[实用新型]一种多用途数字阻力装置输出电路

说明书

本实用新型涉及一种多用途数字阻力装置输出电路，该方案包括多用途数字阻力装置以及设于多用途数字阻力装置内的线圈，包括该线圈电连接的脉宽调制电路，脉宽调制电路包括依次连接的第一电阻、高速开关管、第四电阻及场效应管，第四电阻另一端通过第三电阻接电源，场效应管的栅极与该第四电阻另一端连接，该场效应管的源极与该电源连接，且该场效应管的漏极输出与线圈连接，该线圈另一端接地。此设置可很好地控制线圈的电流大小，从而实现多用途数字阻力装置的阻力大小控制。

技术领域

本实用新型涉及磁粉阻尼器技术领域，具体涉及一种多用途数字阻力装置输出电路。

背景技术

目前的健身器材中，通常会采用阻力的方式来实现力量训练。如现有的力量训练器械的阻力以强磁铁产生的磁阻力为主，其主要以移动磁铁与动轮铝环的相对位置来调节阻力，加上距离伺服系统组成，还有用电机的阻力系统，由于结构的限制，控制精度差，成本高，前者还与铝环(车轮)的速度成正比，即脚踩的速度越快，阻力越大，无法做成数字阻力精准控制。因此有采用磁粉阻尼器来提高控制精度，但是目前磁粉阻尼器采用的控制电路通常存在结构复杂，成本高的问题。

因此，亟待一种能够显著提高控制精度、降低成本的磁粉阻力输出电路。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种多用途数字阻力装置输出电路。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种多用途数字阻力装置输出电路包括多用途数字阻力装置以及设于多用途数字阻力装置内的线圈，还包括该线圈电连接的脉宽调制电路，脉宽调制电路包括依次连接的第一电阻、高速开关管、第四电阻及场效应管，第一电阻一端接入单片机的PWM信号，另一端连接高速开关管的基极，且该第一电阻通过第二电阻接地，该第二电阻一端连接高速开关管的基极，另一端接地并连接高速开关管的发射极，高速开关管的集电极连接第四电阻，第四电阻另一端通过第三电阻接电源，场效应管的栅极与该第四电阻另一端连接，该场效应管的源极与该电源连接，且该场效应管的漏极输出与线圈连接，该线圈另一端接地。

工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本申请通过线圈通电来控制磁场，只需要控制脉宽调制电流大小即可控制磁场大小，而磁场所产生的力能够使多用途数字阻力装置起到阻尼效果，该阻尼效果与所加的脉宽调制电流大小成正比，其阻力可以精准地由脉宽调制电流所控制，从面实现数字控制和智能控制，从而解决了现有技术中无法精确控制的问题，且精度高，主要通过场效应管利用电场效应来控制晶体管的电流，如此在前面的经过对PWM信号的功率放大后，可以起到精确调整电流大小的效果，如此就能够精确地调节磁场所产生的力的大小，也就是阻力大小，实现阻尼数字化调整，可适用于AI控制。

进一步地，场效应管的漏极和源极之间连接有稳压二极管。又叫齐纳二极管。利用PN结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。

进一步地，场效应管的型号为NCE60P25。该场效应管采用先进的沟槽技术和设计，提供出色的RDS(ON)和低栅极电荷。因此器件非常适合高电流负载应用，能够显著提高脉宽调制电路的性能。

进一步地，线圈的漆包线线径为0.12～0.44mm，圈数为500～2500圈。

进一步地，多用途数字阻力装置包括密封腔以及设于该密封腔内的磁粉和机芯圆片，该密封腔外设有用于安装线圈的线圈骨架。如此通过该脉宽调制电路能够将单片机的PWM信号进行功率放大并输出不同大小的电流，以控制磁粉产生的磁力大小，在没有被励磁时，磁粉没有磁性，机芯圆片在密封腔内自由活动，此时无阻力状态，当线圈加有脉宽调制电流时，磁粉被励磁，产生磁场，磁场所产生的力把机芯圆片与密封腔内壁相吸引在一起，这个吸引力作用在机芯轴上，形成阻力，这个力矩与所加的脉宽调制电流成正比，就是所加的脉宽调制电流大小就决定了机芯轴上的阻力之大小，其阻力可以精准地由脉宽调制电流所控制，从面实现数字控制和智能控制。