本发明公开了一种EMS阻力控制器，包括开关电源模块、对开关电源模块进行驱动管理的电源驱动模块、连接于电源驱动模块的DC输出模块、及皆连接于DC输出模块输出端的DC/DC转换器、电压采样模块和恒流驱动模块，电压采样模块实时采集DC输出模块输出电压的变化情况并反馈给电源驱动模块，使电源驱动模块调整其振荡频率；连接于DC/DC转换器输出端的缓冲模块具有一电连接磁控车控制机构的控制讯号输入接口及一电连接磁控车马达的速度感应讯号输入接口；恒流驱动模块通过电流放大模块连接于缓冲模块输出端，电流采样模块连接于恒流驱动模块输出端并用以实时采集磁控车电磁铁的电流信号；该EMS阻力控制器采用线性方式调节，能实现对磁控车马达运行的精确调控。
1.一种EMS阻力控制器，该EMS阻力控制器与磁控车的控制机构协同作用，以对磁控车的阻力大小进行调控管理，其特征在于：该EMS阻力控制器主要集成有：
开关电源模块(1)，其输入接口(CON1)电连接于市电；
电源驱动模块(2)，其电连接于所述开关电源模块(1)的输出端，并用以对所述开关电源模块(1)进行驱动管理；
DC输出模块(3)，其电连接于所述电源驱动模块(2)，并能够输出稳定的直流电压；且所述DC输出模块(3)的输出端还电连接有一DC/DC转换器(4)；
电压采样模块(5)，其电连接于所述DC输出模块(3)的输出端，用以实时采集所述DC输出模块(3)输出电压的变化情况；且所述电压采样模块(5)还能够将采集到的所述DC输出模块(3)输出电压的变化情况反馈给所述电源驱动模块(2)，以使所述电源驱动模块(2)调整其振荡频率；
缓冲模块(6)，其具有一用以电连接磁控车控制机构的控制讯号输入接口(CON2)、及一用以电连接磁控车马达的速度感应讯号输入接口(CON3)，且所述缓冲模块(6)还电连接于所述DC/DC转换器(4)的输出端；
恒流驱动模块(8)，其一输入端电连接于所述DC输出模块(3)的输出端，其另一输入端通过一电流放大模块(7)电连接于所述缓冲模块(6)的输出端；以及
电流采样模块(9)，其电连接于所述恒流驱动模块(8)的输出端，并用以实时采集磁控车电磁铁的电流信号。
2.根据权利要求1所述的EMS阻力控制器，其特征在于：所述开关电源模块(1)包括输入滤波电路、输入变压器(L1)、输出滤波电路、以及第一输出变压器(L2)，其中，所述输入滤波电路的输入端电连接于所述输入接口(CON1)，所述输入变压器(L1)电连接于所述输入滤波电路的输出端和所述输出滤波电路的输入端之间，且所述第一输出变压器(L2)的输入端电连接于所述输出滤波电路的输出端。
3.根据权利要求2所述的EMS阻力控制器，其特征在于：所述电源驱动模块(2)采用变压器反馈式振荡电路结构，其主要集成有PWM控制芯片(U1)、场效应管(Q1)和第二输出变压器(L3)，所述PWM控制芯片(U1)的VDD引脚电连接于所述第一输出变压器(L2)的输出端，所述场效应管(Q1)的栅极和源极分别电连接于所述PWM控制芯片(U1)的GATE引脚和SENSE引脚；
所述第二输出变压器(L3)的原线圈由主绕组线圈和辅助绕组线圈组成，其中所述主绕组线圈的一端和辅助绕组线圈的一端并联连接于所述第一输出变压器(L2)的输出端，且所述主绕组线圈的一端和辅助绕组线圈的一端之间还连接有一第一RC整流电路，所述主绕组线圈的另一端电连接于所述场效应管(Q1)的漏极，所述辅助绕组线圈的另一端接地；
另外，所述DC输出模块(3)电连接于所述第二输出变压器(L3)的副线圈的两端。
4.根据权利要求3所述的EMS阻力控制器，其特征在于：所述电压采样模块(5)主要集成有光耦合器(U2)和第二RC整流电路，所述光耦合器(U2)具有发光器和受光器，其中所述发光器通过所述第二RC整流电路电连接于所述DC输出模块(3)的输出端，所述受光器采用三极管，所述受光器的集电极电连接于所述PWM控制芯片(U1)的FB引脚，所述受光器的发射极接地。
5.根据权利要求3所述的EMS阻力控制器，其特征在于：所述控制讯号输入接口(CON2)为四针孔接口，所述速度感应讯号输入接口(CON3)为两针孔接口；
所述缓冲模块(6)还集成有磁组、第一比较器(T1)和第一有极电容(C1)，所述磁组由四个磁珠(LZ1)组成，四个所述磁珠(LZ1)的一端皆电连接于所述控制讯号输入接口(CON2)，其中两个所述磁珠的另一端均电连接于所述速度感应讯号输入接口(CON3)，余下两个所述磁珠的另一端分别对应电连接于所述DC/DC转换器(4)的输出端和所述第一比较器(T1)的同相输入端，所述第一比较器(T1)的负相输入端电连接于所述第一比较器(T1)的输出端，且所述第一有极电容(C1)的正极电连接于所述第一比较器(T1)的同相输入端，所述第一有极电容(C1)的负极接地。
6.根据权利要求5所述的EMS阻力控制器，其特征在于：所述电流放大模块(7)主要集成有可调电阻器(R70)、第二比较器(T2)、第二RC整流电路和第二有极电容(C2)，所述可调电阻器(R70)的两个固定触点分别对应与所述第一比较器(T1)的输出端及所述第二比较器(T2)的同相输入端电连接，所述第二比较器(T2)的负相输入端经所述第二RC整流电路电连接于所述第二比较器(T2)的输出端，且所述第二RC整流电路由第一电阻(R1)和第一电容(C15)并联连接组成；所述第二有极电容(C2)的正极电连接于所述第二比较器(T2)的同相输入端，所述第二有极电容(C2)的负极接地；
所述恒流驱动模块(8)主要集成有第三RC整流电路、第一三极管(Q2)、第二三极管(Q3)、第三三极管(Q4)、第四有极电容(C4)和第五有极电容(C5)，其中，所述第三RC整流电路由第二电阻(R2)和第三电阻(R3)并接后再串接第三有极电容(C3)组成，所述第二电阻(R2)的一端电连接于所述DC输出模块(3)的输出端，所述第三有极电容(C3)的负极接地；所述第一三极管(Q2)的发射极和第二三极管(Q3)的集电极分别电连接于所述第三电阻(R3)的两端，所述第一三极管(Q2)的集电极和第二三极管(Q3)的发射极并接后电连接于所述第四有极电容(C4)的正极，所述第一三极管(Q2)的基极电连接于所述第三三极管(Q4)的集电极，所述第二三极管(Q3)的基极电连接于所述第五有极电容(C5)的正极，且所述第五有极电容(C5)和第四有极电容(C4)的负极均接地；另外，所述第三三极管(Q4)的基极电连接于所述第二比较器(T2)的输出端，所述第三三极管(Q4)的发射极接地。
7.根据权利要求6所述的EMS阻力控制器，其特征在于：所述电流采样模块(9)主要集成有一用以连接磁控车电磁铁的采集接口(CON4)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第六有极电容(C6)、以及电阻组件，其中，所述采集接口(CON4)为三针孔接口，其一针孔中的引线连同所述第一二极管(D1)的负极、第二二极管(D2)的负极以及第六有极电容(C6)的正极一起并接后电连接于所述第四有极电容(C4)的正极，所述第一二极管(D1)和第二二极管(D2)的正极均接地，所述电阻组件由五个第二电阻组成，且该五个第二电阻的一端并接后电连接于所述第六有极电容(C6)的负极，该五个第二电阻的另一端并接后接地；另外，所述采集接口(CON4)的另一针孔中的引线还与一所述第二电阻的一端并接后电连接于所述第二比较器(T2)的负相输入端。
EMS阻力控制器
技术领域
[0001] 本发明涉及磁控车控制技术领域，具体提供一种EMS阻力控制器。
背景技术
[0002] 磁控车是一种流行的健身运动器材，它通过控制磁控车磁铁与金属飞轮之间的距离，来调节磁控车的阻力大小，以实现不同运动强度的要求。
[0003] 传统的磁控车调节其阻力大小的实现方式为：使用者通过控制机构控制磁控车马达的转速，然后马达通过旋转拉线方式或者杠杆原理来控制磁控车磁铁与金属飞轮之间的距离，实现磁控车阻力大小的调节。但是传统的磁控车控制机构对马达的调控精度有些欠缺，不仅工作噪声大，且拉线容易产生疲劳折断，从而造成使用者操控的不便。
[0004] 有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
[0005] 为了克服上述缺陷，本发明提供了一种EMS阻力控制器，可实现对磁控车阻力大小的精确、细微调控。
[0006] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种EMS阻力控制器，该EMS阻力控制器与磁控车的控制机构协同作用，以对磁控车的阻力大小进行调控管理，该EMS阻力控制器主要集成有：
[0007] 开关电源模块，其输入接口电连接于市电；
[0008] 电源驱动模块，其电连接于所述开关电源模块的输出端，并用以对所述开关电源模块进行驱动管理；
[0009] DC输出模块，其电连接于所述电源驱动模块，并能够输出稳定的直流电压；且所述DC输出模块的输出端还电连接有一DC/DC转换器；
[0010] 电压采样模块，其电连接于所述DC输出模块的输出端，用以实时采集所述DC输出模块输出电压的变化情况；且所述电压采样模块还能够将采集到的所述DC输出模块输出电压的变化情况反馈给所述电源驱动模块，以使所述电源驱动模块调整其振荡频率；
[0011] 缓冲模块，其具有一用以电连接磁控车控制机构的控制讯号输入接口、及一用以电连接磁控车马达的速度感应讯号输入接口，且所述缓冲模块还电连接于所述DC/DC转换器的输出端；
[0012] 恒流驱动模块，其一输入端电连接于所述DC输出模块的输出端，其另一输入端通过一电流放大模块电连接于所述缓冲模块的输出端；以及
[0013] 电流采样模块，其电连接于所述恒流驱动模块的输出端，并用以实时采集磁控车电磁铁的电流信号。
[0014] 作为本发明的进一步改进，所述开关电源模块包括输入滤波电路、输入变压器、输出滤波电路、以及第一输出变压器，其中，所述输入滤波电路的输入端电连接于所述输入接口，所述输入变压器电连接于所述输入滤波电路的输出端和所述输出滤波电路的输入端之间，且所述第一输出变压器的输入端电连接于所述输出滤波电路的输出端。
[0015] 作为本发明的进一步改进，所述电源驱动模块采用变压器反馈式振荡电路结构，其主要集成有PWM控制芯片、场效应管和第二输出变压器，所述PWM控制芯片的VDD引脚电连接于所述第一输出变压器的输出端，所述场效应管的栅极和源极分别电连接于所述PWM控制芯片的GATE引脚和SENSE引脚；所述第二输出变压器的原线圈由主绕组线圈和辅助绕组线圈组成，其中所述主绕组线圈的一端和辅助绕组线圈的一端并联连接于所述第一输出变压器的输出端，且所述主绕组线圈的一端和辅助绕组线圈的一端之间还连接有一第一RC整流电路，所述主绕组线圈的另一端电连接于所述场效应管的漏极，所述辅助绕组线圈的另一端接地；
[0016] 另外，所述DC输出模块电连接于所述第二输出变压器的副线圈的两端。
[0017] 作为本发明的进一步改进，所述电压采样模块主要集成有光耦合器和第二RC整流电路，所述光耦合器具有发光器和受光器，其中所述发光器通过所述第二RC整流电路电连接于所述DC输出模块的输出端，所述受光器采用三极管，所述受光器的集电极电连接于所述PWM控制芯片的FB引脚，所述受光器的发射极接地。
[0018] 作为本发明的进一步改进，所述控制讯号输入接口为四针孔接口，所述速度感应讯号输入接口为两针孔接口；
[0019] 所述缓冲模块还集成有磁组、第一比较器和第一有极电容，所述磁组由四个磁珠组成，四个所述磁珠的一端皆电连接于所述控制讯号输入接口，其中两个所述磁珠的另一端均电连接于所述速度感应讯号输入接口，余下两个所述磁珠的另一端分别对应电连接于所述DC/DC转换器的输出端和所述第一比较器的同相输入端，所述第一比较器的负相输入端电连接于所述第一比较器的输出端，且所述第一有极电容的正极电连接于所述第一比较器的同相输入端，所述第一有极电容的负极接地。
[0020] 作为本发明的进一步改进，所述电流放大模块主要集成有可调电阻器、第二比较器、第二RC整流电路和第二有极电容，所述可调电阻器的两个固定触点分别对应与所述第一比较器的输出端及所述第二比较器的同相输入端电连接，所述第二比较器的负相输入端经所述第二RC整流电路电连接于所述第二比较器的输出端，且所述第二RC整流电路由第一电阻和第一电容并联连接组成；所述第二有极电容的正极电连接于所述第二比较器的同相输入端，所述第二有极电容的负极接地；
[0021] 所述恒流驱动模块主要集成有第三RC整流电路、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四有极电容和第五有极电容，其中，所述第三RC整流电路由第二电阻和第三电阻并接后再串接第三有极电容组成，所述第二电阻的一端电连接于所述DC输出模块的输出端，所述第三有极电容的负极接地；所述第一三极管的发射极和第二三极管的集电极分别电连接于所述第三电阻的两端，所述第一三极管的集电极和第二三极管的发射极并接后电连接于所述第四有极电容的正极，所述第一三极管的基极电连接于所述第三三极管的集电极，所述第二三极管的基极电连接于所述第五有极电容的正极，且所述第五有极电容和第四有极电容的负极均接地；另外，所述第三三极管的基极电连接于所述第二比较器的输出端，所述第三三极管的发射极接地。
[0022] 作为本发明的进一步改进，所述电流采样模块主要集成有一用以连接磁控车电磁铁的采集接口、第一二极管、第二二极管、第六有极电容、以及电阻组件，其中，所述采集接口为三针孔接口，其一针孔中的引线连同所述第一二极管的负极、第二二极管的负极以及第六有极电容的正极一起并接后电连接于所述第四有极电容的正极，所述第一二极管和第二二极管的正极均接地，所述电阻组件由五个第二电阻组成，且该五个第二电阻的一端并接后电连接于所述第六有极电容的负极，该五个第二电阻的另一端并接后接地；另外，所述采集接口的另一针孔中的引线还与一所述第二电阻的一端并接后电连接于所述第二比较器的负相输入端。
[0023] 本发明的有益效果是：①该EMS阻力控制器(electric magnet system)采用线性方式调节，既符合EMC和EPR指令，又符合LVD及安规要求；而且该EMS阻力控制器的控制精度高，能够实现对磁控车马达运行的精确调控，使得磁控车的阻力调节段数更加细微、精确；②该EMS阻力控制器采用电流高增益调节方式，可很好的满足大电流低电压的电磁铁控制方式。
附图说明
[0024] 图1为本发明所述EMS阻力控制器的电路原理示意图；
[0025] 图2为图1所示开关电源模块的放大示意图；
[0026] 图3为图1所示电源驱动模块、DC输出模块及电压采样模块电性连接在一起的放大示意图；
[0027] 图4为图1所示DC/DC转换器的放大示意图；
[0028] 图5为图1所示缓冲模块和电流放大模块电性连接在一起的放大示意图；
[0029] 图6为图1所示恒流驱动模块和电流采样模块电性连接在一起的放大示意图。
[0030] 结合附图，作以下说明：
[0031] 1——开关电源模块 2——电源驱动模块
[0032] 3——DC输出模块 4——DC/DC转换器
[0033] 5——电压采样模块 6——缓冲模块
[0034] 7——电流放大模块 8——恒流驱动模块
[0035] 9——电流采样模块
具体实施方式
[0036] 下面参照图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0037] 本发明公开了一种EMS阻力控制器，该EMS阻力控制器与磁控车的控制机构协同作用，以对磁控车的阻力大小进行调控管理，该EMS阻力控制器主要集成有：开关电源模块1，其输入接口CON1电连接于市电；
[0038] 电源驱动模块2，其电连接于所述开关电源模块1的输出端，并用以对所述开关电源模块1进行驱动管理；
[0039] DC输出模块3，其电连接于所述电源驱动模块2，并能够输出稳定的直流电压；且所述DC输出模块3的输出端还电连接有一DC/DC转换器4；
[0040] 电压采样模块5，其电连接于所述DC输出模块3的输出端，用以实时采集所述DC输出模块3输出电压的变化情况；且所述电压采样模块5还能够将采集到的所述DC输出模块3输出电压的变化情况反馈给所述电源驱动模块2，以使所述电源驱动模块2调整其振荡频率，达到稳压的目的；
[0041] 缓冲模块6，其具有一用以电连接磁控车控制机构的控制讯号输入接口CON2、及一用以电连接磁控车马达的速度感应讯号输入接口CON3，且所述缓冲模块6还电连接于所述DC/DC转换器4的输出端；
[0042] 恒流驱动模块8，其一输入端电连接于所述DC输出模块3的输出端，其另一输入端通过一电流放大模块7电连接于所述缓冲模块6的输出端；以及
[0043] 电流采样模块9，其电连接于所述恒流驱动模块8的输出端，并用以实时采集磁控车电磁铁的电流信号。
[0044] 优选的，所述开关电源模块1包括输入滤波电路、双绕组输入变压器L1、输出滤波电路、以及双绕组第一输出变压器L2，其中，所述输入滤波电路的输入端电连接于所述输入接口CON1，所述双绕组输入变压器L1电连接于所述输入滤波电路的输出端和所述输出滤波电路的输入端之间，且所述双绕组第一输出变压器L2的输入端电连接于所述输出滤波电路的输出端。所述输入滤波电路由电阻RT1、以及电容CN2、CN3组成；所述输出滤波电路由电容CN4、CN5、C1、以及熔断器RA7和RA8组成；其为本领域技术人员所熟知的常规技术手段，在此不做详述。
[0045] 优选的，所述电源驱动模块2采用变压器反馈式振荡电路结构，其主要集成有PWM控制芯片U1、场效应管Q1和第二输出变压器L3，所述PWM控制芯片U1的VDD引脚电连接于所述第一输出变压器L2的输出端，所述场效应管Q1的栅极和源极分别电连接于所述PWM控制芯片U1的GATE引脚和SENSE引脚；所述第二输出变压器L3的原线圈由主绕组线圈和辅助绕组线圈组成，其中所述主绕组线圈的一端和辅助绕组线圈的一端并联连接于所述第一输出变压器L2的输出端，且所述主绕组线圈的一端和辅助绕组线圈的一端之间还连接有一第一RC整流电路，所述第一RC整流电路由并联连接的电阻RA1、RA2、以及电容C12组成，所述主绕组线圈的另一端电连接于所述场效应管Q1的漏极，所述辅助绕组线圈的另一端接地；另外，所述DC输出模块3电连接于所述第二输出变压器L3的副线圈的两端。所述DC输出模块3及DC/DC转换器4为常规电路模块，在此不做详述。
[0046] 优选的，所述电压采样模块5主要集成有光耦合器U2和第二RC整流电路，所述光耦合器U2具有发光器和受光器，其中所述发光器通过所述第二RC整流电路电连接于所述DC输出模块3的输出端，所述受光器采用三极管，所述受光器的集电极电连接于所述PWM控制芯片U1的FB引脚，所述受光器的发射极接地。电压采样模块5能够实时采集DC输出模块3输出电压的变化情况，并及时反馈给电源驱动模块2，以利于电源驱动模块2调整其振荡频率，从而达到稳压的目的；另外，选用光耦合器U2能够起到极好的防干扰作用；第二RC整流电路由连接在发光器的正极和负极之间的电阻RA3、R4、R22、R26、以及电容C11组成。
[0047] 优选的，所述控制讯号输入接口CON2为四针孔接口，所述速度感应讯号输入接口CON3为两针孔接口；
[0048] 所述缓冲模块6还集成有磁组、第一比较器T1和第一有极电容C1，所述磁组由四个磁珠LZ1组成，四个所述磁珠LZ1的一端皆电连接于所述控制讯号输入接口CON2，其中两个所述磁珠的另一端均电连接于所述速度感应讯号输入接口CON3，余下两个所述磁珠的另一端分别对应电连接于所述DC/DC转换器4的输出端和所述第一比较器T1的同相输入端，所述第一比较器T1的负相输入端电连接于所述第一比较器T1的输出端，且所述第一有极电容C1的正极电连接于所述第一比较器T1的同相输入端，所述第一有极电容C1的负极接地。
[0049] 优选的，所述电流放大模块7主要集成有可调电阻器R70、第二比较器T2、第二RC整流电路和第二有极电容C2，所述可调电阻器R70的两个固定触点分别对应与所述第一比较器T1的输出端及所述第二比较器T2的同相输入端电连接，所述第二比较器T2的负相输入端经所述第二RC整流电路电连接于所述第二比较器T2的输出端，且所述第二RC整流电路由第一电阻R1和第一电容C15并联连接组成；所述第二有极电容C2的正极电连接于所述第二比较器T2的同相输入端，所述第二有极电容C2的负极接地；
[0050] 所述恒流驱动模块8主要集成有第三RC整流电路、第一三极管Q2、第二三极管Q3、第三三极管Q4、第四有极电容C4和第五有极电容C5，其中，所述第三RC整流电路由第二电阻R2和第三电阻R3并接后再串接第三有极电容C3组成，所述第二电阻R2的一端电连接于所述DC输出模块3的输出端，所述第三有极电容C3的负极接地；所述第一三极管Q2的发射极和第二三极管Q3的集电极分别电连接于所述第三电阻R3的两端，所述第一三极管Q2的集电极和第二三极管Q3的发射极并接后电连接于所述第四有极电容C4的正极，所述第一三极管Q2的基极电连接于所述第三三极管Q4的集电极，所述第二三极管Q3的基极电连接于所述第五有极电容C5的正极，且所述第五有极电容C5和第四有极电容C4的负极均接地；另外，所述第三三极管Q4的基极电连接于所述第二比较器T2的输出端，所述第三三极管Q4的发射极接地。
[0051] 优选的，所述电流采样模块9主要集成有一用以连接磁控车电磁铁的采集接口CON4、第一二极管D1、第二二极管D2、第六有极电容C6、以及电阻组件，其中，所述采集接口CON4为三针孔接口，其一针孔中的引线连同所述第一二极管D1的负极、第二二极管D2的负极以及第六有极电容C6的正极一起并接后电连接于所述第四有极电容C4的正极，所述第一二极管D1和第二二极管D2的正极均接地，所述电阻组件由五个第二电阻组成，且该五个第二电阻的一端并接后电连接于所述第六有极电容C6的负极，该五个第二电阻的另一端并接后接地；另外，所述采集接口CON4的另一针孔中的引线还与一所述第二电阻的一端并接后电连接于所述第二比较器T2的负相输入端。
[0052] 本发明所述的EMS阻力控制器(electric magnet system)采用线性方式调节，既符合EMC和EPR指令，又符合LVD及安规要求；而且该EMS阻力控制器的控制精度高，能够实现对磁控车马达运行的精确调控，使得磁控车的阻力调节段数更加细微、精确；此外，该EMS阻力控制器采用电流高增益调节方式，可很好的满足大电流低电压的电磁铁控制方式。
[0053] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，但并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为在本发明的保护范围内。
