直流马达驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种直流马达驱动电路，其驱动级电路包含由两组同极的场效电晶体并联组成的H桥接电路，在两组场效电晶体分别在后端连接直流马达的正极与负极，各组场效电晶体与倍压电路的输出端间连接一双极性电晶体，两双极性电晶体分别由一微处理器控制在一开一关的状态;输入电源经过稳压电路、无稳态震荡器及倍压电路后，可将电源的电压提升至少两倍，以此升压后的电源通过双极性电晶体的开关控制场效电晶体，而使直流马达正转或逆转。
【专利说明】直流马达驱动电路
【技术领域】
[0001]本发明有关一种直流马达驱动电路，尤指一种控制直流马达正反转的驱动电路。
【背景技术】
[0002]如图2所示，为一种常用的直流马达驱动电路，于此直流马达驱动电路的回路中，设置两机械式的继电器91，通过该两继电器91的开关控制，而使电源在直流马达的正负两极间切换，达到直流马达的正反转控制。然而，由于继电器91为机械式构造，故于开关时易产生火花而造成干扰，且接点容易烧熔而寿命较短，并具有开关速度慢及体积较大的缺点。
[0003]如图3所示，为另一种常用的直流马达驱动电路，于此直流马达驱动电路的回路中，设置四颗场效电晶体92 (场效应管)形成H桥接电路，其中两颗为P-type (P型)，而另外两颗为N-type (N型)，此四颗场效电晶体92通过导通与否的输入控制，达到直流马达的正反转控制。然而，在该四颗场效电晶体92中，分别使用P-type与N_type的场效电晶体，不同极的场效电晶体具有特性必须区配的问题，且P-type的场效电晶体通常比N-type的场效电晶体昂贵。
[0004]如图4所示，为又一种常用的直流马达驱动电路，由一驱动晶片93与H桥接电路94的搭配，通过该驱动晶片93控制该H桥接电路94，进而达到直流马达的正反转控制。然而，利用驱动晶片93作为控制元件，除了驱动晶片93价格昂贵的问题外，驱动晶片93与H桥接电路94分别需要一组电源，造成电源供给上的麻烦。
[0005]如图5所示，为再一种常用的直流马达驱动电路，是一整合式驱动晶片95，在此整合式驱动晶片95中包含四颗场效电晶体96，通过该场效电晶体96的控制，达到直流马达的正反转控制。然而，利用整合式驱动晶片95作为控制元件者，此整合式驱动晶片95同样具有价格昂贵的问题外，也需有两组电源输入，除了造成电源供给上的麻烦外，驱动电流通常有不足的问题。
[0006]因此，如何解决上述常用直流马达驱动电路的问题，即为本发明的主肖重点所在。
【发明内容】
[0007]本发明的主要目的，在于解决上述的问题而提供一种直流马达驱动电路，采用以同极的四颗场效电晶体组成H桥接电路，并通过稳压电路、无稳态震荡电路及倍压电路驱动直流马达正反转，具有切换速度快、寿命长、成本低且可靠度高的优势，且仅需单一电源即可提供驱动电路中的所有被动元件及场效电晶体驱动电源，由两双极性电晶体即可达到直流马达正反转的控制，以此提升直流马达驱动电路的品质。
[0008]为达前述目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]直流马达驱动电路，用以驱动直流马达的正反转，其被动元件以一第一电源输入提供，包括
[0010]—稳压电路，与第一电源连接，于第一电源输入后以一稳定电压的第二电源输出；
[0011]—无稳态震荡器，与该稳压电路连接，可选择高态或低态输出，于输出高态时以该第二电源输出；
[0012]一倍压电路，连接于该第一电源与该无稳态震荡器之间，供该第一电源与该无稳态震荡器于高态时输出的第二电源相加，且于输出端输出一电压至少为该第二电源两倍的第三电源；
[0013]一驱动级电路，包含一 H桥接电路，此H桥接电路是由两组同极的场效电晶体并联构成，各组场效电晶体是以两颗同极的场效电晶体相互串联，该两组场效电晶体分别在后端连接直流马达的正极与负极，各组场效电晶体的前端与该输出端的后端之间连接一双极性电晶体，此两双极性电晶体分别由一微处理器控制在一开一关的状态，前端的双极性电晶体状态为开的场效电晶体为接通，前端的双极性电晶体状态为关的场效电晶体为不接通，且由微处理器控制两双极性电晶体的开关状态互换，控制第一电源由直流马达的正极通往负极使直流马达正转，或由直流马达的负极通往正极使直流马达逆转。
[0014]进一步地，
[0015]所述四颗同极的场效电晶体皆为N-type场效电晶体。
[0016]本发明的优点在于:
[0017]本发明的直流马达驱动电路，采用以同极的四颗场效电晶体组成H桥接电路，并通过稳压电路、无稳态震荡电路及倍压电路驱动直流马达正反转，具有切换速度快、寿命长、成本低且可靠度高的优势，且仅需单一电源即可提供驱动电路中的所有被动元件及场效电晶体驱动电源，由两双极性电晶体即可达到直流马达正反转的控制，以此提升直流马达驱动电路的品质。
[0018]本发明的上述及其他目的与优点，不难从下述所选用实施例的详细说明与附图中，获得深入了解。
[0019]当然，本发明在某些另件上，或另件的安排上容许有所不同，但所选用的实施例，则于本说明书中，予以详细说明，并于附图中展示其构造。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明的直流马达驱动电路图。
[0021]图2是常用以机械式继电器作为直流马达正反转切换的直流马达驱动电路图。
[0022]图3是常用以不同极的场效电晶体作为直流马达正反转切换的直流马达驱动电路图。
[0023]图4是常用以驱动晶片搭配H桥接电路作为直流马达正反转切换的直流马达驱动电路图。
[0024]图5是常用以整合式驱动晶片搭配场效电晶体作为直流马达正反转切换的直流马达驱动电路图。
【具体实施方式】
[0025]请参阅图1，图中所示为本发明所选用的实施例结构，此仅供说明之用，在专利申请上并不受此种结构的限制。
[0026]本实施例提供一种直流马达驱动电路，用以驱动直流马达的正反转，其被动元件是以一第一电源A输入提供,如图1所不，包括一稳压电路1、一无稳态震荡器2、一倍压电路3及一驱动级电路4，其中:
[0027]如图1所不的稳压电路I，其与第一电源A连接,于第一电源A输入后以一第二电源B输出。
[0028]如图1所示的无稳态震荡器2，与稳压电路I连接，可选择高态或低态输出，于输出高态时以第二电源B输出。该无稳态震荡器2，也可称为NE555震荡器，输出高态时，由编号为3的接脚输出第二电源B。
[0029]如图1所示的倍压电路3，连接于第一电源A与无稳态震荡器2之间，供第一电源A与无稳态震荡器2于高态时输出的第二电源B相加,且于输出端31输出一第三电源C,此第三电源C的电压于本实施例中为第二电源B的两倍。于本实施例中，第一电源A在输入倍压电路3，且无稳态震荡器2于高态输出第二电源B时，电容C5处的电压即为第三电源C的电压，可由图中Vmult接点测得。
[0030]如图1所示的驱动级电路4，包含一 H桥接电路41，此H桥接电路41是由两组同极的场效电晶体并联构成，其中一组场效电晶体是以两颗同极的场效电晶体411、412相互串联，另一组场效电晶体是以两颗同极的场效电晶体413、414相互串联，该两组场效电晶体分别在后端连接直流马达的正极42与负极43，各组场效电晶体的前端与该输出端31的后端之间连接一双极性电晶体44,此两双极性电晶体44分别由一微处理器45、46控制在一开一关的状态，前端的双极性电晶体44状态为开的场效电晶体为接通，前端的双极性电晶体状态为关的场效电晶体为不接通，且由微处理器45、46控制两双极性电晶体的开关状态互换，进而控制第三电源C是否导通场效电晶体，如此才可控制第一电源A由直流马达的正极42通往负极43使直流马达正转，或由直流马达的负极43通往正极42使直流马达逆转。
[0031]举例而言，欲使直流马达正转时，由微处理器45(图中标示为Ml处)输出高态(H),此时双极性电晶体44(图中标示为Q2处)导通使图中标示Vl处的电压为0V,使得场效电晶体411 (图中标示为M0S1)不导通,但场效电晶体412(图中标示为M0S2)导通；同时，微处理器46 (图中标不为Mlbar处)输出低态(L),另一双极性电晶体44 (图中标不为Q3)不导通，使图中标示V2处的电压稳压(即第三电源C持续供电)，而使得场效电晶体413(图中标示为M0S3)导通，但场效电晶体414(图中标示为M0S4)不导通，此时第一电源A如虚线由正极42通往负极43，使得直流马达正转。
[0032]反之，欲使直流马达逆转时，由微处理器45(图中标示为Ml处)输出低态(L)，此时双极性电晶体44(图中标示为Q2处)不导通使图中标示Vl处的电压为稳态(即第三电源C持续供电)，使得场效电晶体411 (图中标示为M0S1)导通，但场效电晶体412(图中标不为M052)不导通；同时,微处理器46 (图中标不为Mlbar处)输出高态(H)，另一双极性电晶体44 (图中标示为Q3)导通,使图中标示V2处为0V,而使得场效电晶体413 (图中标示为M0S3)不导通，但场效电晶体414 (图中标示为M0S4)导通，此时第一电源A如实虚线由负极43通往正极42，使得直流马达逆转。
[0033]由上述的说明不难发现本发明的优点，在于:
[0034]1、相较于常用以继电器组成的直流马达驱动电路而言，由于排除了机械式继电器的设计，因此能具有切换速度快、寿命长的优点。
[0035]2、相较于常用以两颗N-type的场效电晶体及两颗P_type的场效电晶体组成的H桥接电路而言，虽本发明仍以场效电晶体为H桥接电路41的构成元件，但本发明中是以同极的场效电晶体，故无特性须匹配的问题。此外，由于P-type的场效电晶体较N-type的场效电晶体的价格贵，若四个同极的场效电晶体皆为N-type，便能达到成本降低的功效。
[0036]3、相较于已知以驱动晶片或整合式驱动晶片作为直流马达驱动电路，本发明仅须一输入电源即可供应被动元件及驱动直流马达运转，无须两组电源，且通过微处理器45、46的两个控制输入即可控制H桥接电路41的场效电晶体的开关状态切换，使直流马达的驱动电路更为简化，且配合上述1、2两点，可增进直流马达驱动电路的品质。
[0037]以上所述实施例的揭示用以说明本发明，并非用以限制本发明，故举凡数值的变更或等效元件的置换仍应隶属本发明的保护范畴。
[0038]由以上详细说明，可使本领域技术人员明了本发明的确可达成前述目的，实已符合专利法的规定，所以提出专利申请。
【权利要求】
1.直流马达驱动电路，用以驱动直流马达的正反转，其被动元件以一第一电源输入提供，其特征在于，包括: 一稳压电路，与该第一电源连接，于第一电源输入后以一稳定电压的第二电源输出； 一无稳态震荡器，与该稳压电路连接，可选择高态或低态输出，于输出高态时以该第二电源输出； 一倍压电路，连接于该第一电源与该无稳态震荡器之间，供该第一电源与该无稳态震荡器于高态时输出的第二电源相加，且于输出端输出一电压至少为该第二电源两倍的第三电源； 一驱动级电路，包含一 H桥接电路，此H桥接电路是由两组同极的场效电晶体并联构成，各组场效电晶体以两颗同极的场效电晶体相互串联，该两组场效电晶体分别在后端连接直流马达的正极与负极，各组场效电晶体的前端与该输出端的后端之间连接一双极性电晶体，此两双极性电晶体分别由一微处理器控制在一开一关的状态，前端的双极性电晶体状态为开的场效电晶体为接通，前端的双极性电晶体状态为关的场效电晶体为不接通，且由微处理器控制两双极性电晶体的开关状态互换，进而控制该第三电源导通各场效电晶体，以此控制该第一电源由直流马达的正极通往负极使直流马达正转，或由直流马达的负极通往正极使直流马达逆转。
2.依权利要求1所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述四颗同极的场效电晶体皆为N-type场效电晶体。
【文档编号】H02P1/22GK104467548SQ201310429785
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】蔡仓轩, 江伟筠 申请人:大银微系统股份有限公司