停止工作，使车库在自身重力作用下下降，达到节能的目的。
[0029]如图4所示，功率放大电路包括4个二极管6D1-6D 4、8个电阻6R1-6R8和4个场效应管6Q1-6Q4，共分为四组每组包含一个二极管、两个电阻和一个场效应管，例如:第一组包括二极管6D1、电阻6R1和6R2以及场效应管6Q1，二极管6D1与电阻6R1并联后的阳极端与场效应管6Q1的栅极连接，场效应管6Q1的栅极连接电阻6R2后与锂电池的负极P-连接，二极管6D1的阴极与脉宽调制电路的NE555时基电路的输出引脚3连接，其余三组连接方式与第一组相同。
[0030]直流电机的正向电源输入端M+与负向电源输入端M-之间并联两个二极管6D5和6D6，用于保护场效应管6Q1-6Q4。
[0031]欠电压报警电路包括NE555时基电路IC12，蜂鸣器BELL，发光二极管LED2，三极管701，电阻71?1、71?2，可调电阻71^1，电容7(:1、702，所述时基电路NE555的引脚I接地，引脚5与电容7C2串联后接地，引脚4、引脚6和引脚8连接后与9V电源和电容7C1连接，电容7C1另一端接地，所述可调电阻7RV1与电阻7R1串联，且所述电阻7R1另一端接60V电源的正极，所述可调电阻7RV1另一端接地，所述可调电阻7RV1的滑动端与引脚2连接，所述蜂鸣器BELL—端接引脚3，另一端接地，所述三极管7Q1基极串联电阻7R2后与引脚3连接，所述三极管7Q1的集电极与所述发光二极管LED2的阴极连接，所述发光二极管LED2的另一端与60V电源的负极连接，所述三极管7Q1的发射极接地。
[0032]工作过程，上升启动时，由HCF-4060输出脉冲到计数器HEF4017，计数器HEF4017的Q0-Q9依次输出高电平，使十级模拟开关电路依次闭合，每次只有一路闭合，逐渐减小接入的分压电阻的阻值，从而使输出的电压逐渐增加，由预设计时模块控制电压增加的速度，本申请中在3秒时间内使电压由OV逐渐增加到60V，继续维持60V的输出，直至车库到达位置；下降过程，直流电机只提供一个启动速度，在启动时间到后电机停止工作。
[0033]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种直流电机软启动系统，其特征在于:包括线路连接的电源模块、直流电机和软启动模块，所述软启动模块包括依次线路连接的开关选择电路、多级模拟开关电路、脉宽调制电路和功率放大电路，所述功率放大线路的输出端与所述直流电机的负向电压输入端连接，所述电源模块的正极与所述直流电机的正向电压输入端连接，计数器电路控制所述多级模拟开关电路依次导通，且所述多级模拟开关电路只有一路导通。2.如权利要求1所述的直流电机软启动系统，其特征在于:所述多级模拟开关电路包括若干组两两串联的模拟开关，所述开关选择电路的输出端分别与各组所述模拟开关的两个控制端一一连接，每组所述串联的模拟开关的公共端与所述脉宽调制电路的输入端连接，每组所述模拟开关的输入端和输出端均串接一分压电阻，输入端的分压电阻与所述脉宽调制电路连接形成充电回路，输出端的分压电阻与所述脉宽调制电路连接形成放电回路，且不同组所述模拟开关输入端和输出端串接的分压电阻的阻值均不相同。3.如权利要求2所述的直流电机软启动系统，其特征在于:所述开关选择电路包括脉冲发生器电路和计数器电路，所述脉冲发生器电路根据设定时间产生一定周期的脉冲，所述计数器电路输入端接收所述脉冲发生器电路产生的脉冲并计数，所述计数器电路输出计数结果控制所述模拟开关的通断。4.一种家用停车库，其特征在于:包括如权利要求1、2或3所述的直流电机软启动系统，所述计数器和脉宽调制电路两端还并联一与门电路，所述与门电路的一输入端与所述计数器的输出端连接，所述与门电路的另一输入端与外部信号连接，所述与门电路的输出端与所述脉宽调制电路的一输入端连接。5.如权利要求4所述的家用停车库，其特征在于:还包括欠电压报警电路，所述欠电压报警电路包括时基电路NE555，蜂鸣器BELL，发光二极管LED2，三极管7Q1，电阻7R1、7R2，可调电阻7RV1，电容7C1、7C2，所述时基电路NE555的引脚I接地，引脚5与电容7C2串联后接地，引脚4、引脚6和引脚8连接后与电源模块和电容7C1连接，电容7C1另一端接地，所述可调电阻7RV1与电阻7R1串联，且所述电阻7R1另一端接电源模块，所述可调电阻7RV1另一端接地，所述可调电阻7RV1的滑动端与引脚2连接，所述蜂鸣器BELL—端接引脚3，另一端接地，所述三极管7Q1基极串联电阻7R2后与引脚3连接，所述三极管7Q1的集电极与所述发光二极管LED2的阴极连接，所述发光二极管LED2的另一端与电源模块连接，所述三极管7Q1的发射极接地。
【专利摘要】本实用新型提供一种直流电机软启动系统，包括线路连接的电源模块、直流电机和软启动模块，所述软启动模块包括依次线路连接的开关选择电路、多级模拟开关电路、脉宽调制电路和功率放大电路，所述功率放大线路的输出端与所述直流电机的负向电压输入端连接，所述蓄电池的正极与所述直流电机的正向电压输入端连接，所述计数器控制所述多级模拟开关电路依次导通，且所述多级模拟开关电路只有一路导通。本实用新型提供的一种直流电机软启动系统及家用停车库，采用开关选择电路和多级模拟开关电路实现分压电阻的逐级变化，从而实现直流电机电源电压的逐级增加，从而避免直流电机启动时启动电流过大，避免对电源电路的反向冲击。
【IPC分类】H02P1/18
【公开号】CN205385425
【申请号】CN201620112871
【发明人】李文杰, 余国安
【申请人】常州市武进永恒电器有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年2月3日