一种基于dsp的直流电机调速装置的制造方法

文档序号:10825973阅读:1018来源:国知局
一种基于dsp的直流电机调速装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于DSP的直流电机调速装置。该系统包括电源模块(1)、DSP处理模块(2)、测速模块(3)、驱动模块(4)和直流电机(5),所述的电源模块(1)连接DSP处理模块(2),所述的测速模块(3)输入端连接直流电机(5),输出端连接DSP处理模块(2),所述的DSP处理模块(2)连接驱动模块(4)输入端,所述的驱动模块(4)输出端连接直流电机(5),所述的驱动模块(4)为PWM调速电路。与现有技术相比,本实用新型具有结构简单、稳定性强、调速精确性高等优点。
【专利说明】
一种基于DSP的直流电机调速装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种直流电机调速装置,尤其是涉及一种基于DSP的直流电机调速装置。
【背景技术】
[0002]直流电机作为电机主要类型之一,它具有启动性能以及调速性能良好的优势,由于它的线性度较好使之与电力电子设备结合应用较为广泛,易实现经济高效调速控制。
[0003]日常生活中有许多设备使用直流电机调速,如:电动牙刷、电扇、电动剃须刀等。普通家用设备用到的直流电机调速多用触发器或555定时器等简单电路完成调速功能,而使用触发器等来模拟控制的方式调节电路会有稳定性差、精确度低、易受干扰等缺点。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种稳定性强、精确性高的基于DSP的直流电机调速装置。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种基于DSP的直流电机调速装置,该系统包括电源模块、DSP处理模块、测速模块、驱动模块和直流电机,所述的电源模块连接DSP处理模块,所述的测速模块输入端连接直流电机,输出端连接DSP处理模块,所述的DSP处理模块连接驱动模块输入端,所述的驱动模块输出端连接直流电机,所述的驱动模块为PWM调速电路,所述的PWM调速电路包括PWM信号输入单元、正反转控制单元和H桥电路,所述的PWM信号输入单元和正反转控制单元均连接H桥电路,所述的H桥电路连接直流电机。
[0007]所述的测速模块包括光电编码器,所述的光电编码器设置在直流电机转轴上并连接至DSP处理模块。
[0008]所述的DSP处理模块中包括光电编码器接口和内置的QEP电路,所述的光电编码器通过光电编码器接口连接QEP电路。
[0009]所述的H桥电路包括场效应管Ql、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4、二极管Dl、二极管D2、二极管D3和二极管D4,所述的场效应管Ql漏极连接场效应管Q4漏极形成第一桥臂,所述的场效应管Q3漏极连接场效应管Q2漏极形成第一桥臂,所述的场效应管Ql源极连接场效应管Q3源极,并连接供电电源VCC,所述的场效应管Q4源极连接场效应管Q2源极,两者连接点形成PWM输入点,所述的二极管Dl阳极连接场效应管Ql漏极,阴极连接场效应管Ql源极,所述的二极管D4阳极连接场效应管Q4源极,阴极连接场效应管Q4漏极,所述的二极管D3阳极连接场效应管Q3漏极,阴极连接场效应管Q3源极,所述的二极管D2阳极连接场效应管Q2源极,阴极连接场效应管Q2漏极,所述的直流电机连接于场效应管Ql漏极和场效应管Q3漏极之间。
[0010]正反转控制单元包括正反转输入端子P1、反相器Ul、反相器U2、反相器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5,所述的正反转输入端子输入端连接DSP处理模块,输出端连接反相器Ul输入端,反相器Ul输出端分别通过电阻R4和电阻R3对应连接场效应管Q4栅极和场效应管Q3栅极,反相器Ul输出端还分别连接反相器U2和反相器U3输入端,反相器U2输出端通过电阻Rl连接场效应管Ql栅极,反相器U3输出端通过电阻R2连接场效应管Q2栅极,反相器U2输出端还通过电阻R5连接供电电源VCC。
[0011 ] 所述的PffM信号输入单元包括PffM信号输入端子P2、反相器U4、电阻R6和三级管Q5,PWM信号输入端子P2输入端连接DSP处理模块,输出依次串联反相器U4和电阻R6,电阻R6连接场效应管Q5栅极,场效应管Q5漏极连接H桥电路中所述的PffM输入点,场效应管Q5源极接地。
[0012]该调速装置还包括用于显示直流电机转速的显示模块,该显示模块连接DSP处理模块。
[0013]所述的显示模块为液晶显示器。
[0014]所述的DSP处理模块为TMS320F2812。
[0015]与现有技术相比,本实用新型具有如下优点:
[0016](I)本实用新型采用的pmi调速电路通过pmi信号输入单元将处理器模块输出的PWM信号输入至H桥,从而实现直流电机的调速,该方式具有稳定性高、精确度高、不易受干扰等优点,提高了直流电机转速控制的精确性;
[0017](2)DSP处理模块采用TMS320F2812,其各方面性能均比模拟控制系统要好,具有强大的数字信号处理能力,运行速度更快,具有专门的硬件乘法器,可以用来快速地实现各种数字信号处理算法,进行复杂的逻辑处理和精确的计算,从而提高对直流电机转速控制的精确度;
[0018](3)本实用新型中设置的液晶显示器能够实时显示直流电机的转速,直观可靠,具有较好的实用性。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型调速装置的结构示意框图;
[0020]图2为本实用新型PffM调速电路的原理示意图。
[0021 ]图中,I为电源模块,2为DSP处理模块,3为测速模块,4为驱动模块,5为直流电机,6
为显示模块。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0023]实施例
[0024]如图1所示,一种基于DSP的直流电机调速装置,该系统包括电源模块1、DSP处理模块2、测速模块3、驱动模块4和直流电机5,所述的电源模块I连接DSP处理模块2,所述的测速模块3输入端连接直流电机5,输出端连接DSP处理模块2,所述的DSP处理模块2连接驱动模块4输入端,所述的驱动模块4输出端连接直流电机5,所述的驱动模块4为PffM调速电路,该PffM调速电路包括PWM信号输入单元、正反转控制单元和H桥电路,所述的PffM信号输入单元和正反转控制单元均连接H桥电路,所述的H桥电路连接直流电机5。所述的DSP处理模块2为TMS320F2812,其各方面性能均比模拟控制系统要好,具有强大的数字信号处理能力,运行速度更快,具有专门的硬件乘法器,可以用来快速地实现各种数字信号处理算法,进行复杂的逻辑处理和精确的计算,从而提高对直流电机5转速控制的精确度。
[0025]所述的测速模块3包括光电编码器,所述的光电编码器设置在直流电机5转轴上并连接至DSP处理模块2 ο所述的DSP处理模块2中包括光电编码器接口和内置的QEP电路,所述的光电编码器通过光电编码器接口连接QEP电路。
[0026]如图2所示为PWM调速电路的原理示意图,所述的H桥电路包括场效应管Ql、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4、二极管Dl、二极管D2、二极管D3和二极管D4,所述的场效应管Ql漏极连接场效应管Q4漏极形成第一桥臂,所述的场效应管Q3漏极连接场效应管Q2漏极形成第一桥臂,所述的场效应管Ql源极连接场效应管Q3源极,并连接供电电源VCC,所述的场效应管Q4源极连接场效应管Q2源极,两者连接点形成PffM输入点,所述的二极管Dl阳极连接场效应管Ql漏极,阴极连接场效应管Ql源极,所述的二极管D4阳极连接场效应管Q4源极,阴极连接场效应管Q4漏极,所述的二极管D3阳极连接场效应管Q3漏极,阴极连接场效应管Q3源极,所述的二极管D2阳极连接场效应管Q2源极,阴极连接场效应管Q2漏极,所述的直流电机5连接于场效应管Ql漏极和场效应管Q3漏极之间。二极管Dl、二极管D2、二极管D3和二极管D4称为续流二极管,当与之并联的场效应管关断时若有高峰电流产生可以让其通过二极管进行续流,从而保护了场效应管。正反转控制单元包括正反转输入端子P1、反相器U1、反相器U2、反相器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5,所述的正反转输入端子输入端连接DSP处理模块2,输出端连接反相器Ul输入端,反相器Ul输出端分别通过电阻R4和电阻R3对应连接场效应管Q4栅极和场效应管Q3栅极,反相器Ul输出端还分别连接反相器U2和反相器U3输入端,反相器U2输出端通过电阻Rl连接场效应管Ql栅极,反相器U3输出端通过电阻R2连接场效应管Q2栅极,反相器U2输出端还通过电阻R5连接供电电源VCC。所述的PWM信号输入单元包括PWM信号输入端子P2、反相器U4、电阻R6和三级管Q5,PWM信号输入端子P2输入端连接DSP处理模块2,输出依次串联反相器U4和电阻R6,电阻R6连接场效应管Q5栅极,场效应管Q5漏极连接H桥电路中所述的PffM输入点,场效应管Q5源极接地。当正反转输入端子Pl输入高电平时,Ql、Q2导通,Q3、Q4关断,负载电流从图中A点流向B点,此时A点相对于B点是正电位,直流电机5两端承受正向电压,直流电机5正方向旋转,当正反转输入端子Pl输入低电平时,Ql、Q2关断,Q3、Q4导通,负载电流从图中B点流向A点,此时负载端B点相对于A点是正电位,直流电机5两端承受反向电压,直流电机5反方向旋转。该实用新型采用的PffM调速电路具有有稳定性高、精确度高、不易受干扰等优点,提高了直流电机5转速控制的精确性。
[0027]该调速装置还包括用于显示直流电机5转速的显示模块6,该显示模块6连接DSP处理模块2,所述的显示模块6为液晶显示器。
【主权项】
1.一种基于DSP的直流电机调速装置,其特征在于,该系统包括电源模块(I)、DSP处理模块(2)、测速模块(3)、驱动模块(4)和直流电机(5),所述的电源模块(I)连接DSP处理模块(2),所述的测速模块(3)输入端连接直流电机(5),输出端连接DSP处理模块(2),所述的DSP处理模块(2)连接驱动模块(4)输入端,所述的驱动模块(4)输出端连接直流电机(5),所述的驱动模块(4)为PWM调速电路,所述的PWM调速电路包括PWM信号输入单元、正反转控制单元和H桥电路,所述的PffM信号输入单元和正反转控制单元均连接H桥电路,所述的H桥电路连接直流电机(5)。2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的直流电机调速装置,其特征在于,所述的测速模块(3)包括光电编码器,所述的光电编码器设置在直流电机(5)转轴上并连接至DSP处理丰旲块(2) ο3.根据权利要求2所述的一种基于DSP的直流电机调速装置,其特征在于,所述的DSP处理模块(2)中包括光电编码器接口和内置的QEP电路,所述的光电编码器通过光电编码器接口连接QEP电路。4.根据权利要求1所述的一种基于DSP的直流电机调速装置,其特征在于,所述的H桥电路包括场效应管Ql、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4、二极管Dl、二极管D2、二极管D3和二极管D4,所述的场效应管Ql漏极连接场效应管Q4漏极形成第一桥臂,所述的场效应管Q3漏极连接场效应管Q2漏极形成第一桥臂,所述的场效应管Ql源极连接场效应管Q3源极,并连接供电电源VCC,所述的场效应管Q4源极连接场效应管Q2源极,两者连接点形成PWM输入点,所述的二极管Dl阳极连接场效应管Ql漏极,阴极连接场效应管Ql源极,所述的二极管D4阳极连接场效应管Q4源极,阴极连接场效应管Q4漏极,所述的二极管D3阳极连接场效应管Q3漏极,阴极连接场效应管Q3源极,所述的二极管D2阳极连接场效应管Q2源极,阴极连接场效应管Q2漏极,所述的直流电机(5)连接于场效应管Ql漏极和场效应管Q3漏极之间。5.根据权利要求4所述的一种基于DSP的直流电机调速装置,其特征在于,正反转控制单元包括正反转输入端子P1、反相器U1、反相器U2、反相器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5,所述的正反转输入端子输入端连接DSP处理模块(2),输出端连接反相器Ul输入端,反相器Ul输出端分别通过电阻R4和电阻R3对应连接场效应管Q4栅极和场效应管Q3栅极,反相器Ul输出端还分别连接反相器U2和反相器U3输入端,反相器U2输出端通过电阻Rl连接场效应管Ql栅极,反相器U3输出端通过电阻R2连接场效应管Q2栅极,反相器U2输出端还通过电阻R5连接供电电源VCC。6.根据权利要求4所述的一种基于DSP的直流电机调速装置,其特征在于,所述的PWM信号输入单兀包括PWM信号输入端子P2、反相器U4、电阻R6和三级管Q5,PWM信号输入端子P2输入端连接DSP处理模块(2),输出依次串联反相器U4和电阻R6,电阻R6连接场效应管Q5栅极,场效应管Q5漏极连接H桥电路中所述的PffM输入点,场效应管Q5源极接地。7.根据权利要求1所述的一种基于DSP的直流电机调速装置,其特征在于,该调速装置还包括用于显示直流电机(5)转速的显示模块(6),该显示模块(6)连接DSP处理模块(2)。8.根据权利要求7所述的一种基于DSP的直流电机调速装置,其特征在于,所述的显示模块(6)为液晶显示器。9.根据权利要求1所述的一种基于DSP的直流电机调速装置,其特征在于,所述的DSP处理模块(2)为TMS320F2812。
【文档编号】H02P7/29GK205509907SQ201620158985
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月2日
【发明人】单鸿涛, 侯俊梁, 汪振宇, 丁威, 韦明唯
【申请人】上海工程技术大学
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