专利名称：一种步进电机驱动电路的保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及步进电机驱动电路，尤其涉及一种步进电机驱动电路的保护电路。
技术背景
如附图1所示，混合式步进电机的驱动电路工作原理如下双极电机常使用的H桥驱动电路，H桥中四个功率三极管M1-M4形成了绕组的充电回路，并且控制相电流的方向 功率三极管Ml、M4打开而功率三极管M2、M3关闭时，绕组上加上了电源电压Vab = VCC(忽略功率三极管的导通压降，下同)，相电流从节点A往节点B流动并逐渐增加，这是正向充电回路(图中的回路①)；功率三极管M2、M3打开而功率三极管M1、M4关闭时，绕组上加上了反向的电源电压Vab = VCC，相电流从节点B往节点A流动并逐渐增加，这是反向充电过程(图中未标明)。而H桥中的二极管D1-D4和功率三极管M1-M4配合构成相电流的续流放电回路。当充电回路关闭时，由于绕组本身的感性特性，其中的电流不会马上减小到零， 而且会产生感生电动势，为此必须提供续流放电回路来保证相电流能够逐渐减小。以充电电流从节点A往节点B流动为例说明放电回路的路径，如图所示的H桥中存在两条续流放电回路。当功率三极管Ml导通、其余功率三极管关闭时会形成图中的回路②。此时相电流流经二极管Dl和功率三极管Ml构成回路，绕组上加上了一个小的反向电压Vab = Vd (其中 Vd是二极管的正向导通压降)。由于IVabI较小，相电流衰减缓慢，这种相电流衰减方式被称为慢速衰减模式。如果所有功率三极管均关闭，则会形成图中的回路③，此时相电流流经二极管D2、D3，从地GND流到电源，绕组上的电压Vab = _VCC_2VD。由于| Vab |较大，相电流衰减迅速，这种相电流衰减方式被称为快速衰减模式。
如图4所示，由于电源内阻串联在放电回路中，若内阻加大，则放电电流将减小， 电机绕组两端电压将升高。极端情况下，电源回路突然断开，放电回路阻抗为无穷大，电机绕组两端将产生很高的电压，此时必然会将与绕组相连的芯片中的功率三级管击穿。
由于放电回路需要通过电源回路，若出现以下两种情况，则芯片中功率三极管可能会被击穿
(1)电源回路突然断开，放电回路被切断。
(2)电源回路产生故障，内阻突然加大。发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种步进电机驱动电路的保护电路。
本发明提供了一种步进电机驱动电路的保护电路，驱动电路包括三极管，保护电路包含双极二极管，双极二极管的击穿电压高于电源电压但小于三极管的击穿电压。
在一个示例中，驱动电路为H桥驱动电路，三极管为NPN三极管。
在一个示例中，H桥驱动电路包括NPN三极管M1-M4和二极管D1-D4 ；NPN三极管 Ml的集电极接电源电压，NPN三极管Ml的发射极接NPN三极管M3的集电极和二极管Dl的阳极，NPN三极管M3的发射极接地，二极管Dl的阴极接电源电压，二极管Dl的阳极接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接地；NPN三极管M2的集电极接电源电压，NPN三极管M2的发射极接NPN三极管M4的集电极和二极管D2的阳极，NPN三极管M4的发射极接地，二极管D2的阴极接电源电压，二极管D2的阳极接二极管D4的阴极，二极管D4的阳极接地；二极管Dl的阳极和二极管D2的阳极之间接有电感。在一个示例中，所述二极管Dl的阳极和二极管D2的阳极之间连接有双极二极管 TVSl。本发明能够避免功率三极管的击穿被击穿，从而保护了步进电机的驱动电路。
下面结合附图来对本发明作进一步详细说明，其中图1是现有的混合式步进电机的H桥驱动电路；图2是本发明的H桥驱动电路的保护电路正向充电示意图；图3是本发明的H桥驱动电路的保护电路反向充电示意图。
具体实施例方式本发明采用双极二级管保护电路，其正常击穿电压高于电源电压，但低于四个功率三极管的反向击穿电压。在正常工作时相当于开路，对电路没有影响。当电源突然断开或产生故障时，电感两端产生高压，击穿双极二级管，感应电势通过双极二极管TVSl和电机绕组内阻形成放电回路，感应电势得到释放，因而功率三极管得到保护。具体电路如图2和图3所示，H桥驱动电路包括NPN三极管M1-M4和二极管D1-D4 ； NPN三极管Ml的集电极接电源电压，NPN三极管Ml的发射极接NPN三极管M3的集电极和二极管Dl的阳极，NPN三极管M3的发射极接地，二极管Dl的阴极接电源电压，二极管Dl的阳极接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接地；NPN三极管M2的集电极接电源电压，NPN 三极管M2的发射极接NPN三极管M4的集电极和二极管D2的阳极，NPN三极管M4的发射极接地，二极管D2的阴极接电源电压，二极管D2的阳极接二极管D4的阴极，二极管D4的阳极接地；二极管Dl的阳极和二极管D2的阳极之间接有电感；双极二极管接在二极管Dl 的阳极和二极管D2的阳极之间。以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此。任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，均可对其进行适当的改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种步进电机驱动电路的保护电路，其特征在于，驱动电路包括三极管，保护电路包含双极二极管，双极二极管的击穿电压高于电源电压但小于三极管的击穿电压。
2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，驱动电路为H桥驱动电路，三极管为NPN三极管。
3.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，H桥驱动电路包括NPN三极管(M1-M4) 和二极管(D1-D4);NPN三极管(Ml)的集电极接电源电压，NPN三极管(Ml)的发射极接NPN 三极管(M3)的集电极和二极管(Dl)的阳极，NPN三极管(M3)的发射极接地，二极管(Dl)的阴极接电源电压，二极管(Dl)的阳极接二极管(D3)的阴极，二极管(D3)的阳极接地；NPN三极管(M2)的集电极接电源电压，NPN三极管(M2)的发射极接NPN三极管(M4)的集电极和二极管(D2)的阳极，NPN三极管(M4)的发射极接地，二极管(D2)的阴极接电源电压，二极管(D2)的阳极接二极管(D4)的阴极，二极管(D4)的阳极接地； 二极管(Dl)的阳极和二极管(D2)的阳极之间接有电感。
4.如权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述二极管(Dl)的阳极和二极管(D2) 的阳极之间连接有双极二极管(TVS 1)。
全文摘要
本发明公开了一种步进电机驱动电路的保护电路，驱动电路包括三极管，保护电路包含双极二极管，双极二极管的击穿电压高于电源电压但小于三极管的击穿电压。本发明能够避免功率三极管的击穿被击穿，从而保护了步进电机的驱动电路。
文档编号H02P8/36GK102545752SQ201110460609
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者张平, 王晓东, 迟明, 郭增良 申请人:北京中科微电子技术有限公司