一种带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路的制作方法

本发明涉及一种串激电机刹车控制电路，具体涉及一种带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路。

背景技术：

随着生活质量的提高，人们对养生越来越注重，搅拌机也应需而生，方便人们搅拌豆类，水果，肉类等食物，搅拌机在给人们带来便利的同时也存在一定的危险性，在设计上必须符合相关的法规要求，其中一项要求，在工作时开盖，电机能确保断电不工作，并在1.5s内停止转动，必须保证人手无法触及到转到的刀片，保证使用者的安全。

为了满足法规要求，搅拌机必须自带一个能断电的机械开关，并要求串激电机带刹车功能。传统的做法有以下几种：

1)机械开关直接断开强电，满足电机断电的需求，但这样要求开关开关能过较大的电流，造成结构设计的不便，不利于产品的美观，因电流太大，开盖容易产生大电弧，开关容易坏，可靠性不佳；

2)直接断开继电器供电电压，达到断电的目的，但在使用过程中，电机工作时，容易触发开关松动的情况，造成继电器反复断开和吸合，容易损坏继电器，造成寿命没有达到预定的要求

3)直接断开单片机的系统电路，这种方法能直接断开电机的工作电压，比较可靠，但也有缺点：断电后相当于急刹，容易产生较大的刹车电流，需要在刹车回路中增加一个很大的水泥电阻来减少刹车电流，防止过高的刹车电流损坏继电器的触点，需求的pcb面积增大，成本增加；

另外很多客户需求在开盖后仍能显示相应的状态，因为前面的措施是整个mcu电路断电的，无法再进行状态显示，为了满足这个要求，不得不增加多一个mcu进行状态显示，同样造成了成本增加。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路，能满足电机断电的要求，急刹又不会造成过高的刹车电流，并无需增加额外的mcu进行状态显示，安全可靠并节约了成本。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路，包括：mcu、开盖开关、可控硅、继电器和串激电机，其中串激电机分别由可控硅和继电器串行控制，可控硅和继电器分别对应设置有可控硅控制电路和继电器控制电路进行控制，开盖开关分别与可控硅控制电路和继电器控制电路连接，mcu分别与开盖开关、可控硅控制电路和继电器控制电路连接。

优选的，所述可控硅控制电路包括电阻r19、r20、r22和r42，可控硅tr1，抗干扰电容cx3，电路板pc2，其中可控硅tr1的第一端脚与电路板pc2的引脚6连接，可控硅tr1的第二端脚与ac电路中的火线连接，可控硅tr1的第三端脚与串激电机mot连接，抗干扰电容cx3的第一端脚与可控硅tr1的第二端脚连接，抗干扰电容cx3的第二端脚与电阻r19的第一端脚连接，电阻r19的第二端脚与可控硅tr1的第三端脚连接，电阻r22的第一端脚与电路板pc2的引脚4连接，电阻r22的第二端脚与可控硅tr1的第三端脚连接，电阻r20的第一端脚与电路板pc2的引脚1连接，电阻r20的第二端脚与mcu的i/o口连接，mcu的i/o口设置为开漏输出，电阻r42的第一端脚分别与电阻r20的第二端脚和mcu的i/o口连接，电阻r42的第二端脚分别与开盖开关sw1的第一端脚和5v电压连接，开盖开关sw1的第二端脚与5v电源连接。

优选的，所述抗干扰电容cx3，电阻r19与可控硅tr1连接，组成rc保护电路。

优选的，所述继电器控制电路包括电阻r26、r27、r37，二极管d5、d6、d7，三极管q1，继电器，其中电容d5的第一端脚分别与继电器的引脚1和12v电源连接，电容d5的第二端脚分别与继电器的引脚2和三极管q1的集电极连接，三极管q1的发射极接地，三极管q1的基极分别与电阻r26的第一端脚和r27的第一端脚连接，电阻r26的第二端脚分别与电容c7的第一端脚和二极管d6的第一端脚连接，电容c7的第二端脚与三极管q1的发射极连接，r27的第二端脚与三极管q1的发射极连接，二极管d6的第二端脚与二极管d7的第一端脚连接，二极管d7的第二端脚与三极管q1的发射极连接后接地，电容c6的第一端脚连接在二极管d6第二端脚与二极管d7第一端脚的连接线上，电容c6的第二端脚分别与mcu的i/o口和电阻r37的第一端脚连接，电阻r37的第二端脚和5v电压连接，继电器上的引脚3、引脚4、引脚6、引脚7、引脚8分别对应与串激电机mot连接。

优选的，所述继电器上的引脚3和引脚6串联后与串激电机mot的黄色接线连接，继电器上的引脚4与串激电机mot的红色接线连接，继电器上的引脚5与ac电源连接，继电器上的引脚7与串激电机mot的白色接线连接，继电器上的引脚8与串激电机mot的蓝色接线连接。

本发明提供的一种带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路的有益效果在于：本带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路很好的应用了开盖开关的功能，又自动避免了过高的刹车电流，节约了驱动电路的成本，满足了安规要求，既能满足电机断电的要求，急刹又不会造成过高的刹车电流，并无需增加额外的mcu进行状态显示，安全可靠并节约了成本。

附图说明

图1为本发明的控制原理图。

图2为本发明中可控硅控制电路图。

图3为本发明中继电器控制电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例：一种带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路。

参照图1-3所示，一种带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路，包括：mcu、开盖开关、可控硅、继电器和串激电机，其中串激电机分别由可控硅和继电器串行控制，可控硅和继电器分别对应设置有可控硅控制电路和继电器控制电路进行控制，开盖开关分别与可控硅控制电路和继电器控制电路连接，mcu分别与开盖开关、可控硅控制电路和继电器控制电路连接。

本带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路电气结构原理如图1所示，串激电机刹车的正确时序是：先用可控硅将ac电断开，然后再利用继电器触点释放，形成闭合的反向的刹车回路，从而实现刹车功能；串激电机分别由可控硅和继电器串行控制，可控硅和继电器都有对应的控制电路进行控制。

可控硅控制电路的电路图如参照图2所示，包括电阻r19、r20、r22和r42，可控硅tr1，抗干扰电容cx3，电路板pc2，其中可控硅tr1的第一端脚与电路板pc2的引脚6连接，可控硅tr1的第二端脚与ac电路中的火线连接，可控硅tr1的第三端脚与串激电机mot连接，抗干扰电容cx3的第一端脚与可控硅tr1的第二端脚连接，抗干扰电容cx3的第二端脚与电阻r19的第一端脚连接，电阻r19的第二端脚与可控硅tr1的第三端脚连接，电阻r22的第一端脚与电路板pc2的引脚4连接，电阻r22的第二端脚与可控硅tr1的第三端脚连接，电阻r20的第一端脚与电路板pc2的引脚1连接，电阻r20的第二端脚与mcu的i/o口连接，mcu的i/o口设置为开漏输出，电阻r42的第一端脚分别与电阻r20的第二端脚和mcu的i/o口连接，电阻r42的第二端脚分别与开盖开关sw1的第一端脚和5v电压连接，开盖开关sw1的第二端脚与5v电源连接。其中抗干扰电容cx3，电阻r19与可控硅tr1连接，组成rc保护电路。其中电阻r42作为mcu的上拉电阻，对驱动可控硅tr1起着关键的作用，mcu对应的i/o口设置为开漏输出，驱动电流完全依赖上拉电阻r42提供电流，而上拉电阻r42连接的5v电压又受控于开盖开关sw1，当开盖开关sw1打开时，电阻r42与5v电源断开，mcu失去驱动能力，可控硅tr1立即关断，同时mcu可以检测到信号并进行相应的控制动作。开盖开关sw1实现了关断可控硅的目的，同时mcu也不必断电，还能进行相应的警示状态显示，无需额外增加新的单片机，节约了成本。

继电器控制电路的电路图如参照图3所示，包括电阻r26、r27、r37，二极管d5、d6、d7，三极管q1，继电器，其中电容d5的第一端脚分别与继电器的引脚1和12v电源连接，电容d5的第二端脚分别与继电器的引脚2和三极管q1的集电极连接，三极管q1的发射极接地，三极管q1的基极分别与电阻r26的第一端脚和r27的第一端脚连接，电阻r26的第二端脚分别与电容c7的第一端脚和二极管d6的第一端脚连接，电容c7的第二端脚与三极管q1的发射极连接，r27的第二端脚与三极管q1的发射极连接，二极管d6的第二端脚与二极管d7的第一端脚连接，二极管d7的第二端脚与三极管q1的发射极连接后接地，电容c6的第一端脚连接在二极管d6第二端脚与二极管d7第一端脚的连接线上，电容c6的第二端脚分别与mcu的i/o口和电阻r37的第一端脚连接，电阻r37的第二端脚和5v电压连接，继电器上的引脚3和引脚6串联后与串激电机mot的黄色接线连接，继电器上的引脚4与串激电机mot的红色接线连接，继电器上的引脚5与ac电源连接，继电器上的引脚7与串激电机mot的白色接线连接，继电器上的引脚8与串激电机mot的蓝色接线连接。其中上拉电阻r37连接的5v电压受控于开盖开关sw1，mcu的i/o口设置为开漏输出，电阻r37为mcu提供驱动电流，mcu驱动信号通过c6、d6给电容c7充电，并维持高电平，驱动三极管q1导通，从而驱动继电器；当开盖开关sw1打开时，电阻r37与5v电源断开，mcu失去驱动继电器的能力，因电容c7储存有电量，无法立即释放，当电容c7电压通过电阻放电到低电平0.7v以下时，继电器才会释放，c7的放电时间即为延时刹车的时间。该电路实现了开盖开关sw1延时释放继电器的功能，从硬件上自动规避了紧急刹车带来的过高的峰值电流。

本带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路的工作控制原理如下：

(1)在正常情况下，开盖开关sw1闭合，mcu能正常控制可控硅和继电器的工作状态；

(2)当开盖开关sw1打开时，mcu从硬件电路上马上失去对可控硅和继电器的控制能力，最先断开的是可控硅，然后才到继电器断开(因硬件自动延时电路)，避免了同时动作带来的非常高的刹车电流，实现自动的刹车动作，同时mcu能马上监测到开关是否已经断开,确定后并进行相关的后续操作；

(3)在自动停机的情况下，开盖开关没有断开，mcu可以先关控制硅，再关继电器进行电机断电和刹车的动作。

本带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路的关键点在于，mcu的驱动i/o口设置成开漏驱动输出模式，i/o的驱动能力依赖于外置的上拉电阻r37和r42，自动延时电路关键在于c7电容的充放电模式。

本带机械开关和延时刹车的串激电机刹车控制电路很好的应用了开盖开关的功能，又自动避免了过高的刹车电流，节约了驱动电路的成本，满足了安规要求，既能满足电机断电的要求，急刹又不会造成过高的刹车电流，并无需增加额外的mcu进行状态显示，安全可靠并节约了成本。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。