高压直流电机驱动电路及其驱动电路板的制作方法

文档序号:29906263发布日期:2022-05-05 23:37阅读:383来源:国知局
高压直流电机驱动电路及其驱动电路板的制作方法

1.本技术涉及驱动电路技术领域,特别是涉及一种高压直流电机驱动电路及其驱动电路板。


背景技术:

2.目前对于带制冰功能的冰箱等产品,大部分会通过控制有刷直流电机的正、反转来实现碎冰和取冰的功能。该有刷直流电机一般都是高压直流驱动,普通的继电器无法驱动高压直流负载,一般都会采用多个小型大功率直流继电器(具有直流高压带载切换能力)来驱动该有刷直流电机。通过使用四个小型大功率继电器分开控制,实现电机电流的方向控制,从而控制电机的正反转。而小型大功率继电器内部带有磁铁,小型大功率继电器之间将会有相互排斥以及吸收的情况,在相互磁场的作用下,导致小型大功率继电器内部的零件变形、参数变化和损坏,性能下降。所以在电路设计时需要考虑增大布板面积,加大继电器之间间距。另外小型大功率继电器成本高,一个小型大功率继电器(即直流高压带载切换能力的继电器)是普通的继电器(即非直流带载切换的继电器)的三倍。传统的电机驱动方式中使用多个(如4个)小型大功率继电器,大大增加的整机的成本,降低产品的经济实用性和竞争力。
3.在实现过程中,发明人发现传统技术中至少存在如下问题:传统的电机驱动方式中,使用的驱动控制电路器件数量多,电路结构复杂,电路板体积大,且成本高。


技术实现要素:

4.基于此,有必要针对上述传统的电机驱动方式中,使用的驱动控制电路器件数量多,电路结构复杂,电路板体积大,且成本高的问题,提供一种能够实现对优化现有的无刷高压直流电机驱动电路,减少驱动控制电路器件,减少单片机驱动i/o口数量,降低产品设计成本,简化电路结构,为后期硬件设计提供方便,降低了电路故障率的高压直流电机驱动电路及其驱动电路板。
5.为了实现上述目的,本实用新型实施例一种高压直流电机驱动电路,高压直流电机驱动电路包括:
6.第一非带载继电器,第一非带载继电器耦合连接处理器、配置为根据接收到的处理器传输的第一控制信号,控制待驱动电机的第一电信号端切换连接地线或电源;
7.第二非带载继电器,第二非带载继电器耦合连接处理器、配置为根据接收到的处理器传输的第二控制信号,控制待驱动电机的第二电信号端切换连接地线或电源;
8.带载继电器,带载继电器耦合连接处理器,配置为根据接收到的处理器传输的第三控制信号,控制待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通或断开;
9.其中,处理器配置为若待驱动电机需正转时,维持第一非带载继电器连接电源,控制第二非带载继电器切换连接地线,且在第二非带载继电器切换连接地线之后,控制带载继电器以使待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通;处理器还配置为
若待驱动电机需反转时,维持第二非带载继电器连接电源,控制第一非带载继电器切换连接地线,且在第一非带载继电器切换连接地线之后,控制带载继电器以使待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通。
10.在其中一个实施例中,第一非带载继电器包括第一控制端和第一选择开关;第一控制端耦合连接处理器的第一输出端;第一选择开关的第一端连接待驱动电机的第一电信号端;第一控制端配置为根据接收到的处理器传输的第一控制信号,控制第一选择开关的第二端连接电源或连接地线。
11.在其中一个实施例中,高压直流电机驱动电路还包括第一续流二极管;第一非带载继电器还包括第一供电端;第一续流二极管的负极连接第一供电端,第一续流二极管的正极连接第一控制端。
12.在其中一个实施例中,第二非带载继电器包括第二控制端和第二选择开关;第二控制端耦合连接处理器的第二输出端;第二选择开关的第一端用于连接带载继电器;第二控制端配置为根据接收到的处理器传输的第二控制信号,控制第二选择开关的第二端连接地线或连接电源。
13.在其中一个实施例中,高压直流电机驱动电路还包括第二续流二极管;第二非带载继电器还包括第二供电端;第二续流二极管的负极连接第二供电端,第二续流二极管的正极连接第二控制端。
14.在其中一个实施例中,带载继电器包括第三控制端和第三选择开关;第三控制端耦合连接处理器的第三输出端;第三选择开关的第一端用于连接待驱动电机的第二电信号端;第三控制端配置为根据接收到的处理器传输的第三控制信号,控制第三选择开关的第二端连通第二选择开关的第一端,以使待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通。
15.在其中一个实施例中,高压直流电机驱动电路还包括第三续流二极管;带载继电器还包括第三供电端;第三续流二极管的负极连接第三供电端,第三续流二极管的正极连接第三控制端。
16.在其中一个实施例中,高压直流电机驱动电路还包括达林顿晶体管组件;达林顿晶体管组件的输入端连接处理器,达林顿晶体管组件的输出端分别连接第一非带载继电器、第二非带载继电器和带载继电器。
17.在其中一个实施例中,高压直流电机驱动电路还包括去耦电容;去耦电容连接在达林顿晶体管组件的电源端和达林顿晶体管组件的接地端之间。
18.另一方面,本实用新型实施例还提供了一种高压直流电机驱动电路的驱动电路板,包括电路基板,以及设置在电路基板上的如上述任意一项的高压直流电机驱动电路。
19.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
20.上述的高压直流电机驱动电路的各实施例中,通过第一非带载继电器耦合连接处理器,第二非带载继电器耦合连接处理器,带载继电器耦合连接处理器;在待驱动电机需正转时,通过处理器维持第一非带载继电器连接电源,控制第二非带载继电器切换连接地线,且在第二非带载继电器切换连接地线之后,控制带载继电器以使待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通,实现待驱动电机的正转驱动;在待驱动电机需反转时,通过处理器维持第二非带载继电器连接电源,控制第一非带载继电器切换连接地线,且在
第一非带载继电器切换连接地线之后,控制带载继电器以使待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通,实现待驱动电机的反转驱动。本技术通过优化现有的无刷高压直流电机驱动电路,减少小型大功率直流继电器的数量,在只使用一个小型大功率直流继电器的基础上,通过搭配使用2个具有一组转换功能的直流继电器(无直流带载切换能力)实现切换电机电流的工作方向。同步将控制电路继电器减少,并且直流一组转换带载继电器成本低,且无磁性,对设计位置及器件之间距离无特殊要求,为后期的设计布板及器件成本提供优势,减少开发人员的工作量,降低产品设计成本,且降低了电路故障率。
附图说明
21.图1为传统的高压直流电机驱动电路的电路示意图。
22.图2为本技术实施例中高压直流电机驱动电路的电路示意图。
23.图3为本技术实施例中高压直流电机驱动电路的电路示意图。
具体实施方式
24.为了便于理解本技术,下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的首选实施例。但是,本技术可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。
25.需要说明的是,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并与之结合为一体,或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
26.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技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术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,不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.传统的高压直流电机驱动电路,如图1所示,单片机通过4个i/o口(即i/o1、i/o2、i/o3和i/o4)输出高电平分别控制四个带载直流继电器(即rl4、rl5、rl6和rl7)的导通和关断。当i/o1和i/o2输出高电平,rl4和rl5继电器导通吸合;电源dc170v通过rl4、电机1脚、电机2脚到达rl5,rl5吸合后,到达地线pgnd形成回路,进而实现电机m的正转驱动。当i/o3和i/o4输出高电平,rl6和rl7导通吸合;电源dc170v通过rl6、电机2脚、电机1脚到达rl7,rl7吸合后,到达地线pgnd形成回路,进而实现电机m的反转驱动。从而通过控制电机m的电流方向实现电机m正转和反转。上述传统的电机驱动方式中,通过使用四个小型大功率继电器分开控制,使用的驱动控制电路器件数量多,电路结构复杂,成本高,且小型大功率继电器内部带有磁铁,小型大功率继电器之间将会有相互排斥以及吸收的情况,在相互磁场的作用下,导致小型大功率继电器内部的零件变形、参数变化和损坏,性能下降,在电路设计时需要考虑增大布板面积,加大继电器之间间距,使得电路板体积大。
28.请参照图2-图3,下面将结合附图对本技术实施例提供的高压直流电机驱动电路及其驱动电路板作详细说明。
29.为了解决传统的电机驱动方式中,使用的驱动控制电路器件数量多,电路结构复杂,电路板体积大,且成本高的问题在一个实施例中,如图2所示,提供了一种高压直流电机
驱动电路,该高压直流电机驱动电路包括第一非带载继电器110、第二非带载继电器120和带载继电器130;第一非带载继电器110耦合连接处理器140、配置为根据接收到的处理器140传输的第一控制信号,控制待驱动电机的第一电信号端切换连接地线150或电源160;第二非带载继电器120耦合连接处理器140、配置为根据接收到的处理器140传输的第二控制信号,控制待驱动电机的第二电信号端切换连接地线150或电源160;带载继电器130耦合连接处理器140,配置为根据接收到的处理器140传输的第三控制信号,控制待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通或断开。其中,处理器140配置为若待驱动电机需正转时,维持第一非带载继电器110连接电源160,控制第二非带载继电器120切换连接地线150,且在第二非带载继电器120切换连接地线150之后,控制带载继电器130以使待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通;处理器140还配置为若待驱动电机需反转时,维持第二非带载继电器120连接电源160,控制第一非带载继电器110切换连接地线150,且在第一非带载继电器110切换连接地线150之后,控制带载继电器130以使待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通。
30.其中,第一非带载继电器110指的是不具有直流高压带载切换能力的继电器,如第一非带载继电器110可以是成本低的直流继电器。第二非带载继电器120指的是不具有直流高压带载切换能力的继电器,如第二非带载继电器120可以是成本低的直流继电器。带载继电器130指的是具有直流高压带载切换能力的继电器,如带载继电器130可以是小型大功率直流继电器。待驱动电机指的是高压直流电机,待驱动电机包括第一电信号端和第二电信号端,当驱动电流信号从待驱动电机的第一电信号端输入,且从第二电信号端输出时,待驱动电机实现正转;当驱动电流信号从待驱动电机的第二电信号端输入,且从第一电信号端输出时,待驱动电机实现反转。待驱动电机可应用在冰箱等家用电器上,如通过控制待驱动电机的正转和反转,来实现碎冰和取冰的功能。处理器140指的是具有信号处理和信号传输功能的处理器140件,例如,处理器140可以是单片机。
31.具体地,基于第一非带载继电器110耦合连接处理器140,处理器140可向第一非带载继电器110传输第一控制信号,第一非带载继电器110根据接收到的第一控制信号,控制待驱动电机的第一电信号端切换连接地线150或电源160。例如第一非带载继电器110的初始状态下,待驱动电机的第一电信号端连接电源160,则第一非带载继电器110接收到第一控制信号时,可控制待驱动电机的第一电信号端从连接电源160切换至连接地线150。基于第二非带载继电器120耦合连接处理器140,处理器140可向第二非带载继电器120传输第二控制信号,第二非带载继电器120根据接收到的第二控制信号,控制待驱动电机的第二电信号端切换连接地线150或电源160。例如第二非带载继电器120的初始状态下,待驱动电机的第二电信号端连接电源160,则第二非带载继电器120接收到第二控制信号时,可控制待驱动电机的第二电信号端从连接电源160切换至连接地线150。基于带载继电器130耦合连接处理器140,处理器140可在第一非带载继电器110切换连接地线150之后或在第二非带载继电器120切换连接地线150之后,向带载继电器130传输第三控制信号,带载继电器130根据接收到的处理器140传输的第三控制信号,控制待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通或断开;例如带载继电器130的初始状态下,待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间断开,则带载继电器130接收到第三控制信号时,可控制待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间导通。
32.进一步的,在待驱动电机需正转时,通过处理器140维持第一非带载继电器110连接电源160,进而使得待驱动电机的第一电信号端连通电源160,通过处理器140向第二非带载继电器120传输第二控制信号,进而第二非带载继电器120根据第二控制信号,控制第二非带载继电器120切换连接地线150,处理器140在第二非带载继电器120切换连接地线150之后,向带载继电器130传输第三控制信号,进而控制带载继电器130,使得待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通,进而使得待驱动电机形成完整的工作回路,实现电流信号从待驱动电机的第一电信号端输入,并从待驱动电机的第二电信号端输出,从而实现待驱动电机的正转工作。在待驱动电机需反转时,通过处理器140维持第二非带载继电器120连接电源160,通过处理器140向第一非带载继电器110传输第一控制信号,进而第一非带载继电器110根据第一控制信号,控制第一非带载继电器110切换连接地线150,处理器140在第一非带载继电器110切换连接地线150之后,向带载继电器130传输第三控制信号,进而控制带载继电器130,使得待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通,进而使得待驱动电机形成完整的工作回路,实现电流信号从待驱动电机的第二电信号端输入,并从待驱动电机的第一电信号端输出,从而实现待驱动电机的反转工作。
33.上述实施例中,通过在第一非带载继电器110或第二非带载继电器120切换连接之后,控制带载继电器130工作,进而确保在第一非带载继电器110或第二非带载继电器120切换连接时,待驱动电机的工作回路为断开状态,使得无电流流过,从而满足第一非带载继电器110或第二非带载继电器120的无带载切换要求。通过优化现有的无刷高压直流电机驱动电路,减少小型大功率直流继电器的数量,在只使用一个小型大功率直流继电器的基础上,通过搭配使用2个具有一组转换功能的直流继电器(无直流带载切换能力)实现切换电机电流的工作方向。同步将控制电路继电器减少,并且直流一组转换带载继电器成本低,且无磁性,对设计位置及器件之间距离无特殊要求,为后期的设计布板及器件成本提供优势,减少开发人员的工作量,降低产品设计成本,且降低了电路故障率。
34.在一个实施例中,如图2中,第一非带载继电器110包括第一控制端和第一选择开关112;第一控制端耦合连接处理器140的第一输出端;第一选择开关112的第一端连接待驱动电机的第一电信号端;第一控制端配置为根据接收到的处理器140传输的第一控制信号,控制第一选择开关112的第二端连接电源160或连接地线150。
35.其中,第一控制信号可以是低电平信号或高电平信号。第一选择开关112的第一端固定连接待驱动电机的第一电信号端,第一选择开关112的第二端可根据第一非带载继电器110内部吸合,切换连接地线150或电源160。例如处理器140向第一非带载继电器110的第一控制端传输低电平信号时,第一非带载继电器110可保持常闭状态,使得第一选择开关112的第二端连接电源160,进而使得待驱动电机的第一电信号端连接电源160。又如处理器140向第一非带载继电器110的第一控制端传输高电平信号时,第一非带载继电器110内部线圈导通,使得第一选择开关112的第二端由连接电源160切换至连接地线150,进而使得待驱动电机的第一电信号端连接地线150,通过控制第一非带载继电器110的通断,进而控制待驱动电机的第一电信号端切换连接电源160或地线150。
36.需要说明的是,电源160可向待驱动电机的第一电信号端提供170v的电压信号。
37.在一个实施例中,如图2中,高压直流电机驱动电路还包括第一续流二极管170;第
一非带载继电器110还包括第一供电端;第一续流二极管170的负极连接第一供电端,第一续流二极管170的正极连接第一控制端。
38.其中,第一供电端可用于接入12v的电压信号。
39.具体地,基于第一续流二极管170的负极连接第一供电端,第一续流二极管170的正极连接第一控制端,进而当第一非带载继电器110断开后,可通过第一续流二极管170来泄放第一非带载继电器110断开后产生的反向电动势,保护后端驱动电路器件。
40.在一个实施例中,如图2中,第二非带载继电器120包括第二控制端和第二选择开关122;第二控制端耦合连接处理器140的第二输出端;第二选择开关122的第一端用于连接带载继电器130;第二控制端配置为根据接收到的处理器140传输的第二控制信号,控制第二选择开关122的第二端连接地线150或连接电源160。
41.其中,第二正转控制信号可以是高电平信号或低电平信号。第二选择开关122的第一端固定连接带载继电器130,第二选择开关122的第二端可根据第二非带载继电器120内部吸合,切换连接地线150或电源160。例如处理器140向第二非带载继电器120的第二控制端传输低电平信号时,第二非带载继电器120可保持常闭状态,使得第二选择开关122的第二端连接电源160,进而使得带载继电器130连接电源160。又如处理器140向第二非带载继电器120的第二控制端传输高电平信号时,第二非带载继电器120内部线圈导通,使得第二选择开关122的第二端由连接电源160切换至连接地线150,进而使得待驱动电机的第二电信号端连接地线150,通过控制第二非带载继电器120的通断,进而控制待驱动电机的第二电信号端切换连接电源160或地线150。
42.需要说明的是,电源160可向待驱动电机的第二电信号端提供170v的电压信号。
43.在一个实施例中,如图2中,高压直流电机驱动电路还包括第二续流二极管180;第二非带载继电器120还包括第二供电端;第二续流二极管180的负极连接第二供电端,第二续流二极管180的正极连接第二控制端。
44.其中,第二供电端可用于接入12v的电压信号。
45.具体地,基于第二续流二极管180的负极连接第二供电端,第二续流二极管180的正极连接第二控制端,进而当第二非带载继电器120断开后,可通过第二续流二极管180来泄放第一非带载继电器110断开后产生的反向电动势,保护后端驱动电路器件。
46.在一个实施例中,如图2中,带载继电器130包括第三控制端和第三选择开关132;第三控制端耦合连接处理器140的第三输出端;第三选择开关132的第一端用于连接待驱动电机的第二电信号端;第三控制端配置为根据接收到的处理器140传输的第三控制信号,控制第三选择开关132的第二端连通第二选择开关122的第一端,以使待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通。
47.其中,第三控制信号可以是高电平信号。第三选择开关132的第一端固定连接待驱动电机的第二电信号端,第三选择开关132的第二端可根据带载继电器130内部吸合,将待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通。例如对待驱动电机进行正转驱动时,处理器140可在第二非带载继电器120切换连接地线150之后,向带载继电器130的第三控制端传输高电平信号时,带载继电器130导通吸合,使得第三选择开关132的第二端连接第二连接开关的第一端,进而待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通,使得待驱动电机形成完整的正转驱动回路,实现对待驱动电机的正转驱动。又
如对待驱动电机进行反转驱动时,处理器140可在第一非带载继电器110切换连接地线150之后,向带载继电器130的第三控制端传输高电平信号时,带载继电器130导通吸合,使得第三选择开关132的第二端连接第二连接开关的第一端,进而待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通,使得待驱动电机形成完整的反转驱动回路,实现对待驱动电机的反转驱动。
48.上述实施例中,提供优化现有的无刷高压直流电机驱动电路,减少驱动控制电路器件,减少处理器140驱动i/o口数量,降低产品设计成本。为后期硬件设计提供方便,同步器件的减少,降低了电路故障率。
49.在一个实施例中,如图2中,高压直流电机驱动电路还包括第三续流二极管190;带载继电器130还包括第三供电端;第三续流二极管190的负极连接第三供电端,第三续流二极管190的正极连接第三控制端。
50.其中,第三供电端可用于接入12v的电压信号。
51.具体地,基于第三续流二极管190的负极连接第三供电端,第三续流二极管190的正极连接第三控制端,进而带载继电器130断开后,可通过第三续流二极管190来泄放带载继电器130断开后产生的反向电动势,保护后端驱动电路器件。
52.在一个实施例中,如图2中,高压直流电机驱动电路还包括达林顿晶体管组件210;达林顿晶体管组件210的输入端连接处理器140,达林顿晶体管组件210的输出端分别连接第一非带载继电器110、第二非带载继电器120和带载继电器130。
53.其中,达林顿晶体管组件210可以但限于是uln2003型号的达林顿晶体管组件210,例如达林顿晶体管组件210可包括7个达林顿晶体管,具体地,达林顿晶体管组件210可包括7个输入端和7个输出端,其中7个输入端和7个输出端一一对应。
54.具体地,基于达林顿晶体管组件210的第一输入端(如输入端in7、输入端in4和输入端in2)连接处理器140,达林顿晶体管组件210的输出端(如输出端out7、输出端out4和输出端out2)分别连接第一非带载继电器110、第二非带载继电器120和带载继电器130,进而对待驱动电机正转驱动时,可通过处理器140向达林顿晶体管组件210的输入端in4传输高电平,维持达林顿晶体管组件210的输入端in7为低电平,进而第一非带载继电器110维持断开,使得待驱动电机的第一电信号端连接电源160;第二非带载继电器120导通,使得带载继电器130连接地线150。接着,处理器140可经过预设时间(如0.5s)后,向达林顿晶体管组件210的输入端in2传输高电平,进而使得带载继电器130导通,进而使得待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器120之间的导通,实现待驱动电机的正转回路导通,从而实现待驱动电机的正转驱动。
55.上述实施例中,通过在处理器140与各继电器(即第一非带载继电器110、第二非带载继电器120和带载继电器130)之间设置达林顿晶体管组件210,实现对处理器140传输的控制信号进行放大处理,并将放大处理后的信号提供给相应的继电器,进而提实现对各继电器的驱动。
56.在一个具体的实施例中,高压直流电机驱动电路还包括去耦电容;去耦电容连接在达林顿晶体管组件的电源端和达林顿晶体管组件的接地端之间。
57.其中,去耦电容可用来提供较稳定的电源,同时也可以降低元件耦合到电源端的噪声,间接可以减少其他元件受此元件噪声的影响。基于去耦电容连接在达林顿晶体管组
件的电源端和达林顿晶体管组件的接地端之间,起到抗干扰作用。
58.在一个实施例中,如图3所示,处理器(如单片机)通过i/o口控制三个继电器(即第一非带载继电器rl1、第二非带载继电器rl2和带载继电器rl3)实现电流的方向控制,其中初始状态下三个单片机i/o口(即i/o1、i/o2和i/o3)均为低电平。
59.具体而言,当待驱动电机m需要正转时,即电流方向从待驱动电机m的1脚到2脚时,单片机(mcu)i/o2输出高电平,达林顿晶体管组件u1的13脚拉低,第二非带载继电器rl2线圈导通,第二非带载继电器rl2触点由原先的1、3脚导通转变为1、2脚导通,此时由于带载继电器rl3未导通,第二非带载继电器rl2切换时电路无通路,所以无电流流过,满足继电器要求无带载切换。当第二非带载继电器rl2导通以后,处理器控制i/o3输出高电平,达林顿晶体管组件u1的15脚拉低,带载继电器rl3导通,带载继电器rl3的1脚和2脚吸合导通。这样电源dc170v通过第一非带载继电器rl1的3脚经过1脚到达待驱动电机m的1脚,通过待驱动电机m的2脚到达带载继电器rl3的2脚经过1脚最后到达第二非带载继电器rl2的2脚连接地线pgnd,形成一个完整的电机正转回路。
60.当待驱动电机m电机需要反转时,即电流方向从待驱动电机m的2脚到1脚时,单片机(mcu)i/o1输出高电平,达林顿晶体管组件u1的10脚拉低,第一非带载继电器rl1线圈导通,第一非带载继电器rl1触点由原先的1、3脚导通转变为1、2脚导通,此时由于带载继电器rl3未导通,第一非带载继电器rl1切换时电路无通路,所以无电流流过,满足继电器要求无带载切换。当第一非带载继电器rl1导通以后,处理器控制i/o3输出高电平,达林顿晶体管组件u1的15脚拉低,带载继电器rl3导通,带载继电器rl3的1脚和2脚吸合导通。这样电源dc170v通过第二非带载继电器rl2的3脚经过1脚到达带载继电器rl3的1脚、2脚后到达直流电机的2脚,经过电机的1脚流向第一非带载继电器rl1的1脚最终到达第一非带载继电器rl1的2脚连接地线pgng,形成一个完整的电机反转回路。
61.上述实施例中,通过只使用1个小型大功率直流继电器(带载继电器)的基础上,通过搭配使用2个具有一组转换功能的直流继电器(即第一非带载继电器和第二非带载继电器)实现切换电机电流的工作方向,减少小型大功率直流继电器的数量,并且成本低,且无磁性,对设计位置及器件之间距离无特殊要求,优化电路设计,降低软件控制难度,为后期的设计布板及器件成本提供优势,优化pcb布板走线,降低电路的故障率,减少开发人员的工作量。
62.在一个实施例中,还提供了一种高压直流电机驱动电路的驱动电路板,包括电路基板,以及设置在电路基板上的如上述任意一项的高压直流电机驱动电路。
63.其中,电路基板可以是双层pcb板。
64.具体地,基于在电路基板上设置高压直流电机驱动电路,进而处理器可向第一非带载继电器传输第一控制信号,第一非带载继电器根据接收到的第一控制信号,控制待驱动电机的第一电信号端切换连接地线或电源。例如第一非带载继电器的初始状态下,待驱动电机的第一电信号端连接电源,则第一非带载继电器接收到第一控制信号时,可控制待驱动电机的第一电信号端从连接电源切换至连接地线。处理器还可向第二非带载继电器传输第二控制信号,第二非带载继电器根据接收到的第二控制信号,控制待驱动电机的第二电信号端切换连接地线或电源。例如第二非带载继电器的初始状态下,待驱动电机的第二电信号端连接电源,则第二非带载继电器接收到第二控制信号时,可控制待驱动电机的第
二电信号端从连接电源切换至连接地线。处理器还可在第一非带载继电器切换连接地线之后或在第二非带载继电器切换连接地线之后,向带载继电器传输第三控制信号,带载继电器根据接收到的处理器传输的第三控制信号,控制待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通或断开;例如带载继电器的初始状态下,待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间断开,则带载继电器接收到第三控制信号时,可控制待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间导通。
65.进一步的,在待驱动电机需正转时,通过处理器维持第一非带载继电器连接电源,进而使得待驱动电机的第一电信号端连通电源,通过处理器向第二非带载继电器传输第二控制信号,进而第二非带载继电器根据第二控制信号,控制第二非带载继电器切换连接地线,处理器在第二非带载继电器切换连接地线之后,向带载继电器传输第三控制信号,进而控制带载继电器,使得待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通,进而使得待驱动电机形成完整的工作回路,实现电流信号从待驱动电机的第一电信号端输入,并从待驱动电机的第二电信号端输出,从而实现待驱动电机的正转工作。在待驱动电机需反转时,通过处理器维持第二非带载继电器连接电源,通过处理器向第一非带载继电器传输第一控制信号,进而第一非带载继电器根据第一控制信号,控制第一非带载继电器切换连接地线,处理器在第一非带载继电器切换连接地线之后,向带载继电器传输第三控制信号,进而控制带载继电器,使得待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通,进而使得待驱动电机形成完整的工作回路,实现电流信号从待驱动电机的第二电信号端输入,并从待驱动电机的第一电信号端输出,从而实现待驱动电机的反转工作。
66.上述实施例中,通过在第一非带载继电器或第二非带载继电器切换连接之后,控制带载继电器工作,进而确保在第一非带载继电器或第二非带载继电器切换连接时,待驱动电机的工作回路为断开状态,使得无电流流过,从而满足第一非带载继电器或第二非带载继电器的无带载切换要求。通过优化现有的无刷高压直流电机驱动电路,减少小型大功率直流继电器的数量,在只使用一个小型大功率直流继电器的基础上,通过搭配使用2个具有一组转换功能的直流继电器(无直流带载切换能力)实现切换电机电流的工作方向。同步将控制电路继电器减少,并且直流一组转换带载继电器成本低,且无磁性,对设计位置及器件之间距离无特殊要求,为设计布板及器件成本提供优势,减少开发人员的工作量,降低产品设计成本,且降低了电路故障率,减小了电路板的体积。
67.在一个示例中,如图3所示,待驱动电机的正转具体过程为:电路初始上电,若执行电机正转程序,则通过处理器i/o2输出高电平,使得第二非带载继电器rl2导通,控制第二非带载继电rl2器切换连接地线,处理器在第二非带载继电器rl2导通之后,延时预设时间(如0.5s),通过i/o3输出高电平,使得带载继电器rl3导通,进而使得待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器之间的导通,待驱动电机的正转回路连通,从而实现待驱动电机正转。当需要对待驱动电机停机时,通过处理器i/o1、i/o2和i/o2分别输出低电平,进而使得待驱动电机停止工作。
68.待驱动电机的反转具体过程为:电路初始上电,若执行电机反转程序,则通过处理器i/o1输出高电平,使得第一非带载继电器rl1导通,控制第一非带载继电rl1器切换连接地线,处理器在第一非带载继电器rl1导通之后,延时预设时间(如0.5s),通过i/o3输出高电平,使得带载继电器rl3导通,进而使得待驱动电机的第二电信号端与第二非带载继电器
之间的导通,待驱动电机的反转回路连通,从而实现待驱动电机反转。当需要对待驱动电机停机时,通过处理器i/o1、i/o2和i/o2分别输出低电平,进而使得待驱动电机停止工作。
69.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。
70.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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