一种直流电机驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种直流电机驱动电路，包括第一开关组以及第二开关组，第一开关组包括第一开关管以及第四开关管，第二开关组包括第二开关管以及第三开关管。其中，第一开关管的输入端以及第二开关管的输入端均与电源正极相连，第一开关管的输出端分别与直流电机的第一端以及第三开关管的输入端相连，第二开关管的输出端分别与直流电机的第二端以及第四开关管的输入端相连，第三开关管的输出端以及第四开关管的输出端均接地。可见，本申请提供的驱动电路采用功率MOSFET，能够承载较大的驱动电流，输入阻抗大、开关速度快、无二次击穿现象，解决了现有技术中驱动电路驱动能力小、烧毁三极管的问题。
【专利说明】一种直流电机驱动电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及机电控制【技术领域】，更具体的说，是涉及一种直流电机驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前，直流电机驱动电路通常由两组三极管以及一个直流电机构成，其中，每组三极管包括两个三极管，第一组三极管与直流电机构成正转回路，第二组三极管与直流电机构成反转回路。
[0003]当需要控制直流电机正转时，导通第一组三极管，使电流从电源正极依次从三极管以及直流电机流过。同样，当需要控制直流电机反转时，导通第二组三极管即可。
[0004]但，发明人发现，上述直流电机驱动电路的驱动能力有限，只能驱动小型的电机，当电流较大时，会烧毁三极管甚至整个驱动电路。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种直流电机驱动电路，以克服现有技术中驱动电路驱动能力小、烧毁三极管的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]一种直流电机驱动电路，包括第一开关组以及第二开关组，所述第一开关组包括第一开关管以及第四开关管，所述第二开关组包括第二开关管以及第三开关管；
[0008]所述第一开关管的输入端以及所述第二开关管的输入端均与电源正极相连，所述第一开关管的输出端分别与直流电机的第一端以及所述第三开关管的输入端相连，所述第二开关管的输出端分别与直流电机的第二端以及所述第四开关管的输入端相连，所述第三开关管的输出端以及所述第四开关管的输出端均接地。
[0009]优选的，每个所述开关管并联有一个续流二极管。
[0010]优选的，所述开关管为~沟道型功率10--丁。
[0011]优选的，还包括使所述第一开关组与所述第二开关组互锁控制的控制电路。
[0012]优选的，所述控制电路包括:第一与非门、第二与非门以及第三与非门；
[0013]所述第一与非门的两个输入端与所述第二与非门的两个输入端相连，作为所述控制电路的方向控制端；
[0014]所述第一与非门的输出端作为所述控制电路的第一使能端；
[0015]所述第二与非门的输出端与所述第三与非门的两个输入端相连，所述第三与非门的输出端作为所述控制电路的第二使能端。
[0016]优选的，还包括升压电路，所述升压电路包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一电感、第一稳压二极管、第一电解电容、第二点解电容以及微控制器；
[0017]所述第一电阻的第一端分别与所述第一电解电容的正极以及所述微控制器的乂―端相连，且作为所述升压电路的输入端；
[0018]所述第一电阻的第二端分别与所述第一电感的第一端、所述第二电阻的第一端以及所述微控制器的18端相连；
[0019]所述第二电阻的第二端与所述微控制器的如端相连；
[0020]所述第一电感的第二端分别与所述第一稳压二极管的阳极以及所述微控制器的10端相连；
[0021]所述第一稳压二极管的阴极分别与所述第三电阻的第一端、所述第二点解电容的阳极以及所述第四电阻的第一端相连，且作为所述升压电路的输出端；
[0022]所述第三电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端以及所述微控制器的0端相连；
[0023]所述第一电容的第一端与所述微控制器的端相连；
[0024]所述第四电阻的第二端、所述第四电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述微控制器的端、所述微控制器的I。端以及所述第一点解电容的阴极均接地。
[0025]优选的，所述升压电路为1/1X8727218升压芯片。
[0026]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种直流电机驱动电路，包括第一开关组以及第二开关组，第一开关组包括第一开关管以及第四开关管，第二开关组包括第二开关管以及第三开关管。其中，第一开关管的输入端以及第二开关管的输入端均与电源正极相连，第一开关管的输出端分别与直流电机的第一端以及第三开关管的输入端相连，第二开关管的输出端分别与直流电机的第二端以及第四开关管的输入端相连，第三开关管的输出端以及第四开关管的输出端均接地。当第一开关组导通、第二开关组关断时，电机正转；当第一开关组关断、第二开关组导通时，电机反转。本申请提供的驱动电路采用功率皿'，能够承载较大的驱动电流，输入阻抗大、开关速度快、无二次击穿现象，解决了现有技术中驱动电路驱动能力小、烧毁三极管的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0028]图1为本发明实施例提供的一种直流电机驱动电路的电路图；
[0029]图2为本发明实施例提供的另一种直流电机驱动电路的电路图；
[0030]图3为本发明实施例提供的一种延时电路的电路图；
[0031]图4为本发明实施例提供的延时电路的控制时序图；
[0032]图5为本发明实施例提供的一种升压电路的电路图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]请参阅附图1，为本发明提供的一种直流电机驱动电路，包括第一开关组以及第二开关组。其中，第一开关组包括第一开关管以及第四开关管04，第二开关组包括第三开关管03以及第二开关管02。
[0035]其连接关系为:
[0036]第一开关管的输入端以及第二开关管的输入端均与电源正极相连，第一开关管的输出端分别与直流电机的第一端以及第三开关管的输入端相连，第二开关管的输出端分别与直流电机的第二端以及第四开关管的输入端相连，第三开关管的输出端以及第四开关管的输出端均接地。
[0037]其工作原理为:
[0038]第一开关组导通时，第二开关组闭合，此时，电流从电源正极的7.处，流经第一开关管的漏极和源极后，流经直流电机，再通过第二开关管04流到地，实现直流电机1的正向转动。
[0039]同理，当第二开关组导通时，第一开关组闭合，此时，电流从电源正极的7.27处，流经第四开关管03的漏极和源极后，流经直流电机，再通过第三开关管03流到地，实现直流电机1的反向转动。
[0040]由于本实施例采用开关管为103管，其压控元件，具有输入阻抗大、开关速度快、无二次击穿现象等特点，满足高速开关动作需求，使得整个驱动电路具备较好的性能和较高的可靠性，并具有较大的驱动电流。解决了现有技术中驱动电路驱动能力小、烧毁三极管的问题。
[0041]具体的，电源可以采用7.27^流电源，开关管可以为~沟道型功率如1^3205,内阻仅仅为811^，当然，本发明并不限定功率10--了的型号。
[0042]除此，发明人为了解决电机会发热烧毁的问题，还在每个所述开关管并联有一个续流二极管，如图2所示。当电机正常运行时，驱动电流通过开关组流过电机。当电机处于制动状态时，电机工作在发电状态，此时转子电流可以通过续流二极管流通，进而从根源上减少了电机发热，减少了电机因发热而烧毁的几率。
[0043]在实际电路中，直流电机会不断的在正转和反转之间切换。所以，就要求第一开关组与所述第二开关组互锁控制，即两个开关组的控制信号需要完全互补，但是由于实际的开关器件都存在导通和关断时间，绝对的互补控制逻辑会导致因未及时关断而产生的电路短路。为了避免直通短路且保证各个开关管动作的协同性和同步性，本实施例采用两组控制信号互为倒相，且相差一个足够长的死区时间。这个校正过程既可通过硬件实现，即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时，也可通过软件实现，即在状态之前加入适当的延时时间，一般118级单位的延时即可达到效果。
[0044]具体的，当采用硬件实现是，为在上述驱动电路的基础上，增加一控制电路，如图3所不，该控制电路包括:第一与非门I1、第二与非门12以及第三与非门13。
[0045]其连接关系为:
[0046]第一与非门的两个输入端与第二与非门的两个输入端相连，作为控制电路的方向控制端；
[0047]第一与非门的输出端作为控制电路的第一使能端；
[0048]第二与非门的输出端与第三与非门的两个输入端相连,第三与非门的输出端作为控制电路的第二使能端。
[0049]其控制时序如图4所示，保证了第一开关组和第二开关组不同时导通和关断。
[0050]除此，发明人为了增加电源的转换效率，还设置有升压电路，如图5所示，该升压电路包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一电感、第一稳压二极管、第一电解电容、第二点解电容以及微控制器；
[0051]第一电阻的第一端分别与第一电解电容的正极以及微控制器的乂―端相连，且作为升压电路的输入端；
[0052]第一电阻的第二端分别与第一电感的第一端、第二电阻的第一端以及微控制器的18端相连；
[0053]第二电阻的第二端与微控制器的如端相连；
[0054]第一电感的第二端分别与第一稳压二极管的阳极以及微控制器的化端相连；
[0055]第一稳压二极管的阴极分别与第三电阻的第一端、第二点解电容的阳极以及第四电阻的第一端相连，且作为升压电路的输出端；
[0056]第三电阻的第二端分别与第五电阻的第一端以及微控制器的0端相连；
[0057]第一电容的第一端与微控制器的端相连；
[0058]第四电阻的第二端、第四电阻的第二端、第一电容的第二端、微控制器的端、微控制器的I。端以及第一点解电容的阴极均接地。
[0059]具体的，结合图2，假设第一开关组导通，电机开始转动后，大部分电源电压都降落在电机两端，即10八约等于7.27，108约等于价。如果用逻辑电源〖V或者本身电源7.2乂来驱动的极。第一开关管的%电压接近07，01没有完全导通，所以采用图5中的升压电路，在电源电压7.2乂的基础上升压到12乂，用12乂供电给驱动芯片182104，使得的103？价沟道完全打开，增加驱动能力。
[0060]除此，本实施例除了使用升压电路外，还可以采用1/1X8727218升压芯片代替上述升压电路，当然，其他形式的升压电路或者升压芯片均可，在此不一一描述。
[0061]综上所述:本发明提供了一种直流电机驱动电路，包括第一开关组以及第二开关组，第一开关组包括第一开关管以及第四开关管，第二开关组包括第三开关管以及第二开关管。其中，第一开关管的输入端以及第二开关管的输入端均与电源正极相连，第一开关管的输出端分别与直流电机的第一端以及第三开关管的输入端相连，第二开关管的输出端分别与直流电机的第二端以及第四开关管的输入端相连，第三开关管的输出端以及第四开关管的输出端均接地。可见，本申请提供的驱动电路采用功率能够承载较大的驱动电流，输入阻抗大、开关速度快、无二次击穿现象，解决了现有技术中驱动电路驱动能力小、烧毁三极管的问题。
[0062]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0063]对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种直流电机驱动电路，其特征在于，包括第一开关组以及第二开关组，所述第一开关组包括第一开关管以及第四开关管，所述第二开关组包括第二开关管以及第三开关管； 所述第一开关管的输入端以及所述第二开关管的输入端均与电源正极相连，所述第一开关管的输出端分别与直流电机的第一端以及所述第三开关管的输入端相连，所述第二开关管的输出端分别与所述直流电机的第二端以及所述第四开关管的输入端相连，所述第三开关管的输出端以及所述第四开关管的输出端均接地。
2.根据权利要求1所述的直流电机驱动电路，其特征在于，每个所述开关管并联有一个续流二极管。
3.根据权利要求1所述的直流电机驱动电路，其特征在于，所述开关管为N沟道型功率MOSFET。
4.根据权利要求1所述的直流电机驱动电路，其特征在于，还包括使所述第一开关组与所述第二开关组互锁控制的控制电路。
5.根据权利要求4所述的直流电机驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括:第一与非门、第二与非门以及第三与非门； 所述第一与非门的两个输入端与所述第二与非门的两个输入端相连，作为所述控制电路的方向控制端； 所述第一与非门的输出端作为所述控制电路的第一使能端； 所述第二与非门的输出端与所述第三与非门的两个输入端相连，所述第三与非门的输出端作为所述控制电路的第二使能端。
6.根据权利要求1所述的直流电机驱动电路，其特征在于，还包括升压电路，所述升压电路包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一电感、第一稳压二极管、第一电解电容、第二点解电容以及微控制器； 所述第一电阻的第一端分别与所述第一电解电容的正极以及所述微控制器的V+端相连，且作为所述升压电路的输入端； 所述第一电阻的第二端分别与所述第一电感的第一端、所述第二电阻的第一端以及所述微控制器的Is端相连； 所述第二电阻的第二端与所述微控制器的Qc端相连； 所述第一电感的第二端分别与所述第一稳压二极管的阳极以及所述微控制器的Tc端相连； 所述第一稳压二极管的阴极分别与所述第三电阻的第一端、所述第二点解电容的阳极以及所述第四电阻的第一端相连，且作为所述升压电路的输出端； 所述第三电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端以及所述微控制器的C-端相连； 所述第一电容的第一端与所述微控制器的CT端相连； 所述第四电阻的第二端、所述第四电阻的第二端、所述第一电容的第二端、所述微控制器的GND端、所述微控制器的Tc端以及所述第一点解电容的阴极均接地。
7.根据权利要求6所述的直流电机驱动电路，其特征在于，所述升压电路为MAX8727ETB升压芯片。
【文档编号】H02P1/22GK104333266SQ201410720587
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】敖小强, 梁学军 申请人:北京雪迪龙科技股份有限公司