牙科椅运行软启动设计

李银娜,唐　勇,秦丽丽（咸阳西北医疗器械（集团）有限公司,陕西　咸阳　712000）

牙科椅运行软启动设计

李银娜,唐勇,秦丽丽
（咸阳西北医疗器械（集团）有限公司,陕西咸阳712000）

摘要：本文所介绍的牙科椅运行软启动功能的实现，是以ATMEGA16微控制器作为核心控制器件，通过启动时给电机两端提供斜坡升压电源，停止时给电机两端提供斜坡降压电源，实现牙科椅软启动及软停止的目的。

关键词：牙科椅；ATMEGA16;PWM;软启动

0　引言

目前国内生产的牙科椅，大部分采用低压直流电机做为动力器件。牙科椅启动或停止的控制，都通过继电器接通或断开电机的输入电源来完成各种工作，电机两端电压从零到额定电压值或从额定值到零瞬间完成转换，引起启动电流大，电源电路和控制电路耗电量大，工作不可靠，而且在运行过程中牙科椅在启动与停止过程中抖动比较明显，病人坐在牙科椅上有明显的不适感。本文介绍的牙科椅运行软启动设计，通过启动时给电机两端提供斜坡升压电源，停止时给电机两端提供斜坡降压电源，实现牙科椅软启动及软停止的目的。

1　设计概述

该设计包括电源电路、控制电路电源、控制电路、电机控制电路，通过线路环形电连接，达到控制牙科椅实现软启动及软停止的目标。

2　硬件设计电路

2.1微控制器

本设计采用Atmel公司的ATMEGA16作为控制核心。AVR单片机的单周期指令能够保证高的执行效率和低成本，是精简指令集CPU中的高性能器件。AVR单片机自带看门狗定时器，在强烈的电磁干扰条件下，可以防止程序跑飞。

2.2电源电路

电源电路电源输入部分由两路互相独立的交流电源AC23V、AC19V供电，输出为两个相互独立的直流电源，一路AC23V主要用于电机驱动，另一路AC19V主要用于控制电路电源。

2.3控制电路电源

将电源电路输出的VCC_12V电压转换为控制电路需要的VCC_5V电压。

2.4控制电路,如图1所示

图1

控制电路由CPU处理器、ULN2003驱动电路、放大电路Q1三极管、光耦电路等组成；CPU处理器的PWM1信号输出端连接Q1三极管基极，Q1三极管集电极连接光耦电路U5，将PWM1信号耦合到电机控制电路（图2）中的MOSFET管Q2的1脚，MOSFET管Q2的2脚通过继电器控制后提供给电机。CPU处理器通过控制PWM1信号占空比控制电机两端的电压，电机启动时，电机两端电压迅速上升到初始电压，然后依设定启动时间逐渐上升，直至电机额定运行电压，电机停止时，电机两端电压依设定启动时间逐渐关断。

2.5电机控制电路（如图2）

图2

3　结语

本文详细介绍了以ATMEGA16为核心的牙科椅运行软启动设计，实践验证，改方案具有很好的性价比及可靠性。在牙科椅启动或停止瞬间冲击电流小，对电源的干扰小，牙科椅运行平稳，病人感觉舒适。此设计还可保护电机并延长其使用寿命。

参考文献：

[1]ATMEGA16L单 片 机 芯 片 使 用 手 册[S]. ATMEGA16L.pdf.

[2]王晓明.电动机的单片机控制[M].