通过电压比较实现能耗制动的电路及控制方法与流程

本发明属于电气控制领域，具体地说是一种通过电压比较实现能耗制动的电路及控制方法。

背景技术：

目前直流电机主要通过反接制动、串接电阻等方式实现制动，制动时需判断电机是否处于制动状态，同时需切换电路，控制复杂，可靠性低，现有的通过电压比较实现能耗制动都是与某一特定电压值进行比较，不同电机电压等级或不同电机功率制动电路则无法通用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种通过电压比较实现能耗制动的电路及控制方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种通过电压比较实现能耗制动的电路，包括电压比较回路、功率放大回路、稳压保护回路及状态显示回路；

电压比较回路由接线端子JP1、三极管Q1、第一电阻R3、第一二极管D1和第二二极管D2实现输入电压与输出电压比较；

功率放大回路由第五电阻R6和场效应管Q2实现功率放大，由能耗电阻R1实现能量消耗；

稳压保护回路由第二电阻R4和第三二极管D3实现稳压保护；

状态显示回路由第三电阻R2和第一发光二极管DS1实现电源指示，由第四电阻R5和第二发光二极管DS2实现能耗制动时状态指示。

一种通过电压比较实现能耗制动的电路的控制方法，当电机工作在正常模式，输入电压Vin高于输出电压Vout时，第一二极管D1导通，输入电压Vin通过第一二极管D1由输出电压Vout为电机供电，此时第一发光二极管DS1亮，表示电源工作；

当电机处于发电状态时，电机电枢电压因为反电动势导致输出电压Vout升高，当输出电压Vout高于输入电压Vin时，第一二极管D1截止，同时电流通过PNP三极管Q1、限流电阻R3、第二二极管D2，三极管Q1导通，电流经由第五电阻R6驱动功率场效应管Q2，使场效应管Q2导通，同时第二发光二极管DS2亮，表示此时电路工作在能耗制动状态，为防止驱动场效应管电压过高，利用第二电阻R4和稳压管D3实现过压保护；场效应管Q2导通时，能耗电阻R1回路工作，达到能耗制动的目的；

当电机由制动模式回到正常工作模式时，第一二极管D1再次导通，三极管Q1及场效应管Q2截止，输入电压Vin继续通过第一二极管D1由输出电压Vout为电机供电，电路实现无扰切换。

本发明与现有技术相比，其显著优点：如果电机工作在频繁驱动与制动的场合，或是无法判断此时电机工作在何种状态，利用本发明电路通过电压比较自动切换正常供电模式或能耗制动模式；电压比较方式采用输入电压与输出电压比较，此种比较方式可适用于任意电压等级的电机；能耗电阻功率可根据制动力大小任意选配，以达到相应的制动效果，也可外接储能装置，实现能量回馈；此外该电路加装在电机供电一侧，无需更改控制回路，即便设计之初未考虑电机制动控制，也可方便在后期加装，应用场合十分灵活。

附图说明

图1是本发明的整体原理图。

图2是本发明的电路图。

具体实施方式

本发明通过比较输入输出电压实现直流电机能耗制动，该电路自动判断当前电机是否处于制动状态，制动状态下自动切换至能耗电路实现电机能耗制动，当电机正常运行时，电路自动切回至供电模式。根据制动力的大小可选用不同功率能耗电阻，且适应不同电压等级电机的供电要求。

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

结合图1、2，一种通过电压比较实现能耗制动的电路，由电压比较回路，功率放大回路，稳压保护回路及状态显示回路构成。

电压比较回路由接线端子JP1、三极管Q1、第一电阻R3、第一二极管D1和第二二极管D2实现输入电压与输出电压比较；

功率放大回路由第五电阻R6和场效应管Q2实现功率放大，由能耗电阻R1实现能量消耗；

稳压保护回路由第二电阻R4和第三二极管D3实现稳压保护；

状态显示回路由第三电阻R2和第一发光二极管DS1实现电源指示，由第四电阻R5和第二发光二极管DS2实现能耗制动时状态指示。

所述电压比较回路中，第一二极管D1与接线端子Vin和Vout连接，第二二极管D2与Vin和第一电阻R3连接，第一电阻R3与第二二极管D2和三极管Q1连接，三极管Q1与Vout、第五电阻R6、第一电阻R3连接。

所述功率放大回路中，第五电阻R6与三极管Q1和场效应管Q2连接，场效应管Q2与第五电阻R6、能耗电阻R1和电源地连接，能耗电阻R1与接线端子RAD1和RAD2连接。

所述稳压保护回路中，第二电阻R4与场效应管Q2和电源地连接，第三二极管D3与场效应管Q2和电源地连接。

所述状态显示回路中，第三电阻R2与Vin和发光二极管DS1连接，第一发光二极管DS1与第三电阻R2和电源地连接，第四电阻R5与第二发光二极管DS2和电源地连接，第二发光二极管DS2与电第四阻R5和场效应管Q2连接。

本电路的具体工作原理是当电机工作在正常模式，输入电压Vin高于输出电压Vout时，第一二极管D1导通，输入电压Vin通过第一二极管D1由输出电压Vout为电机供电，此时第一发光二极管DS1亮，表示电源工作；

当电机处于发电状态时，电机电枢电压因为反电动势导致输出电压Vout升高，当输出电压Vout高于输入电压Vin时，第一二极管D1截止，同时电流通过PNP三极管Q1、限流电阻R3、第二二极管D2，三极管Q1导通，电流经由第五电阻R6驱动功率场效应管Q2，使场效应管Q2导通，同时第二发光二极管DS2亮，表示此时电路工作在能耗制动状态，为防止驱动场效应管电压过高，利用第二电阻R4和稳压管D3实现过压保护；场效应管Q2导通时，能耗电阻R1回路工作，达到能耗制动的目的；

当电机由制动模式回到正常工作模式时，第一二极管D1再次导通，三极管Q1及场效应管Q2截止，输入电压Vin继续通过第一二极管D1由输出电压Vout为电机供电，电路实现无扰切换。