专利名称：一种基于mosfet的h桥驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种H桥驱动电路的改进技术。
背景技术：
随着锂电池应用领域的扩展，在一些存在特定工作特性的要求的应用场合下需要动力输出为不同方向的力矩。若要实现这一功能，首先就需要控制电机旋转方向、调节转速才能实现。由于考虑到MOSFET的驱动电压限制问题，目前电机驱动在应用上的控制方案通常采用双P沟道的MOSFET与双N沟道的MOSFET构成H桥进行控制。这样不仅成本比较高，而且受P沟道的MOSFET的限制，输出功率也不难以做太大。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用N沟道的MOSFET构成H桥驱动电路的设计。由此，本实用新型所提出的技术方案如下一种基于MOSFET的H桥驱动电路，所述的基于MOSFET的H桥驱动电路包括一个利用电容自举升压原理进行升压的电路模块一、与电路模块一相连实现电平转换并驱动功率元件的电路模块二、与电路模块二相连于电机的两极并实现对电机的换向和调速控制的电路模块三，在电路模块三设置有提供电机的正转和调速控制信号输出的外接口 PWMl以及提供电机的反转和调速控制信号输出的外接口 PWM2，在电路模块一设置有提供电路模块一驱动信号输出的外接口 PWM3以及提供初始电压输入的外接口 B+，在电路模块二和电路模块三设置有提供电路模块二和电路模块三控制信号输出的外接口 COl和外接口 C02，在电路模块一和电路模块二设置有提供驱动功率元件电压输出的外接口 HV，所述的电路模块二中包括有两个N沟道的场效应管Q1、场效应管Q2，电路模块三中包括有两个N沟道的场效应管Q4、场效应管Q5，且场效应管Ql、场效应管Q2、场效应管Q4、场效应管Q5构成H桥连接。其中，所述的电路模块一由NPN型三极管QlI、二极管D6、二极管D7、电容C17、电容C20、电容C23、电阻R23、电阻R24、电阻R29、电阻R30、电阻R40组成，所述的三极管Qll的基极分别通过电阻R30和电阻R40与外接口 PWM3和地相接，三极管Qll的发射极接地，三极管Qll的集电极分别通过电阻R29和电容C20与外接口 B+和二极管D6的正极相接，电容C17和电阻R23串联后接于外接口 B+和外接口 HV之间，二极管D7的正极接于外接口B+，二极管D7的负极通过电阻R24接于二极管D6的正极，二极管D6的负极接于外接口 HV，电容C23接于外接口 HV和地之间。其中，所述的电路模块二由场效应管Q1、场效应管Q2、两个P沟道的场效应管Q7和场效应管Q8、两个NPN型的三极管Q17和三极管Q18、电阻R1、电阻R2、电阻R27、电阻R28、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R49、电阻R50、电阻R61、电阻R62、电容C21、电容C22组成，所述的三极管Q17的基极分别通过电阻R49和电阻R61与外接口 COl和地相接，三极管Q18的基极分别通过电阻R50和电阻R62与外接口 C02和地相接，三极管Q17和三极管Q18的发射极均接地，场效应管Q7的源极和场效应管Q8的源极均与外接口 HV相接，场效应管Q7的栅极通过电阻R36与三极管Q17的集电极相接，电阻R27与电容C21并联后接于场效应管Q7的栅极和源极之间，场效应管Q7的漏极通过电阻R37与场效应管Ql的栅极相接，场效应管Q8的栅极通过电阻R38与三极管Q18的集电极相接，电阻R28与电容C22并联后接于场 效应管Q8的栅极和源极之间，场效应管Q8的漏极通过电阻R39与场效应管Q2的栅极相接，场效应管Ql的漏极和场效应管Q2的漏极均与外接口 B+相接，场效应管Ql的源极与电机的正极相接，场效应管Q2的源极与电机的负极相接，电阻R2接于场效应管Ql的源极和栅极之间，电阻Rl接于场效应管Q2的源极和栅极之间。其中，所述的电路模块三由场效应管Q4、场效应管Q5组成，所述的场效应管Q4的栅极与外接口 PWMl相接，场效应管Q5的栅极与外接口 PWM2相接，场效应管Q4的漏极与电机的正极相接，场效应管Q5的漏极与电机的负极相接，场效应管Q4的源极和场效应管Q5的源极均接地。本实用新型具有如下有益效果本实用新型提供的基于MOSFET的H桥驱动电路针对原来双P沟道的MOSFET和双N沟道的MOSFET构成H桥的电机驱动电路进行优化改进，改成四个N沟道的MOSFET构成H桥进行控制，使得成本降低，同时整个驱动电路可以达到更大的输出功率。
图I为本实用新型的电路连接图。图2为本实用新型的电路中H桥构成框图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步的详细描述。本实用新型是涉及锂电应用中的一种H桥驱动电路的设计，具体如附图I、附图2所示该基于MOSFET的H桥驱动电路，所述的基于MOSFET的H桥驱动电路包括一个利用电容自举升压原理进行升压的电路模块一、与电路模块一相连实现电平转换并驱动功率元件的电路模块二、与电路模块二相连于电机的两极并实现对电机的换向和调速控制的电路模块三，在电路模块三设置有提供电机的正转和调速控制信号输出的外接口 PWMl以及提供电机的反转和调速控制信号输出的外接口 PWM2，在电路模块一设置有提供电路模块一驱动信号输出的外接口 P丽3以及提供初始电压输入的外接口 B+，在电路模块二和电路模块三设置有提供电路模块二和电路模块三控制信号输出的外接口 COl和外接口 C02，在电路模块一和电路模块二设置有提供驱动功率元件电压输出的外接口 HV，所述的电路模块二中包括有两个N沟道的场效应管Q1、场效应管Q2，电路模块三中包括有两个N沟道的场效应管Q4、场效应管Q5，且场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q4、场效应管Q5构成H桥连接。所述的电路模块一 I由NPN型三极管Q11、二极管D6、二极管D7、电容C17、电容C20、电容C23、电阻R23、电阻R24、电阻R29、电阻R30、电阻R40组成，所述的三极管Qll的基极分别通过电阻R30和电阻R40与外接口 PWM3和地相接，三极管Qll的发射极接地，三极管Qll的集电极分别通过电阻R29和电容C20与外接口 B+和二极管D6的正极相接，电容C17和电阻R23串联后接于外接口 B+和外接口 HV之间，二极管D7的正极接于外接口 B+，二极管D7的负极通过电阻R24接于二极管D6的正极，二极管D6的负极接于外接口 HV，电容C23接于外接口 HV和地之间。所 述的电路模块二 2由场效应管Ql、场效应管Q2、两个P沟道的场效应管Q7和场效应管Q8、两个NPN型的三极管Q17和三极管Q18、电阻R1、电阻R2、电阻R27、电阻R28、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R49、电阻R50、电阻R61、电阻R62、电容C21、电容C22组成，所述的三极管Q17的基极分别通过电阻R49和电阻R61与外接口 COl和地相接，三极管Q18的基极分别通过电阻R50和电阻R62与外接口 C02和地相接，三极管Q17和三极管Q18的发射极均接地，场效应管Q7的源极和场效应管Q8的源极均与外接口 HV相接，场效应管Q7的栅极通过电阻R36与三极管Q17的集电极相接，电阻R27与电容C21并联后接于场效应管Q7的栅极和源极之间，场效应管Q7的漏极通过电阻R37与场效应管Ql的栅极相接，场效应管Q8的栅极通过电阻R38与三极管Q18的集电极相接，电阻R28与电容C22并联后接于场效应管Q8的栅极和源极之间，场效应管Q8的漏极通过电阻R39与场效应管Q2的栅极相接，场效应管Ql的漏极和场效应管Q2的漏极均与外接口 B+相接，场效应管Ql的源极和场效应管Q2的源极分别与电机4的正极和负极相接，电阻R2接于场效应管Ql的源极和栅极之间，电阻Rl接于场效应管Q2的源极和栅极之间。所述的电路模块三3由场效应管Q4、场效应管Q5组成，所述的场效应管Q4的栅极与外接口 PWMl相接，场效应管Q5的栅极与外接口 PWM2相接，场效应管Q4的漏极和场效应管Q5的漏极分别与电机4的正极和负极相接，场效应管Q4的源极和场效应管Q5的源极均接地。各电路模块的工作原理如下a.电路模块一 I是利用电容自举升压原理实现升压功能。在外接口 PWM3产生一个IKHZ频率方波，通过电阻R30驱动三极管Ql I，利用电容C20进行电压自举，将外接口 B+的电压双倍升压后存储在电容C23和电容C17中，此电压在驱动电机4工作时供给H桥上的场效应管Ql和场效应管Q2作为驱动电压。b.电路模块二 2的主要功能是实现电平转换和驱动场效应管Ql和场效应管Q2。当外接口 COl为高电平时，经电阻R49驱动三极管Q17导通后，经电阻R36驱动场效应管Q7导通，通过电阻R37将外接口 HV上的电压提供给H桥上的场效应管Q1。当外接口 C02为高电平时，经电阻R50驱动三极管Q18导通后，经电阻R38驱动场效应管Q8导通，通过电阻R39将外接口 HV上的电压提供给H桥上的场效应管Q2。c.电路模块三3的主要功能是实现电机4的换向和调速。当外接口 COl为高电平时，在外接口 PWM2输入一个脉宽调制脉冲，可使电机4正转和调速，当外接口 C02为高电平时，在外接口 PWMl输入一个脉宽调制脉冲，可使电机4反转和调速。本实用新型设计了一种H桥驱动电路，针对MOSFET驱动的限制问题，采用电容自举升压电路实现MOSFET的升压，并将电机驱动方式从原来的双P沟道的MOSFET结合双N沟道的MOSFET构成H桥的形式优化改进为四个N沟道的MOSFET构成H桥进行控制，使得成本较低，同时可以达到更大的输出功率。以上为本实用新型的某些具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于MOSFET的H桥驱动电路，其特征在于，所述的基于MOSFET的H桥驱动电路包括一个利用电容自举升压原理进行升压的电路模块一(I )、与电路模块一相连实现电平转换并驱动功率元件的电路模块二(2)、与电路模块二相连于电机(4)的两极并实现对电机的换向和调速控制的电路模块三(3)，在电路模块三设置有提供电机的正转和调速控制信号输出的外接口 PWMl以及提供电机的反转和调速控制信号输出的外接口 PWM2，在电路模块一设置有提供电路模块一驱动信号输出的外接口 PWM3以及提供初始电压输入的外接口 B+，在电路模块二和电路模块三设置有提供电路模块二和电路模块三控制信号输出的外接口 COl和外接口 C02，在电路模块一和电路模块二设置有提供驱动功率元件电压输出的外接口 HV，所述的电路模块二中包括有两个N沟道的场效应管Q1、场效应管Q2，电路模块三中包括有两个N沟道的场效应管Q4、场效应管Q5，且场效应管Ql、场效应管Q2、场效应管Q4、场效应管Q5构成H桥连接。
2.根据权利要求I所述的基于MOSFET的H桥驱动电路，其特征在于，所述的电路模块一由NPN型三极管QlI、二极管D6、二极管D7、电容Cl7、电容C20、电容C23、电阻R23、电阻R24、电阻R29、电阻R30、电阻R40组成，所述的三极管Qll的基极分别通过电阻R30和电阻R40与外接口 PWM3和地相接，三极管Qll的发射极接地，三极管Qll的集电极分别通过电阻R29和电容C20与外接口 B+和二极管D6的正极相接，电容C17和电阻R23串联后接于外接口 B+和外接口 HV之间，二极管D7的正极接于外接口 B+，二极管D7的负极通过电阻R24接于二极管D6的正极，二极管D6的负极接于外接口 HV，电容C23接于外接口 HV和地之间。
3.根据权利要求2所述的基于MOSFET的H桥驱动电路，其特征在于，所述的电路模块二由场效应管Ql、场效应管Q2、两个P沟道的场效应管Q7和场效应管Q8、两个NPN型的三极管Q17和三极管Q18、电阻R1、电阻R2、电阻R27、电阻R28、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R49、电阻R50、电阻R61、电阻R62、电容C21、电容C22组成，所述的三极管Q17的基极分别通过电阻R49和电阻R61与外接口 COl和地相接，三极管Q18的基极分别通过电阻R50和电阻R62与外接口 C02和地相接，三极管Q17和三极管Q18的发射极均接地，场效应管Q7的源极和场效应管Q8的源极均与外接口 HV相接，场效应管Q7的栅极通过电阻R36与三极管Q17的集电极相接，电阻R27与电容C21并联后接于场效应管Q7的栅极和源极之间，场效应管Q7的漏极通过电阻R37与场效应管Ql的栅极相接，场效应管Q8的栅极通过电阻R38与三极管Q18的集电极相接，电阻R28与电容C22并联后接于场效应管Q8的栅极和源极之间，场效应管Q8的漏极通过电阻R39与场效应管Q2的栅极相接，场效应管Ql的漏极和场效应管Q2的漏极均与外接口 B+相接，场效应管Ql的源极与电机的正极相接，场效应管Q2的源极与电机的负极相接，电阻R2接于场效应管Ql的源极和栅极之间，电阻Rl接于场效应管Q2的源极和栅极之间。
4.根据权利要求3所述的基于MOSFET的H桥驱动电路，其特征在于，所述的电路模块三由场效应管Q4、场效应管Q5组成，所述的场效应管Q4的栅极与外接口 PWMl相接，场效应管Q5的栅极与外接口 PWM2相接，场效应管Q4的漏极与电机的正极相接，场效应管Q5的漏极与电机的负极相接，场效应管Q4的源极和场效应管Q5的源极均接地。
专利摘要一种基于MOSFET的H桥驱动电路，所述的基于MOSFET的H桥驱动电路包括一个利用电容自举升压原理进行升压的电路模块一、与电路模块一相连实现电平转换并驱动功率元件的电路模块二、与电路模块二相连于电机的两极并实现对电机的换向和调速控制的电路模块三，所述的电路中包括四个N沟道的场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q4、场效应管Q5，且场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q4、场效应管Q5构成H桥连接。本实用新型设计了一种H桥驱动电路，采用电容自举升压电路实现MOSFET的升压，并将电机驱动方式从原来的双P沟道的MOSFET结合双N沟道的MOSFET构成H桥的形式优化改进为四个N沟道的MOSFET构成H桥进行控制，使得成本较低，同时可以达到更大的输出功率。
文档编号H02M1/088GK202750002SQ20122048317
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者余敏 申请人:惠州市蓝微电子有限公司