一种电机控制电路及车窗控制电路的制作方法

本实用新型涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种电机控制电路及车窗控制电路。

背景技术：

汽车电动车窗是通过车载电源来驱动玻璃升降器电动机，使升降器上下运动，带动车窗玻璃上下运动的装置，达到车窗自动开闭的目的。对于电动车窗的驱动控制，普遍采用的方案是通过继电器h桥电路来控制电动机的正转与反转，从而带动车窗玻璃升降器的上下运动。例如h桥是一种电子电路，可使其连接的负载或输出端两端电压反相/电流反向。这类电路可用于直流电动机的顺反向控制。h桥是一个典型的直流电机控制电路，因为它的电路形状酷似字母h，故得名与“h桥”，4个三极管组成h的4条垂直腿，而电机就是h中的横杠。

目前在卡车、拖头车、特种车辆等车型上普遍采用体积较大的插座式车载继电器或磁钢式继电器进行控制。但是采用这种方案将带来以下问题，(1)插座式继电器价格相对都比较高，导致整车的制造成本升高，竞争力降低；(2)插座式继电器的体积大，需要安装在壳体外部，在结构规划上给整车制造带来难度，同时随着时间的推移及振动的因素，插座式继电器有松脱的风险，存在安全隐患；(3)阻碍了车身控制汽车电子的集成化，插座式继电器无法集成至控制器内部，与汽车电子集成化、小型化趋势违背。

使用小型的板载继电器可以很好的解决以上问题，但对于卡车、拖头车、客车、特种车辆等类型的重型车，与小轿车，乘用车等使用dc12v车载电源的车型不同的是，重型车的车载电源标称电压为dc24v，最高电压为dc36v，驱动车窗电机工作所需的电流比较大，在车窗停止运动瞬间产生的反向电动势很高，在使用板载继电器进行驱动时，经常出现继电器烧毁的故障，特别是当电压升高到28v以上时，出现继电器烧毁的概率就大大增加，导致车辆的车窗无法正常升降，甚至带来安全隐患。分析其原因主要是因为车窗电机是感性负载，在继电器控制其停止动作后，会产生反向的电动势，电压越高，反向拉弧也越大，而小型板载继电器的常开和常闭触点之间的间距太小，触点承受电压过低，反向电动势将会导致继电器被烧坏。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的小型继电器在电机关断时容易被反向电动势烧坏的问题，提供一种电机控制电路及车窗控制电路。

一方面，本实用新型提出一种电机控制电路，包括：

驱动电路，所述驱动电路的输出端与继电器的受控端连接；所述继电器的输出端与电机的受控端连接，进而控制电机的正反转；

电源开关电路，所述电源开关电路的输入端与供电电源连接，所述电源开关电路的输出端与所述继电器的输入端连接；

控制电路，所述控制电路的一控制端与所述电源开关电路的受控端连接，进而控制所述电源开关电路的通断；所述控制电路的控制端还与所述驱动电路的受控端连接，进而控制所述的继电器开关。

优选地，为了及时掌握电机对地回路中的电能释放情况，并根据其来关断继电器，该电机控制电路还包括电流检测电路，所述电流检测电路的输入端与电机的检测点连接，所述电流检测电路的输出端与所述控制电路的输入端连接；所述电流检测电路检测电机的电流大小，并传输至所述控制电路。

其中，为了便捷的获取电流大小并转换为控制器可以读懂的信号，所述电流检测电路包括电流采集电路及信号放大电路，所述电流采集电流的输出端与所述信号放大电路的输入端连接；所述电流采集电路采集电机的电流大小，并通过所述信号放大电路滤波放大后传输至所述控制电路。

其中，为了判断活动关断继电器的时机，节约成本，使得电路的集成度更高，该电机控制电路还包括与所述控制电路一输入端连接的计时电路；所述计时电路在所述控制电路切断所述电源开关电路的预设时间之后，向所述控制电路发送一信号。

其中，为了及时获取电机停止运行的申请信号，判断控制器断开电源开关电路的时机，该电机控制电路还包括输出端与所述控制电路信号的输入端连接的信号检测电路；所述信号检测电路对电机的升降申请信号进行检测及转换，并传送至所述控制电路。

优选地，所述继电器的数量为两个，所述驱动电路包括h桥芯片；两个所述继电器的受控端分别与所述h桥芯片的两个输出端引脚连接。

其中，为了节约成本、使得电路集成度更高，所述继电器通过一个板载的双胞继电器实现。

其中，为了减低功耗、提高电路稳定性，所述电源开关电路包括mos开关管，通过所述mos开关管来切通或切断所述继电器输入端与电源之间的连接。

另一方面，本实用新型还提出一种车窗控制电路，包括：电机、车窗升降传动装置及所述的电机控制电路；所述电机的转轴与所述车窗升降传动装置传动连接，通过所述车窗升降传动带动汽车车窗升降。

本技术方案，在电机需要停止运转时，先通过控制电路控制切断继电器与供电电源之间连接，待电机对地回路的电流减小至安全范围后，再通过控制电路控制关断继电器，进而保护继电器不被电机关断时的反向电弧破坏。适用于如大型车辆的车窗等场景，使得车窗即可以使用小型的板载继电器，又不会因为小型继电器触点间距过小的原因导致继电器被烧坏，简单有效。

附图说明

图1为本实用新型的电机控制电路一实施例的原理示意图；

图2为图1所示中驱动电路、继电器及电源开关电路的电路连接示意图；

图3为图1所示中电流检测电路的电路结构图；

图4为图1所示中信号检测电路的电路结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10、控制电路；20、继电器；30、电源开关电路；40、电机；50、电流检测电路；60、信号检测电路；70、供电电源；80、驱动电路。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做清楚、完整的描述。显然，以下描述的具体细节只是本实用新型的一部分实施例，本实用新型还能够以很多不同于在此描述的其他实施例来实现。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

在一实施例中，请参阅图1，本实用新型提出一种电机控制电路，包括：

驱动电路80，驱动电路80的输出端与继电器20的受控端连接；继电器20的输出端与电机40的受控端连接，进而控制电机40的正反转；

电源开关电路30，电源开关电路30的输入端与供电电源70连接，电源开关电路30的输出端与继电器20的输入端连接；

控制电路10，控制电路10的一控制端与电源开关电路30的受控端连接，进而控制电源开关电路30的通断；控制电路10的控制端还与驱动电路80的受控端连接，进而控制的继电器20开关。

本技术方案提出适用于如大型车辆的车窗等场景，其使用的车载电源一般在dc24到dc36之间，相比于小型客车一般使用的dc12具有较高的电压。而本电机控制电路使得车窗即可以使用小型的板载继电器20，又不会因为小型继电器20触点间距过小的原因导致继电器20被烧坏，简单有效。

本实施例中，每一电机40通过两个继电器20进行控制，两个继电器20的受控端分别与驱动电路80的一个输出端连接，其输入端通过一电源开关电路30与同一供电电源70连接，并分别控制电机40的正转、反转。

本实施例中的的控制电路10可以使用例如型号为mcs12g128、s32k146的芯片及其外围电路来进行实现，但并不以此为限制。

参照图3，在本实用新型的一实施例中，该电机控制电路还包括电流检测电路50，电流检测电路50的输入端与电机40的检测点连接，电流检测电路50的输出端与控制电路10的一输入端连接；电流检测电路50检测电机40的电流大小，并传输至控制电路10。其中，电流检测电路50包括电流采集电路及信号放大电路，电流采集电流的输出端与信号放大电路的输入端连接；电流采集电路采集电机40的电流大小，并通过信号放大电路滤波放大后传输至控制电路10，进而判断电流是否已经降低至安全的大小范围内。

电流检测电路的使用可以及时掌握电机40对地回路中的电能释放情况，当电流大小降低至安全范围时，并根据其来关断继电器20。当车窗电机运行，电流采集电路将实时采集电机40运行时的电流，并将电流信号转换成电压信号，信号放大电路对转换后的电压信号进行滤波和放大处理，最终转换成主mcu可以准确识别的信号。

在本实用新型的另一实施例中，电流是否安全可以通过与控制电路10一输入端连接的计时电路来进行预测；计时电路在控制电路10切断电源开关电路30的预设时间之后，向控制电路10发送一信号，控制电源以此来预测电机40大小已经降低至安全范围。通过在切断电源开关电路30预设时间后，再通过控制电路10切断继电器20，经过该预设时间后电机40回路的电流大小可衰减值安全的范围，以此保证继电器20不会受损。

该计时电路可以直接使用mcu来实现，无需另外添加电路，即可判断活动关断继电器20的时机，节约了成本，还可以使得电路的集成度更高。

参照图4，为了及时获取电机的升降申请信号，判断控制器控制车窗升降的时机。该电机控制电路还包括输出端与控制电路10信号的输入端连接的信号检测电路60。信号检测电路60对停止电机40运行的申请信号进行检测，转换后传送至控制电路10，该信号检测电路60可实时检测电机的升降申请信号，将检测到的状态传输给控制电路10来处理和分析。

参照图2，在本实用新型的另一实施例中，继电器20的数量为四个，驱动电路80包括h桥芯片；四个继电器20的受控端分别与h桥芯片的四个输出端引脚连接。其中，为了节约成本、使得电路集成度更高，继电器20通过两个板载的双胞继电器实现，其中一个双胞继电器控制左前窗的升降，另一双胞继电器控制右前窗的升降。再者，为了减低功耗、提高电路稳定性，电源开关电路30包括mos开关管，通过mos开关管来切通或切断继电器20与电源之间的连接。该h桥芯片可以使用例如型号为uln2003、drv8838的芯片及其外围电路来实现，但不以此为限。

需要说明的是，h桥芯片根据控制电路10输出的不同控制信号，控制双胞继电器进行不同的通断组合，从而控制电机40实现正向运动和反向运动，进而带动车窗升起或降下。

可以理解的是，电源开关电路30主要包括开关驱动电路80和包括mos开关管的p-mos开关电路组成，开关驱动电路80主要用于通过小电流信号驱动p-mos开关电路的通与断，p-mos开关电路控制驱动负载运行所需的供电电源70，当p-mos开关电路接通时，驱动负载所需的电源能量将通过mos开关管流向继电器20，并驱动外部车窗电机负载运行，当mos开关管断开时，驱动外部车窗电机负载的电源将被切断，车窗电机无法运行。

另一方面，本实用新型还提出一种车窗控制电路10，包括：电机40、车窗升降传动装置及如上的电机控制电路；电机40的转轴与车窗升降传动装置传动连接，通过车窗升降传动带动汽车车窗升降。

本技术方案，在电机40需要停止运转时，先通过控制电路10控制切断继电器20与供电供电电源70之间连接，电机40对地回路的电流减小至安全范围后，再通过控制电路10控制关断继电器20，进而保护继电器20不被电机40关断时的反向电弧破坏。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、替换及改进，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应以权利要求为准。