专利名称：闭环控制电机驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车电子技术领域，特别是涉及一种应用于汽车电机的闭环控制电机驱动电路。
背景技术：
在汽车电机控制驱动电路中，大功率直流电机的转速是通过调节电机两端直流电压来调整的。所述电机转动的最大电流在30A左右，工作电压范围在3V 12V。所述电机转动速度的控制指令是由主控芯片(例如为CPU)发出的，通过闭环控制电路和电机驱动电路，调节电机两端电压和转动速度。在功能实现上，控制要求不变时电机两端电压恒定且转速恒定，控制要求所述电机转速增大或减小时，所述电机转速能够即刻增大或减小。现有技术中常见的做法是，将所述电机与调速电阻串联，接入到12V汽车电源中， 通过调整电阻值大小，也可以实现电机转速的调整。但这种方法只能调整有限的档位，无法实现任意档位的调节。所以，如何提供一种闭环控制电机驱动电路，以避免现有技术中的缺点，已经成为相关领域之业者目前亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种闭环控制电机驱动电路，以解决现有技术中，只能调整有限的档位，而无法实现任意档位的调节的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种闭环控制电机驱动电路，用于对连接有主控电源的电机进行闭环控制，其特征在于，所述闭环控制电机驱动电路至少包括主控芯片、积分电路、误差放大器、电机驱动电路、以及分压电路，其中，所述主控芯片通过积分电路连接到误差放大器的反相输入端，用以于所述主控芯片输出脉冲宽度调制信号为所述电机两端控制电压提供控制基准，用于当改变脉冲宽度调制信号的占空比以改变控制基准电压；所述电机的负端连接到电机驱动电路的输出端，同时作为反馈信号通过分压电路及积分电路连接到误差放大器的同相输入端；所述误差放大器的输出通过分压电路连接到电机驱动电路，并通过电机驱动电路控制电机两端的电压进而控制所述电机的转速。在本发明的闭环控制电机驱动电路中，所述电机驱动电路的控制端和输出端跨接有一电容器，用以加大高频负反馈量，进而消除由电机转动造成的高频或音频騷扰，具体的，所述电机驱动电路为大功率晶体管或N沟道大功率MOS管。于具体的实施方式中，所述主控芯片为CPU (Central Processing Unit,中央微处理器)，所述主控电源为12V电源。在本发明的闭环控制电机驱动电路中，所述积分电路包括第一积分电路及第二积分电路，其中，第一积分电路连接所述误差放大器的反相输入端，第二积分电路连接到所述误差放大器的同相输入端。如上所述，本发明的闭环控制电机驱动电路与现有技术中的调速电阻调整方式相比，本发明具有任意档位调整的优点，利用主控芯片的程序控制，输出稳定可靠，可广泛应用于汽车电机驱动场合。
图1显示为本发明的闭环控制电机驱动电路示意图。
具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式
加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1，图1显示为本发明的闭环控制电机驱动电路示意图；需要说明的是， 本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目绘制，其实际实施时各组件的型态及数量可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图所示，本发明提供一种闭环控制电机驱动电路，用于对连接有主控电源的电机1进行闭环控制，其特征在于，所述闭环控制电机驱动电路至少包括主控芯片2、积分电路31及32、误差放大器4、电机驱动电路5、以及分压电路6。于本实施方式中，所述主控芯片2为CPU (Central Processing Unit，中央微处理器)，所述主控电源为12V电源。所述主控芯片2通过积分电路31连接到误差放大器4的反相输入端，用以于所述主控芯片2输出脉冲宽度调制信号为所述电机1两端控制电压提供控制基准，用于当改变脉冲宽度调制信号的占空比以改变控制基准电压；所述电机1的负端连接到电机驱动电路 5的输出端，同时作为反馈信号通过分压电路6及积分电路32连接到误差放大器4的同相输入端；所述误差放大器4的输出通过分压电路6连接到电机驱动电路5，并通过电机驱动电路5控制电机1两端的电压进而控制所述电机1的转速。在本发明的闭环控制电机驱动电路中，所述积分电路包括第一积分电路31及第二积分电路32，其中，第一积分电路31连接所述误差放大器4的反相输入端，第二积分电路 32连接到所述误差放大器4的同相输入端。于本实施方式中，呈如图1所示，所述主控芯片2输出脉冲宽度调制(PWM)信号， 通过第一积分电路31 (呈如图1中所示的R1、Cl)连接到误差放大器4的反相输入端，为电机1两端控制电压提供控制基准，改变脉冲宽度调制信号的占空比就可以改变控制基准电压；所述电机1正端连接到为+12V的主控电源，所述电机1的负端连接到电机驱动电路 5的输出，同时作为反馈信号通过分压电路6、第二积分电路32(呈如图1中所示的R6、C4) 连接到误差放大器4的同相输入端。于本实施方式中，所述电机驱动电路为大功率晶体管或N沟道大功率MOS管。所述电机1的负端连接到电机驱动电路5的输出，即为晶体管的集电极或为MOS管的漏极。所述误差放大器4的输出通过分压电路(R2、R!3)、滤波电路C2连接到电机驱动电路5控制端，并通过电机驱动电路5控制电机1两端的电压和转速。于本实施方式中，在电机驱动电路5的控制端和输出端，即晶体管的集电极与基极之间跨接了一个电容器C5，用来提高高频负反馈分量，消除由于电机1转动造成的高频或音频騷扰。诚如上述，所述电机驱动电路5为大功率晶体管，也可以是N沟道大功率MOS
4
由于所述电机1正端接为+12V的主控电源，负端接电机驱动电路6的输出端，当电机1驱动电路控制端电压升高时，所述电机驱动电路5的输出端电压降低，从而使电机1 的负端电压降低，所述电机1两端电势差增大，转速变大；反之当所述电机驱动电路5控制端电压降低时，电机驱动电路5的输出端电压升高，从而使电机1的负端电压升高，电机1 两端的电势差减小，转速变小。为进一步突显本发明的功效，本发明的工作原理为所述主控芯片2输出占空比可调的脉冲宽度调制(PWM)信号，即幅度在5V、占空比可调的周期性方波，经积分电路后， 形成一个含有纹波的直流分量，作为电机1两端控制电压的基准。电机1负端电压经过分压电路6、积分电路后，输入到误差放大器4的同相输入端，跟随反相输入端的控制电压。误差放大器4比较两个输入端分量的差值，输出信号经分压后连接到电机驱动电路5的控制端。系统平衡后，同相输入端电压等于反相输入端电压，即达到比例控制电机1负端电压的目的。改变主控芯片2输出的脉冲宽度调制信号的占空比，就可以增大或减小电机驱动电路5输出端电压，从而调节电机1两端电压和转速大小。综上所述，本发明主要是利用主控芯片的程序控制，输出稳定可靠，可广泛应用于汽车电机驱动场合，具有任意档位调整的优点，本发明的闭环控制电机驱动电路与现有技术中的调速电阻调整方式相比，本发明解决了现有技术中只能调整有限的档位而无法实现任意档位的调节的问题，而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种闭环控制电机驱动电路，用于对连接有主控电源的电机进行闭环控制，其特征在于，所述闭环控制电机驱动电路至少包括主控芯片、积分电路、误差放大器、电机驱动电路、以及分压电路，其中，所述主控芯片通过积分电路连接到误差放大器的反相输入端，用以于所述主控芯片输出脉冲宽度调制信号为所述电机两端控制电压提供控制基准，用于当改变脉冲宽度调制信号的占空比以改变控制基准电压；所述电机的负端连接到电机驱动电路的输出端，同时作为反馈信号通过分压电路及积分电路连接到误差放大器的同相输入端；所述误差放大器的输出通过分压电路连接到电机驱动电路，并通过电机驱动电路控制电机两端的电压进而控制所述电机的转速。
2.根据权利要求1所述的闭环控制电机驱动电路，其特征在于所述电机驱动电路的控制端和输出端跨接有一电容器，用以加大高频负反馈量，进而消除由电机转动造成的高频或音频騷扰。
3.根据权利要求2所述的闭环控制电机驱动电路，其特征在于所述电机驱动电路为大功率晶体管。
4.根据权利要求2所述的闭环控制电机驱动电路，其特征在于所述电机驱动电路为N 沟道大功率MOS管。
5.根据权利要求1所述的闭环控制电机驱动电路，其特征在于所述积分电路包括第一积分电路及第二积分电路。
6.根据权利要求5所述的闭环控制电机驱动电路，其特征在于所述第一积分电路连接所述误差放大器的反相输入端。
7.根据权利要求5所述的闭环控制电机驱动电路，其特征在于所述第二积分电路连接到所述误差放大器的同相输入端。
8.根据权利要求1所述的闭环控制电机驱动电路，其特征在于所述主控芯片为 CPU (Central Processing Unit，中央微处理器)。
9.根据权利要求1所述的闭环控制电机驱动电路，其特征在于所述主控电源为12V 电源。
全文摘要
本发明提供一种闭环控制电机驱动电路，用于对连接有主控电源的电机进行闭环控制，其至少包括主控芯片、积分电路、误差放大器、电机驱动电路、及分压电路，所述主控芯片通过积分电路连接到误差放大器的反相输入端，用以于所述主控芯片输出脉冲宽度调制信号为电机两端控制电压提供控制基准；所述电机的负端连接到电机驱动电路的输出端，同时作为反馈信号通过分压电路及积分电路连接到误差放大器的同相输入端；所述误差放大器的输出通过分压电路连接到电机驱动电路，并通过电机驱动电路控制电机两端的电压进而控制所述电机的转速，进而解决现有技术中只能调整有限的档位而无法实现任意档位的调节的问题。
文档编号H02P7/00GK102163948SQ20101011206
公开日2011年8月24日 申请日期2010年2月23日 优先权日2010年2月23日
发明者彭雄飞, 徐亮 申请人:上海奉天电子有限公司