CN201393196Y

CN201393196Y - 一种实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块

Info

Publication number: CN201393196Y
Application number: CN200920054001U
Authority: CN
Inventors: 胥布工; 危阜胜; 尤晓萍; 谢巍
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2019-04-03

Abstract

本实用新型公开一种实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块，包括信号采样电路、控制器、光电耦合器、MOS管驱动电路、H桥电路和电源，所述H桥电路作为直流电机驱动电路，信号采样电路、控制器、光电耦合器、MOS管驱动电路、H桥电路之间串联连接；信号采样电路、控制器模块、光电耦合器、MOS管驱动电路和H桥电路分别与电源连接。该模块的驱动性能强，受负载的限制小，驱动电压高，驱动电流稳定。采用光电耦合器作为控制器与驱动器间的隔离，消除了驱动电路对控制电路的影响，提高了控制***的稳定性；用H桥电路作为驱动电路，不但提高了负载能力，而且减少了驱动电路的发热，减少了功率的损耗。

Description

一种实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块

技术领域

本实用新型涉及小型工业直流电机的遥控驱动领域，具体涉及一种能将航模遥控器应用到小型工业直流电机的遥控控制中的驱动模块。

背景技术

无线控制一直是控制领域中的热点之一。无线直流电机的控制也成为人们生活中不可缺少的事物。

随着无线电技术的发展直流电机的遥控控制在家庭，生产，安防，汽车等领域有着广泛的应用。无线航模遥控技术也得到了很大的发展，在航模遥控领域有了突出的表现。

在直流电机的无线控制中，需要实现电机的正转，反转，制动以及调速等性能。在某些场合，特别是工业控制应用中，对直流电机的无线控制的灵活性要求很高。目前，在直流电机的无线控制器的制作方面上，很多都还只是通过几个按钮来实现对电机的控制。这就对于实现直流电机的灵活调速控制，特别是调速有了很大的限制。

航模遥控器有着很强的控制的灵活性。但他有着应用领域的局限性。一般的航模直流电机驱动器，有着工作电压小，不能应用于小型工业直流电机的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块，针对直流电机无线控制上出现的控制灵活性的缺陷，将航模遥控器应用到小型工业直流电机的无线控制上。用于将航模遥控器的信号进行采集，再编码转换，以实现在小型工业直流电机上的应用。本实用新型通过如下技术方案实现：

一种实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块，包括信号采样电路1、控制器2、光电耦合器3、MOS管驱动电路4、H桥电路5和电源6，所述H桥电路5作为直流电机驱动电路，信号采样电路1、控制器2、光电耦合器3、MOS管驱动电路4、H桥电路5之间串联连接；信号采样电路1、控制器2、光电耦合器3、MOS管驱动电路4和H桥电路5分别与电源6连接。

上述的实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块中，控制器采用单片机，该单片机具有多路PWM输出、多个定时/计数器和看门狗功能。

上述的实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块中，采样电路1、控制器2与5V电源相连；光电耦合器3，MOS管驱动电路4、H桥电路5与24V电源相连。

上述的实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块中，所述单片机采用ATMEGA8单片机。光电耦合器采用东芝TLP521-4光电耦合器。MOS管驱动电路4采用IR2104 MOSFET驱动器。信号采样电路1的P2的“P2-3(3)”与控制器U2的“U2-32(PD2(INT0))”相连接。控制器U2的“U2-13(PB1(OC1A))，U2-14(PB2(SS/OC1B))，U2-7(PB6(XTAL1/TOSC1))，U2-8(PB7(XTAL2/TOSC2))”分别与光电耦合器U3的“U3A-1(1A)，U3B-3(2A)，U3C-5(3A)，U3D-7(4A)”相连接。光电耦合器U3的“U3A-15(1E)，U3B-13(2E)，U3C-11(3E)，U3D-9(4E)”分别与MOS管驱动电路的U4，U5的“U4-2(IN)，U5-2(IN)，U4-3(SD)，U5-3(SD)”相连。MOS管驱动电路的U4，U5的“U4-7(HO)，U4-5(LO)，U5-7(HO)，U5-5(LO)，U4-6(VS)，U5-6(VS)”分别与H桥电路的“Q1-1(G)，Q2-1(G)，Q3-1(G)，Q4-1(G)，Q1-3(S)，Q3-3(S)”相连接。

本实用新型相对于现有技术的优点是：输入信号为航模遥控器的信号，通过简单的设计，能适用于各种航模遥控器的信号转换；采用高速低功耗控制器；用16位PWM信号作为电机的控制信号，在误差允许的范围内可等同于无级调速；采用TLP521-4作为光电耦合器，将控制器与驱动电路格离开，消除了驱动电路的尖峰电压对控制器的影响，提高了控制***的稳定性；用H桥电路作为驱动电路，不但提高了负载能力，而且减少了驱动电路的发热，减少了功率的损耗。用IR2104作为MOS管驱动电路的芯片，能实现3.5V～25V的工作电压，能承受+600V(MAX)的驱动电压；采用H桥电路作为直流电机的驱动电路，功耗小，驱动电流大，能驱动大部分电压型小型工业直流电机。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电路原理图。

图中：信号采样电路P1，控制器U2，光电耦合器U3，MOS管驱动U4、U5，H桥电路。

具体实施方式

如图1，信号采样电路1的输入接控制器2的输入端，控制器2的输出端接光电耦合器3的输入端，光电耦合器3的输出端接MOS管驱动4的输入端，MOS管驱动4的输出端接H桥电路的输入端；采样电路1，控制器2接电源6的5V电源；光电耦合器3，MOS管驱动电路4，H桥电路5与电源6的24V电源相连。

对照图2，24V电源BAT接二极管D1-1(A)，输出VCC_MOT，接电容C1、C2、C3的正极“C1-1、C2-1、C3-1”，电容负极“C1-2，C2-2，C3-2”接地。24V直流电源接二极管输入端“D2-1”，二极管输出端“D2-2”接三端稳压器U1的输入端U1-1(IN)和电容C4的正极“C4-1”，三端稳压器U1的输出端“U1-3(OUT)”输出5V直流电VCC，接电容C5的正极“C5-1”。三端稳压器U1的“U1-2(GND)”和电容C4，C5的负极“C4-2，C5-2”接地。信号采集电路P2的“P2-3”与控制器U2的“U2-32(PD2(INT0))”相连接，“P2-2”接地，“P2-1”接三端稳压器U1的输出端U1-3(OUT)。控制器U2的“U2-13(PB1(OC1A))，U2-14(PB2(SS/OC1B))，U2-7(PB6(XTAL1/TOSC1))，U2-8(PB7(XTAL2/TOSC2))”分别接电耦合器U3的“U3A-1(1A)，U3B-3(2A)，U3C-5(3A)，U3D-7(4A)”。小按钮S1-1接控制器U2的“2-30(PD0(RXD))，U2-1(PD3(INT1))”，另一端S1-2接地。光电耦合器U3的“U3A-15(1E)，U3B-13(2E)，U3C-11(3E)，U3D-9(4E)”分别与MOS管驱动电路的芯片U4，U5的“U4-2(IN)，U5-2(IN)，U4-3(SD)，U5-3(SD)”相连。光电耦合器U3的“U3A-16(1C)、U3A-14(2C)、U3A-12(3C)、U3A-10(4C)”接24V电压VCC MOT。MOS管驱动电路的U4、U5的“U4-7(HO)，U4-5(LO)，U5-7(HO)，U5-5(LO)”通过电阻R3、R4、R5、R6后分别接H桥电路的“Q1-1(G)，Q2-1(G)，Q3-1(G)，Q4-1(G)”，U4、U5的“U4-6(VS)，U5-6(VS)”接H桥电路的“Q1-3(S)，Q3-3(S)”。MOS管驱动电路的U4的“U4-1(VCC)、U5-1(VCC)”和H桥电路的“Q1-2(D)、Q3-2(D)”接24V电源VCC_MOT。VCC_MOT接二极管输入端“D6-1(A)、D7-1(A)”，二极管输出端“D6-2(B)、D7-2(B)”接MOS管驱动电路的U4、U5的“U4-8(VB)、U5-8(VB)”。MOS管驱动电路的U4、U5的“U4-8(VB)、U5-8(VB)”分别接电容C6、C7的正极“C6-1，C7-1”。电容C6，C7的负极“C6-2，C7-2”与MOS管驱动电路的U4、U5的“U4-6(VS)、U5-6(VS)”相连。利用本模块，可以将航模遥控器应用到小型工业直流电机的无线控制上。用于将航模遥控器的信号进行采集，再编码转换，以实现在小型工业直流电机上的应用。

Claims

1、一种实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块，其特征在于包括信号采样电路(1)、控制器(2)、光电耦合器(3)、MOS管驱动电路(4)、H桥电路(5)和电源(6)，所述H桥电路(5)作为直流电机驱动电路，信号采样电路(1)、控制器(2)、光电耦合器(3)、MOS管驱动电路(4)、H桥电路(5)之间串联连接；信号采样电路(1)、控制器模块(2)、光电耦合器(3)、MOS管驱动电路(4)和H桥电路(5)分别与电源(6)连接。

2、根据权利要求1所述的实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块，其特征在于控制器(2)采用单片机，该单片机具有多路PWM输出、多个定时/计数器和看门狗功能。

3、根据权利要求2所述的实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块，其特征在于所述单片机采用ATMEGA8单片机。

4、根据权利要求1所述的实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块，其特征在于光电耦合器(3)采用东芝TLP521-4光电耦合器。

5、根据权利要求1所述的实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块，其特征在于MOS管驱动电路(4)采用IR2104 MOSFET驱动器。

6、根据权利要求1～5任一项所述的实现航模遥控器控制工业直流电机的驱动模块，其特征在于采样电路(1)、控制器(2)与5V电源相连；光电耦合器(3)、MOS管驱动电路(4)、H桥电路(5)与24V电源相连。