一种小功率电机驱动控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种小功率电机驱动控制电路，包括单片机、驱动芯片和外围电路，单片机的信号端与驱动芯片的信号端连接，驱动芯片的驱动信号端通过外围电路与驱动电机连接，驱动芯片包括驱动通道A、驱动通道B、驱动通道C、驱动通道D和保护通道E，外围电路包括外围电路A、外围电路B、外围电路C、外围电路D和外围电路E，驱动电机包括电机1和电机2，驱动通道A和驱动通道B构成全H桥电路驱动电机1，驱动通道C和驱动通道D构成全H桥电路驱动电机2。本实用新型采用高度集成了小机电驱动芯片DRV8432，并通过外围电路实现电机驱动，简化了电路，提升了设备的可靠性，具备过流过压保护、过温保护和死区保护，峰值过载能力较强。
【专利说明】
一种小功率电机驱动控制电路
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种驱动电路，尤其涉及一种小功率电机驱动控制电路。
【背景技术】
[0002]传统的小电机驱动电路一般包括两种结构:
[0003]采用功率运放和保护电路组成，该结构的存在功率运放较为昂贵；功率运放自身在换向或紧急制动时，没有死区时间设置;功率运放自身没有过压，过温保护，实现这些功能需要外接保护电路;瞬时峰值超载能力较弱等缺点。
[0004]采用单独的Mos管或IGBT构成的H桥和保护电路组成；该结构存在的缺点为:器件自身无死区调节，需要另外设计逻辑电路作死区保护;器件自身无过温，过压，过流保护，需要另外设计保护电路;Mos管或IGBT管的控制端需要较为复杂的外围驱动电路来驱动;Mos管或IGBT组成的H桥，其中每路上桥臂都必须是独立供电的驱动电路来驱动Mos管或IGBT的控制端，所以每个上桥臂都需要一个独立的隔离电源。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种小功率电机驱动控制电路。
[0006]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
[0007]—种小功率电机驱动控制电路，包括单片机、驱动芯片和外围电路，所述单片机的信号端与所述驱动芯片的信号端连接，所述驱动芯片的驱动信号端通过所述外围电路与驱动电机连接，所述驱动芯片包括驱动通道A、驱动通道B、驱动通道C、驱动通道D和保护通道E，所述外围电路包括外围电路A、外围电路B、外围电路C、外围电路D和外围电路E，所述驱动电机包括电机I和电机2，所述驱动通道A与所述外围电路A连接、所述驱动通道B和所述外围电路B连接，且构成全H桥电路驱动所述电机I，所述驱动通道C与所述外围电路C连接、所述驱动通道D和所述外围电路D连接，且构成全H桥电路驱动所述电机2。
[0008]具体地，所述驱动芯片的型号为DRV8432，所述驱动通道A、所述驱动通道B、所述驱动通道C和所述驱动通道D内均设置有MOS管、MOS管驱动电路和死区保护电路，所述驱动通道A与所述单片机的PWMA端连接，所述驱动通道B与所述单片机的PWMB端连接，所述驱动通道C与所述单片机的PffMC端连接，所述驱动通槽D与所述单片机的PffMD端连接。
[0009]具体地，所述外围电路E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、第二电容和第三电容，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端、所述保护通道的AGND端和所述第一电容的第一端连接并接地，所述第一电容的第二端分别与所述保护通道E的VREG端和所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述保护通道E的Ml端连接，所述第四电阻和所述第五电阻分别与所述保护通道E的M2端和M3端串联后接地，所述第一电阻的第二端与所述保护通道E的0C_ADJ端连接，所述第二电阻的第二端分别与所述保护通道E的GND端、所述第二电容的第一端和所述第三电容的第一端连接，所述保护通道E的VDD端分别与所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端连接并接V12电压，所述保护通道E的FAULT端和OTW端分别与所述单片机的输入口 103和104连接，所述保护通道E的Reset⑶端和ResetAB端分别与所述单片机的输出口 1l和102连接。
[0010]具体地，所述外围电路A包括第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管和第二二极管，所述第四电容的第一端与所述外围电路A连接后接12V电压，所述第四电容的第二端与所述第六电容的第一端连接，所述第六电容的第二端分别与所述外围电路A中的MOS管的漏极和所述第一二极管的负极连接，所述第一二极管的正极分别与所述第二二极管的负极和第七电容的第一端连接，所述第二二极管的正极接地，所述第七电容的第二端与所述外围电路A中的MOS管的栅极连接和所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述MOS管的输出端连接后为所述外围电路A的输出端。
[0011]具体地，所述外围电路B、所述外围电路C、所述外围电路D的结构均与所述外围电路A的结构相同，且所述外围电路A的输出端和所述外围电路B的输出端均与所述电机I连接，所述外围电路C的输出端和所述外围电路D的输出端与所述电机2连接。
[0012]本实用新型的有益效果在于:
[0013]本实用新型一种小功率电机驱动控制电路采用高度集成了小机电驱动芯片DRV8432，并通过外围电路实现电机驱动，简化了电路，提升了设备的可靠性，具备过流过压保护、过温保护和死区保护，峰值过载能力较强。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型所述一种小功率电机驱动控制电路的结构框图；
[0015]图2是本实用新型所述外围电路E的结构不意图；
[0016]图3是本实用新型所述外围电路A的结构不意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0018]如图1所示，本实用新型一种小功率电机驱动控制电路，包括单片机、驱动芯片和外围电路，单片机的信号端与驱动芯片的信号端连接，驱动芯片的驱动信号端通过外围电路与驱动电机连接，驱动芯片包括驱动通道A、驱动通道B、驱动通道C、驱动通道D和保护通道E，外围电路包括外围电路A、外围电路B、外围电路C、外围电路D和外围电路E，驱动电机包括电机I和电机2，驱动通道A与外围电路A连接、驱动通道B和外围电路B连接，且构成全H桥电路驱动电机I，驱动通道C与外围电路C连接、驱动通道D和外围电路D连接，且构成全H桥电路驱动电机2，驱动芯片的型号为DRV8432，驱动通道A、驱动通道B、驱动通道C和驱动通道D内均设置有MOS管、MOS管驱动电路和死区保护电路，驱动通道A与单片机的PWMA端连接，驱动通道B与单片机的PWMB端连接，驱动通道C与单片机的PffMC端连接，驱动通槽D与单片机的PffMD端连接。
[0019]驱动通道A在图1中为U1A、驱动通道B在图1中为U1B、驱动通道C在图1中为UlCjg动通道C在图1中为U1C、驱动通道E在图1中为U1E。
[0020]如图2所示，外围电路E包括第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3，第一电阻Rl的第一端、第二电阻R2的第一端、保护通道的AGND端和第一电容Cl的第一端连接并接地，第一电容Cl的第二端分别与保护通道E的VREG端和第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与保护通道E的Ml端连接，第四电阻R4和第五电阻R5分别与保护通道E的M2端和M3端串联后接地，第一电阻Rl的第二端与保护通道E的OC_ADJ端连接，第二电阻R2的第二端分别与保护通道E的GND端、第二电容C2的第一端和第三电容C3的第一端连接，保护通道E的VDD端分别与第二电容C2的第二端和第三电容C3的第二端连接并接V12电压，保护通道E的FAULT端和OTW端分别与单片机的输入口 103和104连接，保护通道E的ResetCD端和ResetAB端分别与单片机的输出口 1l和102连接。
[0021]如图1和图3所示，外围电路A包括第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一二极管Dl和第二二极管D2，第四电容C4的第一端与外围电路A连接后接12V电压，第四电容C4的第二端与第六电容C6的第一端连接，第六电容C6的第二端分别与外围电路A中的MOS管的漏极和第一二极管Dl的负极连接，第一二极管Dl的正极分别与第二二极管D2的负极和第七电容C7的第一端连接，第二二极管D2的正极接地，第七电容C7的第二端与外围电路A中的MOS管的栅极连接和第五电容C5的第一端连接，第五电容C5的第二端与MOS管的输出端连接后为外围电路A的输出端，外围电路B、外围电路C、外围电路D的结构均与外围电路A的结构相同，且外围电路A的输出端和外围电路B的输出端均与电机I连接，外围电路C的输出端和外围电路D的输出端与电机2连接。
[0022]本实用新型一种小功率电机驱动控制电路的工作原理如下:
[0023]采用小电机集成驱动芯片DRV8432，额定负载电流为7A，峰值负载电流12A，可同时驱动2个小型直流电机或一个小型无刷电机或一个小型同步电机。
[0024]驱动电机的母线最高耐压可达到直流50V，可以通过M0，M1，M2方式配置工作方式，本设计采用Ml接3.3V，M2接地，M3接地的CBC方式，可以驱动2个直流电机。
[0025]驱动芯片自身将过温，过流保护集成在自身内部，过流保护设置是通过0C_ADJ和AGND之间串接电阻实现外接，本设计采用47 Ω为5.8A保护门限，无需再设过流计保护电路，过温保护芯片自身设定为65°C。
[0026]通过FAULT和OTW引脚读取芯片状态是否过温，过流；如果产生了过流或者过温现象，则驱动芯片停止工作，保持停止工作状态时间多3s，可通过对应的RESET引脚输入一个低脉冲重启芯片进行工作(驱动通道A和驱动通道B对应的复位引脚是RESETAB，驱动通道C和驱动通槽D对应的是RESETCD)。芯片自身将Mos管、Mos管的驱动电路、死区保护电路集成在其内部，所以无需再设计驱动电路和死区保护电路，可以将单片机引脚(PWMA，PWMB，PffMC，PffMD)产生的TTL电平直接接入驱动芯片PWM_x (PffM_A，PffM_B，PffM_C，PffM_D)引脚。
[0027]单片机控制电机转动只需要将产生的PffM接入DVR8432的PWM_x引脚，将DVR8432的Fault和OTW引脚接入单片机的输入1 口，RESETAB和RESETCD接入单片机的输出1，在DVR8432外围加入少量器件即可实现电机驱动，大大简化了电路，提高设备可靠性。
[0028]设置过流限制，只需配置DVR8432的0C_ADJ和AGND之间串接的电阻。
[0029]通过读取Fault和OTW引脚电平来判断芯片是否出现保护停机，出现停机后延时3s，给对应的Resetx输入低脉冲信号，DVR8432即可重新工作。
[0030]当电机突然反转或紧急制动造成电机驱动电压过压，可通过在输出端接2只二极管钳压实现电路的过压保护。
[0031]为了预防电机刹车或转向时造成母线电压突然升高，在母线和地之间接入大电容470uFo
[0032]DVR8432的GND和AGND引脚之间串联小电阻便于单片机通过AD采集对DVR8432的输出电流取样采集。
[0033]本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种小功率电机驱动控制电路，其特征在于:包括单片机、驱动芯片和外围电路，所述单片机的信号端与所述驱动芯片的信号端连接，所述驱动芯片的驱动信号端通过所述外围电路与驱动电机连接，所述驱动芯片包括驱动通道A、驱动通道B、驱动通道C、驱动通道D和保护通道E，所述外围电路包括外围电路A、外围电路B、外围电路C、外围电路D和外围电路E，所述驱动电机包括电机I和电机2，所述驱动通道A与所述外围电路A连接、所述驱动通道B和所述外围电路B连接，且构成全H桥电路驱动所述电机I，所述驱动通道C与所述外围电路C连接、所述驱动通道D和所述外围电路D连接，且构成全H桥电路驱动所述电机2。2.根据权利要求1所述的一种小功率电机驱动控制电路，其特征在于:所述驱动芯片的型号为DRV8432，所述驱动通道A、所述驱动通道B、所述驱动通道C和所述驱动通道D内均设置有MOS管、MOS管驱动电路和死区保护电路，所述驱动通道A与所述单片机的PffMA端连接，所述驱动通道B与所述单片机的PffMB端连接，所述驱动通道C与所述单片机的PffMC端连接，所述驱动通槽D与所述单片机的PffMD端连接。3.根据权利要求2所述的一种小功率电机驱动控制电路，其特征在于:所述外围电路E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、第二电容和第三电容，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端、所述保护通道的AGND端和所述第一电容的第一端连接并接地，所述第一电容的第二端分别与所述保护通道E的VREG端和所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述保护通道E的Ml端连接，所述第四电阻和所述第五电阻分别与所述保护通道E的M2端和M3端串联后接地，所述第一电阻的第二端与所述保护通道E的0C_ADJ端连接，所述第二电阻的第二端分别与所述保护通道E的GND端、所述第二电容的第一端和所述第三电容的第一端连接，所述保护通道E的VDD端分别与所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端连接并接V12电压，所述保护通道E的FAULT端和OTW端分别与所述单片机的输入口 103和104连接，所述保护通道E的Reset⑶端和ResetAB端分别与所述单片机的输出口 1l和102连接。4.根据权利要求2所述的一种小功率电机驱动控制电路，其特征在于:所述外围电路A包括第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管和第二二极管，所述第四电容的第一端与所述外围电路A连接后接12V电压，所述第四电容的第二端与所述第六电容的第一端连接，所述第六电容的第二端分别与所述外围电路A中的MOS管的漏极和所述第一二极管的负极连接，所述第一二极管的正极分别与所述第二二极管的负极和第七电容的第一端连接，所述第二二极管的正极接地，所述第七电容的第二端与所述外围电路A中的MOS管的栅极连接和所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述MOS管的输出端连接后为所述外围电路A的输出端。5.根据权利要求4所述的一种小功率电机驱动控制电路，其特征在于:所述外围电路B、所述外围电路C、所述外围电路D的结构均与所述外围电路A的结构相同，且所述外围电路A的输出端和所述外围电路B的输出端均与所述电机I连接，所述外围电路C的输出端和所述外围电路D的输出端与所述电机2连接。
【文档编号】H02P6/04GK205545027SQ201620346489
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】钟廷柯, 王小军
【申请人】成都中科唯实仪器有限责任公司