一种电源端防反接保护的大电流电机驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车电机大电流驱动反接保护以及驱动应用领域，特别是一种电源端防反接保护的大电流电机驱动电路。
【背景技术】
[0002]随着经济的飞速发展，汽车产业逐渐上升为我国经济支柱产业，伴随着现代汽车电子控制技术的快速发展，越来越多的自动变速器的开始涌现，自动变速器的市场占有率也逐步提高；AMT换挡器将汽车运行工况的传感器信号传递给电子控制单元(ECU-Electronic Control Unit)，EQJ经过分析处理，发送PWM指令控制直流电机正转和反转，实现选档电机的角度转动和传动机构的执行；因此行业内不仅对大电流电机驱动电源端防反接保护电路动电路的耐久性、可靠性、稳定性、耐高温环境性能要求严格，同时，解决负载本身输出过流、输出短路、输出开路、ESD带来的问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题为:在电源端增加MOS管，利用P沟道的MOS管实现大电流电机驱动的电源反接保护的同时，使用两个半桥集成芯片组成全桥驱动实现电机大电流的控制，避免输出负载出现输出过流、输出短路、输出开路、ESD带来的问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明采取的技术手段具体为:一种电源端防反接保护的大电流电机驱动电路，包括控制模块、电源模块、电源端反接保护模块、第一半桥驱动模块、第二半桥驱动模块、第一预驱动模块、第二预驱动模块、第一负载诊断模块和第二负载诊断模块;所述电源端反接保护模块包括P沟道MOS管，所述电源模块与P沟道MOS管的源极连接，所述P沟道MOS管的栅极接地，所述P沟道MOS管的漏极与第一半桥驱动模块、第二半桥驱动模块的电源端连接，所述第一半桥驱动模块与第二半桥驱动模块组成H桥驱动模块用于驱动电机，所述控制模块与第一预驱动模块、第二预驱动模块连接，所述第一预驱动模块与第一半桥驱动模块连接，所述第二预驱动模块与第二半桥驱动模块连接，所述第一半桥驱动模块与第一负载诊断模块连接，所述第一负载诊断模块与控制模块连接，所述第二半桥驱动模块与第二负载诊断模块连接，所述第二负载诊断模块与控制模块连接，所述第一半桥驱动模块和第二半桥驱动模块的接地端用于接地。
[0005]本发明中，各功能电路可采用现有相应功能电路形式，驱驱模块可采用现有半桥驱动集成芯片，P沟道MOS管及其周边处理电路为现有技术，本发明基于现有半桥驱动集成芯片应用技术，即通过控制模块经过预驱动模块应用于H桥驱动模块，并实时PID算法输出PWM信号至预驱模块，控制H桥驱动模块以实现电机的正转和反转，控制模块连接至预驱动模块，预驱动模块连接至H桥驱动模块，再由负载诊断模块连接至控制模块，由控制模块通过负载诊断模块实时监控负载的运行状态，一旦负载出现异常，通过控制模块的策略，并及时关闭负载驱动，反馈诊断信息。在应用时，所述电源模块经电源端反接保护模块后给第一半桥驱动模块和第二半桥驱动模块供电。
[0006]进一步地，所述电源端反接保护模块包括高频滤波单元、输入过压保护单元、输出过压保护单元、输出稳压单元、电阻单元和吸收电路单元;所述高频滤波单元与输入过压保护单元连接，所述输入过压保护单元与P沟道MOS管的源极连接，所述吸收电路单元连接在P沟道MOS管的的源极和漏极之间，所述电阻单元一端与P沟道MOS管的栅极连接，其另一端接地，所述输出过压保护单元连接在P沟道MOS管的漏极和栅极之间，所述输出稳压单元与P沟道MOS管的漏极连接。
[0007]进一步地，所述高频滤波单元包括电容C2和电容C5，所述输入过压保护单元包括TVS管TVS2，所述输出过压保护单元包括TVS管TVSl和电容C4，所述输出稳压单元包括电解电容El与电容C3，所述电阻单元包括电阻R2，所述吸收电路单元包括电阻Rl和电容Cl;所述P沟道MOS管的源极与电容C2的一端连接，所述C2的另一端与电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端接地;所述TVS管TVS2的一端与P沟道MOS管的源极连接，另一端接地，所述电阻Rl与电容Cl串联，所述电解电容El与电容C3并联且其一公共端与P沟道MOS管的漏极连接，其另一公共端接地，所述电阻R2与P沟道MOS管的栅极连接，其另一端接地，所述TVS管TVSl和电容C4并联且其一公共端与P沟道MOS管的漏极连接，其另一公共端与P沟道MOS管的栅极连接。
[0008]进一步地，所述第一半桥驱动模块由型号为BTN8962TA的驱动芯片Ul构成，所述第一预驱动模块与驱动芯片Ul的2脚、3脚连接，所述第一负载诊断模块与驱动芯片Ul的5脚、6脚连接，所述电源端反接保护模块与驱动芯片Ul的7脚连接;所述第二半桥驱动模块由型号为BTN8962TA的驱动芯片U2构成，所述第二预驱动模块与驱动芯片U2的2脚、3脚连接，所述第二负载诊断模块与驱动芯片U2的5脚、6脚连接，所述电源端反接保护模块与驱动芯片U2的7脚连接;所述驱动芯片Ul的4脚和驱动芯片U2的4脚用于驱动电机。
[0009]进一步地，所述第一半桥驱动模块还包括电阻R9、电容C12、电容C6、电容C9和电容Cll，所述电阻R9的一端与驱动芯片Ul的4脚连接，其另一端与电容C12的一端连接，所述电容C12的另一端与电容C11的一端连接且接地，所述电容Cll的另一端与电容C9的一端连接，所述电容C9的另一端与驱动芯片Ul的7脚连接;所述第一半桥驱动模块还包括电阻RlO、电容C13、电容C7、电容ClO和电容C8，所述电阻RlO的一端与驱动芯片U2的4脚连接，其另一端与电容C13的一端连接，所述电容C13的另一端与电容ClO的一端连接且接地，所述电容Cl O的另一端与电容C8的一端连接，所述电容C8的另一端与驱动芯片U2的7脚连接。
[0010]进一步地，所述第一预驱动模块包括电阻R3、电阻R5和电阻R7，所述电阻R5—端连接与控制模块、电阻R3—端连接，所述电阻R5的另一端与驱动芯片Ul的3脚连接，所述电阻R3另一端接地，所述电阻R7的一端与控制模块连接，其另一端与驱动芯片Ul的2脚连接;所述第二预驱动模块包括电阻R4、电阻R6和电阻R8，所述电阻R6—端连接与控制模块、电阻R4一端连接，所述电阻R6的另一端与驱动芯片U2的3脚连接，所述电阻R4另一端接地，所述电阻R8的一端与控制模块连接，其另一端与驱动芯片U2的2脚连接。
[0011]进一步地，所述第一负载诊断模块包括电阻Rll和电阻R12;所述驱动芯片Ul的6脚与控制模块连接，所述电阻Rl I的一端与驱动芯片Ul的6脚连接，其另一端与电阻R12的一端连接且接地，所述电阻R12的另一端与驱动芯片Ul的5脚连接;所述第二负载诊断模块包括电阻R13和电阻R14;所述驱动芯片U2的6脚与控制模块连接，所述电阻R13的一端与驱动芯片U2的6脚连接，其另一端与电阻R14的一端连接且接地，所述电阻R14的另一端与驱动芯片U2的5脚连接。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:当大电流电机驱动电路电源端和接地端出现电源反接时，P沟道的MOS管处于截止状态，实现H桥驱动模块电机驱动反接保护，避免了电路回路的烧毁；当大电流电机驱动电路的负载开路时，控制模块通过负载诊断模块，监控负载的电流状态，识别负载是否开路，实现负载的开路诊断；当大电流电机驱动电路输出过流时，控制模块通过负载诊断模块，监控负载的电流状态，识别负