一种双电机系统的控制装置和双电机系统的制作方法

1.本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种双电机系统的控制装置和双电机系统，尤其涉及一种双电机系统的驱动及采样电路、具有该双电机系统的驱动及采样电路的双电机系统。


背景技术：

2.工业中很多时候需要用到多电机同时工作的情况，如商用空调器的内外风机、厂房中的换气扇、同速传动机构等，这种场景下每个电机单独配备一个驱动电路会大大增加硬件电路的成本。
3.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，提供一种双电机系统的控制装置和双电机系统，以解决在需要两台电机同时工作的场景下，每台电机单独配备一个驱动电路，会增加硬件电路的成本的问题，达到通过采用一个驱动电路和一个采样电路控制两台电机，能够降低硬件电路的成本的效果。
5.本实用新型提供一种双电机系统的控制装置中，所述双电机系统，包括：第一电机和第二电机；所述双电机系统的控制装置，包括：控制芯片、驱动单元、驱动切换单元、采样单元和采样切换单元；所述驱动单元的数量为一个，所述采样单元的数量为一个；所述控制芯片，具有一个pwm输出端口、一个开关信号输出端口和一个转速信号反馈端；其中，所述控制芯片的一个pwm输出端口，经所述驱动单元后，再经所述驱动切换单元，分别连接至所述第一电机的驱动端和所述第二电机的驱动端；所述控制芯片的一个开关信号输出端口，连接至所述驱动切换单元，以在所述控制芯片的一个开关信号输出端口输出的一个开关信号的控制下，切换地利用所述控制芯片的一个pwm输出端口输出的相应电机的pwm信号，对所述第一电机和所述第二电机进行切换驱动；所述第一电机的反馈端和所述第二电机的反馈端，分别经所述采样切换单元后，再经所述采样单元后，连接至所述控制芯片的一个转速信号反馈端；所述控制芯片的一个开关信号输出端口，还连接至所述采样切换单元，以在所述控制芯片的一个开关信号输出端口输出的一个开关信号的控制下，对所述第一电机的转速和所述第二电机的转速进行切换反馈，以利用所述第一电机和所述第二电机切换反馈的转速，对所述控制芯片的一个pwm输出端口输出的相应电机的pwm信号进行调节。
6.在一些实施方式中，所述驱动单元，包括：第一开关管模块和第一光耦模块；其中，所述控制芯片的一个pwm输出端口，连接至所述第一开关管模块的控制端；第一直流电源，连接至所述第一光耦模块中二极管侧的阳极；所述第一光耦模块中二极管侧的阴极，连接至所述第一开关管模块的第一连接端；第二直流电源，连接至所述第一光耦模块中晶体管侧的集电极；所述第一光耦模块中晶体管侧的发射极，作为所述驱动单元的输出端，连接至
所述驱动切换单元的输入端；所述第二直流电源的电压值，大于所述第一直流电源的电压值。
7.在一些实施方式中，所述驱动单元，还包括：二极管模块；所述控制芯片的一个pwm输出端口，连接至所述二极管模块的阳极；所述二极管模块的阴极，连接至所述第一开关管模块的控制端。
8.在一些实施方式中，所述驱动单元，还包括：第一限流模块、第二限流模块和分压模块中的至少之一；其中，在所述驱动单元还包括第一限流模块的情况下，所述第一限流模块，设置在所述第一开关管模块的控制端；在所述驱动单元还包括第二限流模块的情况下，所述第二限流模块，设置在所述第二直流电源与所述第一光耦模块中二极管侧的阳极之间；在所述驱动单元还包括分压模块的情况下，所述分压模块，设置在所述第一光耦模块中晶体管侧的发射极；所述分压模块的分压点，作为所述驱动单元的输出端，连接至所述驱动切换单元的输入端。
9.在一些实施方式中，所述驱动切换单元，包括：第一反向模块、第二开关管模块和第三开关管模块；其中，所述驱动单元的输出端，分别连接至所述第二开关管模块的第一连接端和所述第三开关管模块的第一连接端；所述第二开关管模块的第一连接端和所述第三开关管模块的第一连接端，作为所述驱动切换单元的输入端；所述第二开关管模块的第二连接端，连接至所述第一电机的驱动端；所述第三开关管模块的第二连接端，连接至所述第二电机的驱动端；所述控制芯片的一个开关信号输出端口，经所述第一反向模块后，连接至所述第二开关管模块的控制端；所述控制芯片的一个开关信号输出端口，还连接至所述第三开关管模块的控制端。
10.在一些实施方式中，所述驱动切换单元，还包括：第一稳压及滤波模块、第二稳压及滤波模块、第三限流模块和第四限流模块中的至少之一；其中，在所述驱动切换单元还包括第一稳压及滤波模块的情况下，所述第一稳压及滤波模块，设置在所述第二开关管模块的第二连接端；在所述驱动切换单元还包括第二稳压及滤波模块的情况下，所述第二稳压及滤波模块，设置在所述第三开关管模块的第二连接端；在所述驱动切换单元还包括第三限流模块的情况下，所述第三限流模块，设置在所述第二开关管模块的第二连接端与所述第一电机的驱动端之间；在所述驱动切换单元还包括第四限流模块的情况下，所述第四限流模块，设置在所述第三开关管模块的第二连接端与所述第二电机的驱动端之间。
11.在一些实施方式中，所述采样切换单元，包括：第二反向模块、第五开关管模块和第四开关管模块；其中，所述第一电机的反馈端，连接至所述第五开关管模块的第一连接端；所述第二电机的反馈端，连接至所述第四开关管模块的第一连接端；所述第五开关管模块的第二连接端，连接至所述采样单元的输入端；所述第四开关管模块的第二连接端，连接至所述采样单元的输入端；所述第四开关管模块的第二连接端和所述第五开关管模块的第二连接端，作为所述采样切换单元的输出端；所述控制芯片的一个开关信号输出端口，经所述第二反向模块后，连接至所述第五开关管模块的控制端；所述控制芯片的一个开关信号输出端口，还连接至所述第四开关管模块的控制端。
12.在一些实施方式中，所述采样单元，包括：第二光耦模块；第二直流电源，连接至所述第二光耦模块中二极管侧的阳极；所述采样切换单元的输出端，连接至所述第二光耦模块中二极管侧的阴极；第三直流电源，连接至所述第二光耦模块中晶体管侧的集电极；所述
第二光耦模块中晶体管侧的集电极，连接至所述控制芯片的一个转速反馈端。
13.在一些实施方式中，所述采样单元，还包括：第五限流模块、第三稳压及滤波模块和第二分压模块中的至少之一；其中，在所述采样单元还包括第五限流模块的情况下，所述第五限流模块，设置在所述采样切换单元的输出端；在所述采样单元还包括第三稳压及滤波模块的情况下，所述第三稳压及滤波模块，设置在所述第二光耦模块中二极管的阳极与所述第二光耦模块中二极管侧的阴极之间；在所述采样单元还包括第二分压模块的情况下，所述第二分压模块，设置在所述第二光耦模块中晶体管侧的集电极；所述第二分压模块的分压点，连接至所述第二光耦模块中晶体管侧的集电极。
14.在一些实施方式中，所述驱动切换单元和所述采样切换单元，均为选通器。
15.与上述装置相匹配，本实用新型再一方面提供一种双电机系统，包括：以上所述的双电机系统的控制装置。
16.由此，本实用新型的方案，通过只用一个pwm输出端口、一个开关信号输出端口、一个驱动电路、一个转速采样电路，并配合切换电路，通过一个开关信号控制切换电路，实现对两个电机的交替驱动；从而，通过采用一个驱动电路和一个采样电路控制两台电机，能够降低硬件电路的成本。
17.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
18.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
19.图1为本实用新型的双电机系统的控制装置的一实施例的结构示意图；
20.图2为多电机驱动系统的一实施例的结构示意图；
21.图3为双电机驱动系统的一实施例的结构示意图；
22.图4为多电机驱动系统的切换电路的一实施例的结构示意图；
23.图5为双电机系统的工作模式的曲线示意图；
24.图6为双电机驱动系统的一实施例的控制流程示意图；
25.图7为本实用新型的双电机系统的控制装置的控制方法的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术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，都属于本实用新型保护的范围。
27.根据本实用新型的实施例，提供了一种双电机系统的控制装置。参见图1所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。所述双电机系统，包括：第一电机和第二电机。所述双电机系统的控制装置，包括：控制芯片、驱动单元、驱动切换单元、采样单元和采样切换单元。所述驱动单元的数量为一个，所述采样单元的数量为一个。所述控制芯片，具有一个
pwm输出端口、一个开关信号输出端口和一个转速信号反馈端。
28.其中，所述控制芯片的一个pwm输出端口，经所述驱动单元后，再经所述驱动切换单元，分别连接至所述第一电机的驱动端和所述第二电机的驱动端。
29.所述控制芯片的一个开关信号输出端口，连接至所述驱动切换单元，以在所述控制芯片的一个开关信号输出端口输出的一个开关信号的控制下，切换地利用所述控制芯片的一个pwm输出端口输出的相应电机的pwm信号，对所述第一电机和所述第二电机进行切换驱动。对于不同控制对象，pwm信号是可以不同的，就是两个电机是可以以不同转速运行的。
30.所述第一电机的反馈端和所述第二电机的反馈端，分别经所述采样切换单元后，再经所述采样单元后，连接至所述控制芯片的一个转速信号反馈端。
31.所述控制芯片的一个开关信号输出端口，还连接至所述采样切换单元，以在所述控制芯片的一个开关信号输出端口输出的一个开关信号的控制下，对所述第一电机的转速和所述第二电机的转速进行切换反馈，以利用所述第一电机和所述第二电机切换反馈的转速，对所述控制芯片的一个pwm输出端口输出的相应电机的pwm信号进行调节。
32.本实用新型的方案，提出了一种双电机驱动方案，以及一种双电机驱动电路，可以实现用一个驱动电路、一个采样电路控制两个电机。具体地，本实用新型的方案，提出一种一个驱动电路驱动两个电机的技术方案，相较于相关方案，本实用新型的方案，只用一个pwm输出端口、一个开关信号输出端口、一个驱动电路、一个转速采样电路就能够实现两个电机的驱动。
33.图2为多电机驱动系统的一实施例的结构示意图。如图2所示，多电机驱动系统，包括：mcu(微控制单元)、驱动电路、驱动切换电路、反馈切换电路、转速信号调理电路、第一电机和第二电机。mcu的pwm(脉冲宽度调制)信号输出端，输出至驱动电路的输入端。驱动电路的第一输出端和驱动电路的第二输出端，对应地输入至驱动切换电路的第一输入端和驱动切换电路的第二输入端。驱动切换电路的第一输出端，输出至第一电机的驱动端。第一电机的反馈端，输出至反馈切换电路的第一反馈端。驱动切换电路的第二输出端，输出至第二电机的驱动端。第二电机的反馈端，输出至反馈切换电路的第二反馈端。mcu的开关信号输出端，分别输出至驱动切换电路和反馈切换电路。反馈切换电路的输出端，输出至转速信号调理电路的输入端。转速信号调理电路的输出端，输出至mcu的转速信号反馈端。
34.在图2所示的例子中，mcu为控制芯片，用于完成软件程序运行、信号采样、驱动信号输出、外部通讯等功能。驱动电路的主要功能，是对控制芯片输出的开关信号进行调理，如隔离、调压等，以适应电机或功率开关器件的驱动需求。
35.在图2所示的例子中，转速信号调理电路的主要功能，是实现反馈转速信号电压幅值的调节，以适应控制芯片对于输入电压的要求。mcu根据反馈的转速变化调整pwm驱动信号的占空比，达到调速的目的。
36.本实用新型的方案，还包括一种切换电路，在所提技术方案的基础上，本实用新型的方案提出一种双电机驱动电路。本实用新型的方案，在电机类型相似、运行工况相近的应用场景中能够广泛应用，具有明显的降成本和控制器小型化优势。
37.在一些实施方式中，所述驱动单元，包括：第一开关管模块和第一光耦模块。第一开关管模块如开关管q1，第一光耦模块如光耦s1。
38.其中，所述控制芯片的一个pwm输出端口，连接至所述第一开关管模块的控制端。
第一直流电源，连接至所述第一光耦模块中二极管侧的阳极。所述第一光耦模块中二极管侧的阴极，连接至所述第一开关管模块的第一连接端。所述第一开关管模块的第二连接端接地。第一直流电源如直流电压vcc1。
39.第二直流电源，连接至所述第一光耦模块中晶体管侧的集电极。所述第一光耦模块中晶体管侧的发射极，作为所述驱动单元的输出端，连接至所述驱动切换单元的输入端。所述第二直流电源的电压值，大于所述第一直流电源的电压值。
40.在一些实施方式中，所述驱动单元，还包括：二极管模块，如二极管d1。
41.所述控制芯片的一个pwm输出端口，连接至所述二极管模块的阳极。所述二极管模块的阴极，连接至所述第一开关管模块的控制端。
42.在一些实施方式中，所述驱动单元，还包括：第一限流模块、第二限流模块和分压模块中的至少之一。第一限流模块如电阻r1，第二限流模块如电阻r2，分压模块如电阻r3和电阻r4。
43.其中，在所述驱动单元还包括第一限流模块的情况下，所述第一限流模块，设置在所述第一开关管模块的控制端。
44.在所述驱动单元还包括第二限流模块的情况下，所述第二限流模块，设置在所述第二直流电源与所述第一光耦模块中二极管侧的阳极之间。
45.在所述驱动单元还包括分压模块的情况下，所述分压模块，设置在所述第一光耦模块中晶体管侧的发射极。所述分压模块的分压点，如电阻r3和电阻r4的连接点或公共端，作为所述驱动单元的输出端，连接至所述驱动切换单元的输入端。
46.下面以商用空调器中双风机系统为例，对本实用新型的方案的具体实施方式进行描述，双风机系统所用电机为带内置驱动的直流电机。图3为双电机驱动系统的一实施例的结构示意图。
47.在图3所示的例子中，mcu的第一引脚(如pwm信号输出端)，连接至二极管d1的阳极。二极管d1的阴极，经电阻r1后连接至开关管q1的控制端(如三极管的基极)，开关管q1的第一连接端(如三极管的集电极)连接至光耦s1中二极管侧的阴极，开关管q1的第二连接端(如三极管的发射极)接地。直流电压vcc1经电阻r2后连接至光耦s1中二极管侧的阳极。直流电压vcc1，连接至光耦s1中晶体管侧的集电极。光耦s1中晶体管侧的发射极，经电阻r3后分为两路，一路经电阻r4后接地，另一路连接至所述驱动切换单元的输入端。
48.在一些实施方式中，所述驱动切换单元，包括：第一反向模块、第二开关管模块和第三开关管模块。第一反向模块如反向器n1，第二开关管模块如开关管q2，第三开关管模块如开关管q3。
49.其中，所述驱动单元的输出端，分别连接至所述第二开关管模块的第一连接端和所述第三开关管模块的第一连接端。所述第二开关管模块的第一连接端和所述第三开关管模块的第一连接端，作为所述驱动切换单元的输入端。所述第二开关管模块的第二连接端，连接至所述第一电机的驱动端。所述第三开关管模块的第二连接端，连接至所述第二电机的驱动端。
50.所述控制芯片的一个开关信号输出端口，经所述第一反向模块后，连接至所述第二开关管模块的控制端。所述控制芯片的一个开关信号输出端口，还连接至所述第三开关管模块的控制端。
51.在一些实施方式中，所述驱动切换单元，还包括：第一稳压及滤波模块、第二稳压及滤波模块、第三限流模块和第四限流模块中的至少之一。第一稳压及滤波模块如电容c1、电阻r7，第二稳压及滤波模块如电容c2、电阻r8，第三限流模块如电阻r5，第四限流模块如电阻r6。
52.其中，在所述驱动切换单元还包括第一稳压及滤波模块的情况下，所述第一稳压及滤波模块，设置在所述第二开关管模块的第二连接端。
53.在所述驱动切换单元还包括第二稳压及滤波模块的情况下，所述第二稳压及滤波模块，设置在所述第三开关管模块的第二连接端。
54.在所述驱动切换单元还包括第三限流模块的情况下，所述第三限流模块，设置在所述第二开关管模块的第二连接端与所述第一电机的驱动端之间。
55.在所述驱动切换单元还包括第四限流模块的情况下，所述第四限流模块，设置在所述第三开关管模块的第二连接端与所述第二电机的驱动端之间。
56.在图3所示的例子中，光耦s1中晶体管侧的发射极，经电阻r3后分为两路，一路经电阻r4后接地，另一路分别连接至开关管q2的第一连接端(如三极管的集电极)、以及开关管q3的第一连接端(如三极管的集电极)。开关管q2的第二连接端(如三极管的发射极)，经电阻r5后分为两路，一路连接至第一电机m1的驱动端，另一路经并联设置的电容c1和电阻r7后接地。开关管q3的第二连接端(如三极管的发射极)，经电阻r6后分为两路，一路连接至第二电机m2的驱动端，另一路经并联设置的电容c2和电阻r8后接地。第一电机m1的接地端接地gnd，第二电机m2的接地端接地gnd。直流母线电压vdc连接至第一电机m1的供电端，还连接至第二电机m2的供电端。
57.在一些实施方式中，所述采样切换单元，包括：第二反向模块、第五开关管模块和第四开关管模块。第二反向模块如反向器n2，第五开关管模块如开关管q5，第四开关管模块如开关管q4。
58.其中，所述第一电机的反馈端，连接至所述第五开关管模块的第一连接端。所述第二电机的反馈端，连接至所述第四开关管模块的第一连接端。所述第五开关管模块的第一连接端和所述第四开关管模块的第一连接端，作为所述采样切换单元的输入端。所述第五开关管模块的第二连接端，连接至所述采样单元的输入端。所述第四开关管模块的第二连接端，连接至所述采样单元的输入端。所述第四开关管模块的第二连接端和所述第五开关管模块的第二连接端，作为所述采样切换单元的输出端。
59.所述控制芯片的一个开关信号输出端口，经所述第二反向模块后，连接至所述第五开关管模块的控制端。所述控制芯片的一个开关信号输出端口，还连接至所述第四开关管模块的控制端。
60.在图3所示的例子中，第一电机m1的反馈端，连接至开关管q4的第一连接端(如三极管的集电极)。开关管q4的第二连接端(如三极管的发射极)，连接至采样电路的输入端。第一电机m2的反馈端，连接至开关管q5的第一连接端(如三极管的集电极)。开关管q5的第二连接端(如三极管的发射极)，连接至采样电路的输入端。
61.在一些实施方式中，所述采样单元，包括：第二光耦模块，如光耦s2。
62.第二直流电源，连接至所述第二光耦模块中二极管侧的阳极。所述采样切换单元的输出端，连接至所述第二光耦模块中二极管侧的阴极。
63.第三直流电源，连接至所述第二光耦模块中晶体管侧的集电极。所述第二光耦模块中晶体管侧的集电极，连接至所述控制芯片的一个转速反馈端。所述第二光耦模块中晶体管侧的发射极接地。
64.在一些实施方式中，所述采样单元，还包括：第五限流模块、第三稳压及滤波模块和第二分压模块中的至少之一。第五限流模块如电阻r12，第三稳压及滤波模块如电容c3和电阻r11，第二分压模块如电阻r9和电阻r10。
65.其中，在所述采样单元还包括第五限流模块的情况下，所述第五限流模块，设置在所述采样切换单元的输出端。
66.在所述采样单元还包括第三稳压及滤波模块的情况下，所述第三稳压及滤波模块，设置在所述第二光耦模块中二极管的阳极与所述第二光耦模块中二极管侧的阴极之间。
67.在所述采样单元还包括第二分压模块的情况下，所述第二分压模块，设置在所述第二光耦模块中晶体管侧的集电极。所述第二分压模块的分压点，如电阻r9和电阻r10的连接点或公共端，连接至所述第二光耦模块中晶体管侧的集电极。
68.如图3所示，双电机驱动系统，包括：mcu，二极管d1，电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12，开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5，光耦(即光耦隔离器件)s1、光耦s2，电容c1、电容c2、电容c3，反向器n1、反向器n2。在图3所示的例子中，mcu为微型控制器。开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5为可控开关，如三极管。第一电机m1、第二电机m2为带内置驱动的直流电机。vcc1、vcc2、vcc3、vcc4为直流电压。vdc为直流母线电压。gnd为接地。
69.在图3所示的例子中，mcu的第二引脚(如开关信号输出端)，经反向器n1后连接至开关管q2的控制端(如三极管的基极)。mcu的第二引脚(如开关信号输出端)，经反向器n2后连接至开关管q5的控制端(如三极管的基极)。mcu的第二引脚(如开关信号输出端)，还分别连接至开关管q3的控制端(如三极管的基极)和开关管q4的控制端(如三极管的基极)。
70.在图3所示的例子中，开关管q4的第二连接端(如三极管的发射极)，连接至电阻r12的第一连接端。开关管q5的第二连接端(如三极管的发射极)，连接至电阻r12的第一连接端。电阻r12的第二连接端，连接至光耦s2中二极管侧的阴极。直流电压vcc4连接至光耦s2中二极管侧的阳极。电容c3和电阻r11并联设置在光耦s2中二极管侧的阳极与光耦s2中二极管侧的阴极之间。光耦s2中晶体管侧的集电极，经电阻r10后连接至mcu的第三引脚(如转速信号反馈端)。直流电压vcc3经电阻r9后连接至光耦s2中晶体管侧的集电极。光耦s2中晶体管侧的发射极接地。
71.相关方案中控制两个电机需要两个控制电路(具体是针对带内置驱动的电机的控制电路)，两个转速采样电路。而本实用新型的方案只需要一个控制电路、一个采样电路，因此节省了pcb空间，并且减少了元器件的使用数量，降低了成本。同理，相关方案中控制芯片需要配置两个驱动信号输出端口，两个转速采样输入端口。在本实用新型的方案中，两个电机只需要一个输入输出端口，这就节省了控制芯片的端口资源，具体可以参见图3所示的例子。
72.在一些实施方式中，所述驱动切换单元和所述采样切换单元，均为选通器。
73.图4为多电机驱动系统的切换电路的一实施例的结构示意图。如图4所示，切换电
路，包括：反向器n1、开关k1和开关k2。开关k1和开关k2，均为可控开关器件。mcu发出的开关信号，一路输出到开关k2的控制端，另一路经反向器n1后输出到开关k1的控制端。mcu发出的驱动信号，一路输出到开关k1的第一连接端，开关k1的第二连接端，连接至第一电机。另一路输出到开关k2的第一连接端，开关k2的第二连接端，连接至第二电机。开关k1的第一连接端经开关触片后，连接至开关k1的控制端。开关k2的结构可以与开关k1的结构相同。
74.在本实用新型的方案中，驱动切换电路和反馈切换电路，其结构可以为如图4所示的可控开关(如开关k1和开关k2)组成，也可以用选通器件(如译码器、多路选择器等)实现切换功能。如图4所示的切换电路的主要功能，是通过开关信号的控制实现被控对象的切换。切换电路是实现单驱动电路驱动多个电机的关键。
75.在图2至图4所示的例子中，第一电机、第二电机为被控制对象，被控对象的驱动信号类型应为直流信号或脉冲信号，如直流电机、步进电机、部分带内置驱动的交流电机等。
76.采用本实用新型的技术方案，通过只用一个pwm输出端口、一个开关信号输出端口、一个驱动电路、一个转速采样电路，并配合切换电路，通过一个开关信号控制切换电路，实现对两个电机的交替驱动。从而，通过采用一个驱动电路和一个采样电路控制两台电机，能够降低硬件电路的成本。
77.根据本实用新型的实施例，还提供了对应于双电机系统的控制装置的一种双电机系统。该双电机系统可以包括：以上所述的双电机系统的控制装置。
78.由于本实施例的双电机系统所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
79.采用本实用新型的技术方案，通过只用一个pwm输出端口、一个开关信号输出端口、一个驱动电路、一个转速采样电路，并配合切换电路，通过一个开关信号控制切换电路，实现对两个电机的交替驱动，节约了控制芯片的资源。
80.根据本实用新型的实施例，还提供了对应于双电机系统的一种双电机系统的控制装置的控制方法，如图7所示本实用新型的方法的一实施例的流程示意图。该双电机系统的控制装置的控制方法可以包括：步骤s110至步骤s140。
81.在步骤s110处，在所述双电机系统运行之前的设定等待时间内，控制所述控制芯片的一个pwm输出端口关断，并控制所述控制芯片的一个开关信号输出端口输出第一设定电平的信号，如低电平信号。
82.在步骤s120处，在所述双电机系统需要运行的情况下，确定所述第一电机和所述第二电机中当前需要控制的一个电机。
83.在步骤s130处，控制所述当前需要控制的一个电机按设定的工作模式运行。具体地，若所述当前需要控制的一个电机为所述第一电机，则按设定的第一工作模式，控制所述第一电机运行。若所述当前需要控制的一个电机为所述第二电机，则按设定的第二工作模式，控制所述第二电机运行。
84.在步骤s140处，在所述当前需要控制的一个电机的运行时间达到设定运行时间的情况下，控制所述控制芯片的一个pwm输出端口关断设定缓冲时长后，再控制所述第一电机和所述第二电机中的另一个电机按设定的工作模式运行。
85.图5为双电机系统的工作模式的曲线示意图，图6为双电机驱动系统的一实施例的
控制流程示意图。如图5和图6所示，双电机驱动系统的控制流程，包括：
86.步骤1、双电机驱动系统初始化。
87.步骤2、确定本周期的控制对象，是第一电机m1还是第二电机m2。
88.步骤3、mcu根据本周期的控制对象(如第一电机m1、第二电机m2等中的一个被控电机)的不同，确定开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5的开关状态modle，执行步骤31或步骤32。例如：如果控制对象为m1，那么modle＝1，开关管q2、开关管q5导通；如果控制对象为m2，那么modle＝2，开关管q3、开关管q4导通。
89.步骤31、当mcu的第2引脚发出的开关信号为低电平时，开关管q2、开关管q5导通，控制对象为第一电机m1。采样并反馈第一电机m1的转速，mcu的第1引脚输出pwm信号。
90.步骤32、当mcu发出的开关信号为高电平时，开关管q3、开关管q4导通，控制对象为第二电机m2。然后根据程序设定和转速反馈信号确定本周期所输出的pwm驱动信号的占空比，通过改变pwm信号的占空比实现电机转速的调节。采样并反馈第二电机m2的转速，mcu的第1引脚输出pwm信号。
91.步骤4、pwm信号进入驱动电路后，通过控制开关管q1的导通与关断，并配合光耦s1，以实现斩波的效果，从而输出幅值为vcc2、占空比为d的pwm波，经滤波后变为电压值为vcc2*r5/(r3 r5)*d的直流电，进而驱动电机转动，其中d为pwm信号的占空比。
92.步骤5、驱动信号经过切换电路施加给不同的电机。不同开关状态对应不同的工作状态。如图5所示，双电机系统的工作模式，具体如下：
93.1)0～t0阶段，为等待区，等待程序接收电机的启动信号。在此期间，开关信号为低电平，pwm输出通过软件拉低，不开启转速采样。
94.2)t
0～
t1阶段，为第一电机m1调速区，此时开关信号为低电平，图6中工作模式modle＝1，即控制第一电机m1工作的模式。在此阶段，开关状态为开关管q2、开关管q5导通，开关管q3、开关管q4关断，控制芯片mcu对第一电机m1进行转速采样，通过改变输出pwm信号的占空比对第一电机m1进行驱动和调速。在t0时刻，开始对第一电机m1进行转速采样，控制芯片mcu开始输出第一电机m1的pwm开关信号。
95.3)t
1～
t2阶段，为缓冲区，用于防止开关信号切换时的误导通(即一个开关导通时另一个开关还没有完全关断)带来的电机转速波动。首先在t1时刻将pwm输出拉低，然后将开关信号由低电平变为高电平，缓冲时间δt根据所用开关的开关特性进行选择，其中δt＝t
2-t1。
96.4)t
2～
t3阶段，为第二电机m2调速区，此时开关信号为高电平，图6中工作模式modle＝2，即控制第二电机m2工作的模式。此阶段，开关状态为开关管q3、开关管q4导通，开关管q2、开关管q5关断，控制芯片mcu对第二电机m2进行转速采样，通过改变输出pwm信号的占空比对第二电机m2进行驱动和调速。在t2时刻，开始对第二电机m2进行转速采样，芯片开始输出第一电机m1的pwm开关信号。
97.步骤6、对第一电机m1和第二电机m2进行交替控制：控制器不能长时间只针对一个电机进行控制，这会造成另一个电机运行不稳，因此对两电机进行交替控制。可以根据双电机系统响应速度、开关频率、调速周期等因素确定切换周期tc。当控制时间t1≥tc或控制时间t2≥tc时，通过改变开关信号的高低电平进行控制对象切换，切换之后对控制时间t1、控制时间t2清零。其中，t1为第一电机m1受控制的时间，t2为第二电机m2受控制的时间。
98.在本实用新型的方案中，一路驱动电路驱动多个电机，电机为带内置驱动的直流电机或步进电机，属于在带有内置驱动的基础上的二次控制。切换电路中除用开关器件外也可以选择一些选通器件。
99.在本实用新型的方案中，由于只用一个驱动电路驱动多个电机，避免了相同驱动电路的重复使用，简化了电路：减少了重复电路的使用，节省了pcb空间，降低了布板难度，有利于pcb板的小型化。减少了电子器件的使用，可降成本，电机数量越多，节约成本效果越明显。驱动信号输出和转速采样均只用一路芯片端口，节约了控制芯片资源。
100.由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述双电机系统的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
101.采用本实施例的技术方案，通过只用一个pwm输出端口、一个开关信号输出端口、一个驱动电路、一个转速采样电路，并配合切换电路，通过一个开关信号控制切换电路，实现对两个电机的交替驱动，能够降低成本，减小电机控制器的占用空间。
102.综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
103.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。