一种磁控开关电路模块及电机驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种磁控开关电路模块及电机驱动电路。


背景技术：

2.传统直线推杆电机等采用两根线实现直流电机正反运动，都是使用一个开关，压到开关就停止，但开关的尺寸比较大且机械寿命比较短，使用霍尔元件或者干簧管等手段，则存在电流不够，或者是两根线没办法实现需要三根或者以上的线，或者是功耗太大。
3.因此，有必要设计一种新的磁控开关电路模块及电机驱动电路。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种磁控开关电路模块及电机驱动电路，该磁控开关电路模块及电机驱动电路驱动性能强，电路简洁(只需两条线)且功耗小。
5.实用新型的技术解决方案如下：
6.一种磁控开关电路模块，包括储能单元、基准单元、取样单元、比较单元、磁控开关和功率开关；
7.储能单元的两端分别接模块输入端和模块输出端；
8.储能单元为电容，基准单元与储能单元并联，基准单元由电阻与基准器件串联而成，基准器件为钳位二极管(d1)或稳压管；
9.取样单元为由至少2个电阻串联而成的分压电路；
10.比较单元采用作为比较器的运算放大器，运算放大器的同相输入端接分压电路的分压点，运算放大器的反相输入端接基准单元的输出端；运算放大器的正负电源端分别与电容正端和电容负端相连；运算放大器的输出端经磁控开关接模块输出端；
11.功率开关跨接在模块输入端和模块输出端，运算放大器的输出端还接功率开关的控制端。
12.所说的磁控开关为干簧管或霍尔开关器件。
13.基准器件的压降稳定在0.7～2.5v之间的任一值。
14.取样单元中取样电压为总电压的1/5～1/3之间。
15.功率开关为n
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mos管或igbt。
16.运算放大器的输出端还通过驱动单元接功率开关的控制端。控制端一般是mos管的g极或igbt的g极。
17.驱动单元(又称推动单元)为由一个npn三极管和一个pnp三极管组成的射极跟随器电路，实际上是一个pnp、npn互补的射极跟随器。
18.模块输入端和模块输出端之间接有用于反接保护的反向二极管(d4)；反向二极管的正极和负极分别与模块输出端和模块输入端相接。
19.电容正极与模块输入端之间接有正向二极管(d2)，正向二极管的正极接模块输入端。
20.一种电机驱动电路，包括两个磁控开关电路模块；两个磁控开关电路模块反向并联后串接在电机的供电电路中；
21.所述的磁控开关电路模块为前述的磁控开关电路模块。
22.电容的电容值范围为100pf～47uf，这个取值需要根据电路频率而做相应调整。功率开关为n
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mos管，基准器件为二极管，取样单元中取样电压为总电压的1/4。
23.有益效果：
24.本实用新型的磁控开关电路模块及电机驱动电路，只需要两根线、没有开关寿命问题、没有功耗大的问题，能实现控制电机正反运动到头自动停止。
25.综上所述，这种磁控开关电路模块及电机驱动电路结构紧凑，电路简洁且驱动能力强。
附图说明
26.图1为磁控开关电路模块的原理框图；
27.图2为磁控开关电路模块的典型电路(具有干簧管且具有驱动单元)；
28.图3为磁控开关电路模块的典型电路(具有霍尔器件且具有驱动单元)；
29.图4为电机驱动电路原理图(具有干簧管且具有驱动单元)；
30.图5为电机驱动电路原理图(具有霍尔器件且具有驱动单元)；
31.图6为电机驱动电路原理图(具有干簧管且不具有驱动单元)；
32.图7为电机驱动电路原理图(具有霍尔器件且不具有驱动单元)。
33.图8为具有p
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mos管和干簧管的磁控开关电路模块原理图。
具体实施方式
34.以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
35.实施例1：如图1
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3，一种磁控开关电路模块，包括储能单元、基准单元、取样单元、比较单元、磁控开关和功率开关；
36.储能单元的两端分别接模块输入端和模块输出端；
37.储能单元为电容c1，基准单元与储能单元并联，基准单元由电阻r1与基准器件串联而成，基准器件为钳位二极管d1；
38.取样单元为由2个电阻r2和r3串联而成的分压电路；
39.比较单元采用作为比较器的运算放大器ic1(型号为lm2903)，运算放大器的同相输入端接分压电路的分压点(即r2和r3的连接点)，运算放大器的反相输入端接基准单元的输出端(即d1的正极)；运算放大器的正负电源端分别与电容正端和电容负端相连；运算放大器的输出端经磁控开关(s1或ic2，ic2为霍尔传感器，型号为a3209)接模块输出端；具体的运算放大器的输出端与ic2的out端相接；ic2的gnd端接地。
40.功率开关q3为nmos管，跨接在模块输入端和模块输出端，即d极接电源在正端(即d4的负极)，s极接模块输出端；
41.运算放大器的输出端还通过驱动单元接功率开关的控制端即q3的g极。
42.驱动单元为由一个npn三极管q1和一个pnp三极管q2组成的射极跟随器电路，实际上是一个pnp、npn互补的射极跟随器。
43.所说的磁控开关为干簧管或霍尔开关器件。
44.基准器件为二极管，压降稳定在0.7v。
45.取样单元中取样电压为总电压的1/4。
46.模块输入端和模块输出端之间接有用于反接保护的反向二极管d4；反向二极管的正极和负极分别与模块输出端和模块输入端相接。
47.电容正极与模块输入端之间接有正向二极管d2，正向二极管的正极接模块输入端。
48.如图4
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5，一种电机驱动电路，包括两个磁控开关电路模块；两个磁控开关电路模块反向并联后串接在电机的供电电路中；
49.所述的磁控开关电路模块为前述的磁控开关电路模块。
50.功率开关为n
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mos管。
51.如图6和7，取消了驱动单元，也可以实现同样的功能。
52.工作过程说明：
53.工作原理典型应用如图4图5所示。由两个磁控开关电路模块组成，结构上电机运动带动磁铁运动，磁铁运动到干簧管或者是霍尔感应到的位置时，第一个本电路断电电机停止运动，系统反向供电时，第二个本电路工作，当运动到反方向极限位置时第二个本电路的干簧管或者霍尔感应到磁铁第二个三电路断电电机停止运动。
54.如图4当电机电源1为正电机电源2为负时，上面一个磁控开关电路模块工作，当系统开始通电时电流通过d3、d2给c1充电，c1即储能器件，此时比较器ic1比较器反相端由于没有外接电容所以很快达到设定的基准电压，比较器ic1同相端接的取样电路由于有外接电容，所以电压升高速度一直慢于反相端，输出即为低，q3大电流电子开关处于截止状态。当同相端电压上升超过基准电压时比较器输出翻转，即输出为高，此时q3大电流电子开关在r4和q1的带动下导通。导通之后此电路(即磁控开关电路模块)两端被q3短路，储能电容c1中的电量被慢慢消耗，c1两端电压下降，通过取样电路得到比较器ic1同相端的电压也降低，由于c2的存储，降低的速度会有一定的延时，所以不会频繁的切换。当比较器ic1同相端电压降得比反相端即基准电压低时，比较器ic1输出翻转为低。q3大电流电子开关在q2的带动下截止。截止时本电路两端即存在电压，又重复前面的充电过程。一直循环。
55.当干簧管或者是霍尔元件感应到磁铁时，把ic1输出短路，所以q3一直不可能导通。此时通过电机的电流只有本电路的损耗电流，功耗可以忽略不计，由于q3截止，所以电机不会运转。
56.功率管也可以是p
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mos管，相关电路图参见图8。