电机调速装置、电机和车辆的制作方法

1.本技术涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机调速装置、电机和车辆。


背景技术：

2.直流电机在运转时，根据使用场合和需求不同，通常需要对转速进行调整，传统的直流电机调速通过h桥等电路实现，h桥电机控制电路通常需要4组mos管，并且需要4组驱动信号实现调速，电路复杂且成本高，在一些低成本场合或对电机速度要求不高的领域，h桥驱动电路的使用带来了体积的增加及成本的浪费。


技术实现要素：

3.本技术的主要目的在于提供一种电机调速装置、电机和车辆，以解决现有技术中控制电机转速的电路过于复杂的问题。
4.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种电机调速装置，包括：电源；电容，所述电容的一端与电机的正极连接，所述电容的另一端与所述电源的负极连接，所述电机的负极与所述电源的负极连接；开关电路，所述开关电路包括第一端和第二端，所述第一端与所述电源的正极连接，所述第二端与所述电机的正极连接；波形发生器，所述波形发生器与所述开关电路通过导线连接，所述波形发生器用于输出占空比可调的矩形波，所述占空比可调的矩形波包括高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用于控制所述开关电路导通，所述低电平信号用于控制所述开关电路断开。
5.可选地，所述开关电路包括第一开关电路和第二开关电路，所述第一开关电路用于控制所述第二开关电路的导通和断开。
6.可选地，所述第一开关电路包括第一电阻、第一晶体管、第二电阻，所述第一晶体管包括第一源极、第一栅极和第一漏极，所述第一电阻一端与所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一源极连接，所述第二电阻的另一端与所述电源的正极连接，所述第一栅极与所述波形发生器连接，所述第一漏极与所述电源的负极连接。
7.可选地，所述第二开关电路包括第二晶体管，所述第二晶体管包括第二源极、第二栅极和第二漏极，所述第二源极与所述电源的正极连接，所述第二栅极与所述第一电阻和所述第二电阻的公共端连接，所述第二漏极与所述电机的正极连接。
8.可选地，所述第一晶体管为n型mosfet晶体管，所述第二晶体管为p型mosfet晶体管。
9.可选地，所述电源为直流电源。
10.可选地，所述波形发生器包括供电电源、555定时器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容，所述555定时器包括：out管脚、th管脚、tr管脚和co管脚，所述第四电阻包括第一固定阻值端和第二固定阻值端，所述第三电阻的一端与所述供电电源的正极连接，所述第三电阻的另一端与所述第一固定阻值端连接，所述第五电阻的一端与所述第二固定阻值端连接，所述第五电阻的另一端与所述第二二极管
的负极连接，所述第二二极管的正极与所述第一二极管的负极连接，所述第一二极管的负极与所述th管脚连接，所述第一二极管的负极与所述tr管脚连接，所述第二电容的一端与所述第二二极管的正极连接，所述第二电容的另一端与所述供电电源的负极连接，所述第一电容的一端与所述co管脚连接，所述第一电容的另一端与所述供电电源的负极连接，所述out管脚用于在所述tr管脚输入低电位信号时输出所述高电平信号，所述out管脚用于在所述th管脚输入高电位信号时输出所述低电平信号。
11.可选地，所述555定时器还包括dis管脚，所述第四电阻为可调电阻，所述第四电阻还包括调整端，所述调整端与所述dis管脚连接，所述调整端与所述第一二极管的正极连接。
12.可选地，所述555定时器还包括ret管脚、gnd管脚和vcc管脚，所述ret管脚与所述供电电源的正极连接，所述gnd管脚与所述供电电源的负极连接，所述vcc管脚与所述供电电源的正极连接。
13.根据本技术的另一方面，提供了一种电机，所述电机包括电机调速装置，所述调速装置为任一种所述的调速装置。
14.根据本技术的再一方面，提供了一种车辆，包括所述电机。
15.应用本技术的技术方案，上述电机调速装置，包括：电源；电容，上述电容的一端与电机的正极连接，上述电容的另一端与上述电源的负极连接，上述电机的负极与上述电源的负极连接；开关电路，上述开关电路包括第一端和第二端，上述第一端与上述电源的正极连接，上述第二端与上述电机的正极连接；波形发生器，上述波形发生器与上述开关电路通过导线连接，上述波形发生器用于输出占空比可调的矩形波，上述占空比可调的矩形波包括高电平信号和低电平信号，上述高电平信号用于控制上述开关电路导通，上述低电平信号用于控制上述开关电路断开。该装置通过控制波形发生器输出占空比可调的矩形波的占空比，控制输出高电平信号的时间即控制开关电路的导通的时间，进而控制电源给电容充电时间即控制电机两端电压，进而控制电机的转速，该装置解决了现有技术中控制电机转速的电路过于复杂的问题。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本技术的一种实施例的电机调速装置示意图；
18.其中，上述附图包括以下附图标记：
19.10、电源；20、电容；30、开关电路；40、波形发生器；50、第一开关电路；60、第二开关电路。
具体实施方式
20.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
21.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
22.应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
23.正如背景技术所介绍的，现有技术中控制电机转速的电路过于复杂，为了解决上述问题，本技术提出了一种电机调速装置、电机和车辆。
24.根据本技术的实施例，提供了一种电机调速装置，如图1所示，上述电机调速装置包括：
25.电源10；
26.电容20，上述电容的一端与电机的正极连接，上述电容的另一端与上述电源的负极连接，上述电机的负极与上述电源的负极连接；
27.开关电路30，上述开关电路包括第一端和第二端，上述第一端与上述电源的正极连接，上述第二端与上述电机的正极连接；
28.波形发生器40，上述波形发生器与上述开关电路通过导线连接，上述波形发生器用于输出占空比可调的矩形波，上述占空比可调的矩形波包括高电平信号和低电平信号，上述高电平信号用于控制上述开关电路导通，上述低电平信号用于控制上述开关电路断开。
29.上述电机调速装置，包括：电源；电容，上述电容的一端与电机的正极连接，上述电容的另一端与上述电源的负极连接，上述电机的负极与上述电源的负极连接；开关电路，上述开关电路包括第一端和第二端，上述第一端与上述电源的正极连接，上述第二端与上述电机的正极连接；波形发生器，上述波形发生器与上述开关电路通过导线连接，上述波形发生器用于输出占空比可调的矩形波，上述占空比可调的矩形波包括高电平信号和低电平信号，上述高电平信号用于控制上述开关电路导通，上述低电平信号用于控制上述开关电路断开。该装置通过控制波形发生器输出占空比可调的矩形波的占空比，控制输出高电平信号的时间即控制开关电路的导通的时间，进而控制电源给电容充电时间即控制电机两端电压，进而控制电机的转速，该装置解决了现有技术中控制电机转速的电路过于复杂的问题。
30.本技术的一种实施例中，上述开关电路包括第一开关电路和第二开关电路，上述第一开关电路用于控制上述第二开关电路的导通和断开。该实施例中，如图1所示，在波形发生器40输出高电平信号时，高电平信号控制第一开关电路50导通，第二开关电路60同步导通，进而开关电路30导通，在波形发生器40输出低电平信号时，低电平信号控制第一开关电路50断开，第二开关电路60同步关断，进而开关电路30关断。
31.本技术的一种实施例中，上述第一开关电路包括第一电阻、第一晶体管、第二电阻，上述第一晶体管包括第一源极、第一栅极和第一漏极，上述第一电阻一端与上述第二电阻的一端连接，上述第一电阻的另一端与上述第一源极连接，上述第二电阻的另一端与上述电源的正极连接，上述第一栅极与上述波形发生器连接，上述第一漏极与上述电源的负极连接。该实施例中，如图1所示，在波形发生器40输出高电平信号时，高电平信号施加在第
一晶体管q2的第一栅极即第一晶体管q2的第一栅极和第一漏极之间产生正向电压，第一晶体管q2导通，进而第一开关电路50导通，在波形发生器40输出低电平信号时，低电平信号施加在第一晶体管q2的第一栅极即第一晶体管q2的第一栅极和第一漏极不存在压降，第一晶体管q2关断，进而第一开关电路50断开。
32.本技术的一种实施例中，上述第二开关电路包括第二晶体管，上述第二晶体管包括第二源极、第二栅极和第二漏极，上述第二源极与上述电源的正极连接，上述第二栅极与上述第一电阻和上述第二电阻的公共端连接，上述第二漏极与上述电机的正极连接。该实施例中，如图1所示，在第一晶体管q2导通即第一开关电路50导通时，电源10、第一电阻r2和第二电阻r1形成回路，第二电阻r1产生分压电平即在第二晶体管q1的第二栅极和第二源极之间产生反向电压，第二晶体管q1导通，进而电源10的正极vin 与电容c1连接即电源10给电容c1充电，同时电源10的正极vin 与电机b1的正极连接即电源10带动电机b1开始运转，在第一晶体管q2关断即第一开关电路50断开时，第二电阻r1没有压降即在第二晶体管q1的第二栅极和第二源极之间没有压降，第二晶体管q1关断，进而电源10的正极vin 与电容c1之间的电路断开，同时电源10的正极vin 与电机b1的正极之间的电路断开，电容c1和电机b1形成回路，电容c1放电维持电机b1的运转。
33.需要说明的时，上述波形发生器输出的上述占空比可调的矩形波的占空比越高即输出上述高电平信号的时间越长，电源给电容充电时间越长即电容两端电压越高，进而电机的转速越快，相反，上述波形发生器输出的上述占空比可调的矩形波的占空比越低即输出上述高电平信号的时间越短，电源给电容充电时间越短即电容两端电压越低，进而电机的转速越慢。
34.本技术的一种实施例中，上述第一晶体管为n型mosfet晶体管，上述第二晶体管为p型mosfet晶体管。该实施例中，如图1所示，第一晶体管q2为n型mosfet晶体管，n型mosfet晶体管的栅极和漏极之间施加正向电压时，n型mosfet晶体管导通，即第一晶体管q2的第一栅极和第一漏极之间施加正向电压时，第一晶体管q2导通，第二晶体管q1为p型mosfet晶体管，p型mosfet晶体管的栅极和源极之间施加反向电压时，p型mosfet晶体管导通，即第二晶体管q1的第二栅极和第二源极之间施加反向电压时，第一晶体管q2导通。
35.本技术的一种实施例中，上述电源为直流电源。该实施例中，电源用于给电容充电，同时用于带动电机的运转，因此电源为直流电源。
36.需要说明的是，上述电机为直流电机。
37.本技术的一种实施例中，上述波形发生器包括供电电源、555定时器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容，上述555定时器包括：out管脚、th管脚、tr管脚和co管脚，上述第四电阻包括第一固定阻值端和第二固定阻值端，上述第三电阻的一端与上述供电电源的正极连接，上述第三电阻的另一端与上述第一固定阻值端连接，上述第五电阻的一端与上述第二固定阻值端连接，上述第五电阻的另一端与上述第二二极管的负极连接，上述第二二极管的正极与上述第一二极管的负极连接，上述第一二极管的负极与上述th管脚连接，上述第一二极管的负极与上述tr管脚连接，上述第二电容的一端与上述第二二极管的正极连接，上述第二电容的另一端与上述供电电源的负极连接，上述第一电容的一端与上述co管脚连接，上述第一电容的另一端与上述供电电源的负极连接，上述out管脚用于在上述tr管脚输入低电位信号时输出上述高电平信号，上述
out管脚用于在上述th管脚输入高电位信号时输出上述低电平信号。该实施例中，如图1所示，供电电源vcc开始输出电压时，第二电容c3不能突变，此时tr管脚2输入低电位信号，555定时器u1置位，out管脚3输出高电平信号，供电电源vcc、第三电阻r3、第四电阻r4、第一二极管d1和第二电容c3形成回路即供电电源vcc给第二电容c3充电，当第二电容c3上的压降达到定时器的阈值电压即供电电源vcc输出电压的2/3倍时，此时th管脚6输入高电位信号，555定时器u1复位，out管脚3输出低电平信号，此时，第二电容c3通过第二二极管d2、第五电阻r5、第四电阻r4和555定时器u1内部的放电管放电，放电结束后，重复第二电容c3的充电过程，通过控制第二电容c3的充电时间控制out管脚3输出高电平信号的时间，通过控制第二电容c3的放电时间控制out管脚3输出低电平信号的时间。
38.本技术的一种实施例中，上述555定时器还包括dis管脚，上述第四电阻为可调电阻，上述第四电阻还包括调整端，上述调整端与上述dis管脚连接，上述调整端与上述第一二极管的正极连接。该实施例中，如图1所示，第二电容c3的充电时间为t
充
＝0.7
×
ra×
c3，第二电容c3的放电时间为t
放
＝0.7
×
rb×
c3，占空比可调矩形波的震荡周期为t＝t
充
t
放
，占空比可调的矩形波的占空比为即通过控制占空比可调的矩形波的占空比即可控制第二电容c3的充电时间，进而可控制out管脚3输出高电平信号的时间，进而可控制电容c1两端的电压即控制电机b1的转速，实现了通过控制占空比可调的矩形波的占空比控制电机b1的转速。
39.需要说明的时，上述ra的阻值为第四电阻r4的调整端到第一固定阻值端的阻值与第三电阻r3的阻值的和，上述rb的阻值为第四电阻r4的调整端到第二固定阻值端的阻值与第五电阻r5的阻值的和，因此，通过调整第四电阻r4的阻值可以调节ra的阻值和rb的阻值即通过调整第四电阻r4的阻值可以调节占空比可调的矩形波的占空比。
40.本技术的一种实施例中，上述555定时器还包括ret管脚、gnd管脚和vcc管脚，上述ret管脚与上述供电电源的正极连接，上述gnd管脚与上述供电电源的负极连接，上述vcc管脚与上述供电电源的正极连接。该实施例中，如图1所示，供电电源vcc的正极通过vcc管脚8给555定时器u1供电，555定时器u1通过gnd管脚1与供电电源vcc的负极gnd连接，保证555定时器u1正常工作，ret管脚4与供电电源的正极连接，避免误触发。
41.根据本技术的实施例，提供了一种电机，上述电机包括电机调速装置，上述调速装置为任一种上述的调速装置。该实施例中，电机为直流电机，该电机的电机调速装置在实现直流电机简单调速的功能同时，具备体积小、成本低的特点，降低成本的同时，也能够简化电路，提升可靠性。
42.根据本技术的实施例，提供了一种车辆，包括上述电机，该实施例中，上述电机为上述车辆中的调速精确度要求不高的直流电机，上述电机的电机调速装置适用于车辆中对直流电机调速精确度要求不高的场合如设备散热、车厢通风等领域的直流电机的调速。
43.从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
44.1)、本技术的电机调速装置中，包括：电源；电容，上述电容的一端与电机的正极连接，上述电容的另一端与上述电源的负极连接，上述电机的负极与上述电源的负极连接；开关电路，上述开关电路包括第一端和第二端，上述第一端与上述电源的正极连接，上述第二端与上述电机的正极连接；波形发生器，上述波形发生器与上述开关电路通过导线连接，上
述波形发生器用于输出占空比可调的矩形波，上述占空比可调的矩形波包括高电平信号和低电平信号，上述高电平信号用于控制上述开关电路导通，上述低电平信号用于控制上述开关电路断开。该装置通过控制波形发生器输出占空比可调的矩形波的占空比，控制输出高电平信号的时间即控制开关电路的导通的时间，进而控制电源给电容充电时间即控制电机两端电压，进而控制电机的转速，该装置解决了现有技术中控制电机转速的电路过于复杂的问题。
45.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。