一种兼容有刷无刷大功率直流电机驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种兼容有刷无刷大功率直流电机驱动电路。本发明包括电机驱动三相桥：三相桥可以驱动三相直流无刷电机，其中任意两项组合可以驱动直流有刷电机，本发明中三相桥由六个功率MOS管组成；三相桥信号驱动电路：将电机控制的逻辑电平信号转换成三相电机驱动桥的驱动信号；过流检测电路：采用电阻取样法，把电机工作电流转换电压，用作过流检测的比较电压；电压自举电路：采用电容自举的方式实现电压自举，以驱动三相桥的上臂功率MOS管；电压自举保护电路：用快恢复二极管保护电压自举电路中的电源；故障报警电路：当本发明系统电路工作异常时，故障报警LED指示故障。
【专利说明】一种兼容有刷无刷大功率直流电机驱动电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及直流电机驱动控制电路，特别涉及到兼容直流有刷电机驱动和直流无 刷电机驱动电路。
【背景技术】
[0002] 直流有刷电机和直流无刷电机广泛应用于工业生产和设备。同一款产品面对不同 客户时，根据不同产品工作环境和成本因素，可能有些场所选择有刷电机比较合适，有些场 所选择无刷电机比较合适，这就需要开发两种不同的驱动电路，给研发和管理带来更多的 投入和工作。为了提高生产和管理效率，本发明提供一种兼容有刷无刷电机驱动的解决方 案。
[0003] 在业内，直流有刷电机驱动和直流无刷电机驱动都有比较成熟的解决方案。但是 这些方案都只提供有刷或者无刷电机的驱动，不能同时兼容有刷和无刷电机的驱动。本发 明则提供一种完美的解决方案，硬件上同时满足直流有刷电机驱动和直流无刷电机驱动， 用户只需要提供不同的控制软件即可。
【发明内容】
[0004] 一种兼容有刷无刷大功率直流电机驱动电路，其特征在于，包括电机驱动三相桥， 三相桥驱动信号，电压自举，自举保护，过流检测，故障报警；
[0005] 所述电机驱动三相桥，即由六个功率M0S管两两上下连接组成的三相全桥，本发 明中将三相桥分别命名为A相桥，B相桥，C相桥。ABC三相桥同时使用时可驱动三相直流 无刷电机，任意两项桥组合使用可以驱动直流有刷电机。
[0006] 所述三相桥驱动信号电路，通过IR公司的IR2310集成芯片实现，IR2310是专用 的栅极驱动芯片，内带高压侧悬浮自举功能，可以实现低压对高压的驱动，并集成过流检测 和故障报警功能；
[0007] 所述电压自举，通过无极性瓷片电容实现，利用电容两端电压不能突变的原理，实 现功率M0S管栅极电压自举；
[0008] 所述自举保护电路，通过在电源和自举电压间串入快恢复肖特基二极管实现，防 止自举电压过高反冲击电源。
[0009] 所述过流检测电路，通过电阻取样的方法实现，并将取样电压通过电阻分压电路 二次处理，以设置合适的电流限值；
[0010] 所述报警指示电路，通过发光二极管实现，当系统工作异常时，发光二极管及时报 警。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0012] 图1为本发明实施系统图
[0013] 图2为本发明实施流程图
[0014] 图3为本发明系统框图
【具体实施方式】
[0015] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动 前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016] 一种兼容有刷无刷大功率直流电机驱动电路，其特征在于，包括电机驱动三相桥， 三相桥驱动信号，电压自举，自举保护，过流检测，故障报警。
[0017] 其中：
[0018] 所述三相桥驱动信号是本发明系统实施的第一步，由集成电路IR2130完成，外部 电机控制逻辑信号输入三相桥驱动信号电路中的IR2130芯片，IR2130通过内部处理产生 悬浮的高压驱动电平。
[0019] 所述电压自举是本发明系统实施的第二步。因为三相桥上臂N沟道功率M0S管的 源极在电机工作过程中会感生出与高压侧电源相当的电压，三相桥驱动信号输出的高压驱 动信号不足以开启功率M0S管，所以需要电压自举电路把高压驱动信号抬高。
[0020] 所述自举保护是本发明系统实施的第三步，由于自举电压往往高于高压侧的电源 电压，自举电压会倒灌入电源，损坏甚至毁坏电源，所以必须增加自举保护电路保护电机 工作的高压电源。
[0021] 所述电机驱动三相桥是本发明系统实施的第四步，直流有刷电机任意选择两相桥 驱动即可，直流无刷电机则需要用到全部三相驱动桥。
[0022] 所述过流检测是本发明系统实施的第五步，由于电机工作过程中可能发生电机堵 转等异常情况，导致电机烧毁。为了保护电机及驱动电路，必须增加过流检测电路。
[0023] 所述故障报警是本发明系统实施的第六步，由于电机工作过流和系统欠压等故障 都是表面现象不明显的异常，为了便于设计维保等技术员及时发现系统异常，本发明设置 了 LED指示报警。
[0024] 由上可见，本发明提供了一种兼容有刷无刷大功率直流电机驱动电路。其优点在 于：
[0025] 1、兼容直流有刷电机驱动和直流无刷电机驱动。
[0026] 2、带自举保护电路
[0027] 3、带过流检测电路
[0028] 4、带报警指示电路。
【权利要求】
1. 一种兼容有刷无刷大功率直流电机驱动电路，其特征在于，包括电机驱动三相桥，三 相桥驱动信号，电压自举，自举保护，过流检测，故障报警； 所述电机驱动三相桥，即由六个功率MOS管两两上下连接组成的三相全桥，本发明中 将三相桥分别命名为A相桥，B相桥，C相桥；ABC三相桥同时使用时可驱动三相直流无刷电 机，任意两项桥组合使用可以驱动直流有刷电机； 所述三相桥驱动信号电路，通过IR公司的IR2310集成芯片实现，IR2310是专用的栅 极驱动芯片，内带高压侧悬浮自举功能，可以实现低压对高压的驱动，并集成过流检测和故 障报警功能； 所述电压自举，通过无极性瓷片电容实现，利用电容两端电压不能突变的原理，实现功 率MOS管栅极电压自举； 所述自举保护电路，通过在电源和自举电压间串入快恢复肖特基二极管实现，防止自 举电压过高反冲击电源； 所述过流检测电路，通过电阻取样的方法实现，并将取样电压通过电阻分压电路二次 处理，以设置合适的电流限值； 所述报警指示电路，通过发光二极管实现，当系统工作异常时，发光二极管及时报警。
2. 根据权利要求1所述方法，其特征在于：使用六个功率MOS管组成三相桥；当选择其 中任意两项桥组合时可以驱动直流有刷电机，当选择使用全部三相桥时可以驱动直流无刷 电机。
3. 根据权利要求1所述方法，其特征在于：在自举电压和电源之间串联快恢复二极管， 当自举电压高于电源电压时，防止自举电压倒灌损坏电源；当自举电压低于电源电压时，快 恢复二极管能及时恢复电源供电。
【文档编号】H02P7/28GK104158448SQ201410396948
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】邓利阳, 彭树林, 陈朝晖 申请人:广州新科佳都科技有限公司