一种地线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，特别是一种地线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:在地线端增加MOS管，利用N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:一种地线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、地线端反接保护模块、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;所述地线端反接保护模块包括分压电路单元和N沟道MOS管，所述电源模块与分压电路单元连接，所述分压电路单元与N沟道MOS管的栅极连接且给N沟道MOS管的栅极提供控制电压，所述N沟道MOS管的源极接地，所述N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接地端连接，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，所述电源模块与第一半桥驱动模块、第二半桥驱动模块的电源输入端连接，所述控制模块与与第一预驱动模块、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。
[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，N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，所述电源模块经输入电源滤波稳压保护模块后给地线端反接保护模块、第一半桥驱动模块和第二半桥驱动模块供电。
[0006]进一步地，所述地线端反接保护模块还包括滤波过压保护电路单元、TVS管TVS2和吸收电路单元，所述滤波过压保护电路单元包括电容C13和TVS管TVS3，所述吸收电路包括电阻R13和电容C14，所述分压电路单元包括电阻R14和电阻R15，所述电阻R14的一端与电源模块连接，其另一端与电阻Rl 5—端、N沟道MOS管的栅极连接，所述电阻Rl 5另一端与N沟道MOS管的源极连接且接地，所述电容C13和TVS管TVS3并联且其一公共端与N沟道MOS管的栅极连接，其另一公共端与N沟道MOS管的源极连接，所述TVS管TVS2—端与N沟道MOS管的栅极连接，其另一端与N沟道MOS管的漏极连接，所述电阻Rl 3的一端与N沟道MOS管的漏极连接，其另一端与电容C14 一端连接，所述电容C14另一端与N沟道MOS管的的源极连接。
[0007]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，所述电源模块与驱动芯片Ul的7脚连接，所述驱动芯片Ul的I脚与N沟道MOS管的漏极连接;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1]2的5脚、6脚连接，所述电源模块与驱动芯片U2的7脚连接，所述驱动芯片U2的I脚与N沟道MOS管的漏极连接;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。
[0008]进一步地，所述第一半桥驱动模块还包括电阻R7、电容Cll、电容C5、电容C8和电容ClO，所述电阻R7的一端与驱动芯片Ul的4脚连接，其另一端与电容Cll的一端连接，所述电容Cll的另一端与电容ClO的一端连接后再与N沟道MOS管的漏极连接，所述电容ClO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Ul的7脚连接，所述电容C5的一端与驱动芯片Ul的7脚连接，其另一端与N沟道MOS管的漏极连接;所述第一半桥驱动模块还包括电阻R8、电容C12、电容C9、电容C7和电容C6，所述电阻R8的一端与驱动芯片U2的4脚连接，其另一端与电容Cl 2的一端连接，所述电容Cl 2的另一端与电容C9的一端连接后再与N沟道MOS管的漏极连接，所述电容C9的另一端与电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端与驱动芯片U2的7脚连接，所述电容C6的一端与驱动芯片U2的7脚连接，其另一端与N沟道MOS管的漏极连接。
[0009]进一步地，所述第一预驱动模块包括电阻R1、电阻R3和电阻R5，所述电阻R3—端连接与控制模块、电阻Rl—端连接，所述电阻R3的另一端与驱动芯片Ul的3脚连接，所述电阻Rl另一端接地，所述电阻R5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R2、电阻R4和电阻R6，所述电阻R4—端连接与控制模块、电阻R2一端连接，所述电阻R4的另一端与驱动芯片U2的3脚连接，所述电阻R2另一端接地，所述电阻R6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。
[0010]进一步地，所述第一负载诊断模块包括电阻R9和电阻R10;所述驱动芯片Ul的6脚与控制模块连接，所述电阻R9的一端与驱动芯片Ul的6脚连接，其另一端与电阻RlO的一端连接且接地，所述电阻RlO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Rll和电阻R12;所述驱动芯片U2的6脚与控制模块连接，所述电阻Rll的一端与驱动芯片U2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U2的5脚连接。
[0011]进一步地，还包括输入电源滤波稳压保护模块，所述输入电源滤波稳压保护模块包括高频滤波单元、过压保护单元和稳压单元，所述高频滤波单元、过压保护单元和稳压单元依次串联;所述电源模块经输入电源滤波稳压保护模块后给地线端反接保护模块、第一半桥驱动模块和第二半桥驱动模块供电。
[0012]进一步地，所述高频滤波单元包括电容Cl和电容C3;所述过压保护单元包括TVS管TVSl ；所述稳压单元包括电解电容El、电容C2和电容C4；所述电容Cl的一端与TVS管TVSl的一端连接，所述TVS管TVSI的另一端接地，所述电容CI的另一端与电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端接地，所述电解电容E1、电容C2和电容C4并联且其一公共端与电容Cl的一端连接，其另一公共端接地。
[0013]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，N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，识别负载