一种无刷电机h桥驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种无刷电机H桥驱动电路,该电路由两臂驱动电路组成，且两臂驱动电路的电路结构相同；左臂驱动电路中，NMOS管Q7和NMOS管Q8串联在电源信号VCC2与地之间，其对应的源极和漏极互连并设置该节点为左臂驱动电路的输出端口；左上右下驱动支路的左上臂输入端通过一MOS管驱动电路连接至MOS管Q7的控制端；左下右上驱动支路的左下臂输入端通过一MOS管驱动电路连接至MOS管Q8的控制端。与现有技术相比，本发明具有如下优点：电路结构简单，所选用的均为通用元件，有效降低电路成本；增加的保护单元能够有效防止上下臂输入端同时出现高电平的现象，避免电动工具受到损坏，安全性能高。
【专利说明】 一种无刷电机咐乔驱动电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动工具领域，具体地说是一种无刷电机!I桥驱动电路。
【背景技术】
[0002]随着无刷直流电机技术的逐渐成熟，大功率无刷电机的应用越来越广泛。现有的无刷马达II桥芯片为了通用性强，设计耐压值较高，所以成本相对较高。另一方面大多数II桥驱动电路缺少保护电路，一旦出现上下臂的输入端均出现高电平时，会使得电源信号直接与地相连致使电动工具受到损坏，所以这种异常情况是不被允许出现的。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种无刷电机桥驱动电路，安全性高且成本低廉。
[0004]为了解决上述问题，本发明的无刷电机桥驱动电路，该电路由两臂驱动电路组成，且两臂驱动电路的电路结构相同；左臂驱动电路中，匪03管07和匪03管08串联在电源信号7(^2与地之间，其对应的源极和漏极互连并设置该节点为左臂驱动电路的输出端口 ；左上右下驱动支路的左上臂输入端通过一 103管驱动电路连接至103管07的控制端；左下右上驱动支路的左下臂输入端通过一 103管驱动电路连接至103管08的控制端。
[0005]优选的，所述的103管驱动电路中，输入端通过电阻…连接至三极管的基极，三极管串联在电源信号与地之间，其中三极管的集电极通过上拉电阻町和二极管01与电源信号7(^1相连；三极管的集电极与电阻[之间的节点连接至匪03管04的的栅极，同时通过电阻以连接至？103管03的栅极，其中？103管03和匪03管04的漏极互连与电容并联，？108管03的源极连接至二极管01的阴极，匪03管04的源极连接至匪03管07的源极，？108管03和匪03管04之间的节点连接至匪03管07的栅极。
[0006]优选的，还包括连接在左上臂输入端口与左下臂输入宽口之间的保护单元。
[0007]优选的，所述的保护单元设置有一三极管09，串联在电阻…和三极管基极之间的节点与地之间，三极管09的基极通过电阻87连接至左下臂的输入端口。
[0008]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
一、电路结构简单，所选用的均为通用元件，有效降低电路成本。
二、增加的保护单元能够有效防止上下臂输入端同时出现高电平的现象，避免电动工具受到损坏，安全性能高。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施的无刷电机!I桥左臂驱动电路示意图。
[0010]图2为具有保护功能的无刷电机桥左臂驱动电路示意图。
[0011]图3为本发明实施的无刷电机桥驱动电路示意图。
【具体实施方式】
[0012]为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
[0013]本发明的【具体实施方式】如图1?图3所示，一种无刷电机!I桥驱动电路，该电路由两臂驱动电路组成，且两臂驱动电路的电路结构相同。
[0014]左臂驱动电路中，匪03管07和匪03管08串联在电源信号7(^2与地之间，其对应的源极和漏极互连并设置该节点为左臂驱动电路的输出端口，其特征在于:左上右下驱动支路的左上臂输入端通过一 103管驱动电路连接至103管07的控制端；左下右上驱动支路的左下臂输入端通过一 103管驱动电路连接至103管08的控制端。
[0015]用于驱动匪03管07的103管驱动电路中，输入端通过电阻83连接至三极管的基极，三极管串联在电源信号与地之间，其中三极管的集电极通过上拉电阻尺1和二极管01与电源信号7(^1相连；三极管的集电极与电阻町之间的节点连接至匪03管04的的栅极，同时通过电阻82连接至？103管03的栅极，其中？103管03和匪03管04的漏极互连与电容并联，？108管03的源极连接至二极管01的阴极，匪03管04的源极连接至匪03管07的源极，？103管03和匪03管04之间的节点连接至匪03管07的栅极。
[0016]用于驱动匪03管08的103管驱动电路中，输入端通过电阻册连接至三极管02的基极，三极管02串联在电源信号与地之间，其中三极管02的集电极通过上拉电阻尺4与电源信号相连；三极管02的集电极与电阻财之间的节点连接至匪03管06的的栅极，同时通过电阻阳连接至？103管呖的栅极，其中？103管呖和匪03管06的漏极互连后串联在电源信号与地之间，？108管呖和匪03管06之间的节点连接至匪03管08的栅极。
[0017]右臂驱动电路中，匪03管016和匪03管017串联在电源信号与地之间，其对应的源极和漏极互连并设置该节点为右臂驱动电路的输出端口 ；左下右上驱动支路的右上臂输入端通过一 103管驱动电路连接至103管016的控制端；左上右下驱动支路的右下臂输入端通过一 103管驱动电路连接至103管017的控制端。
[0018]用于驱动匪03管016的103管驱动电路中，输入端通过电阻町0连接至三极管010的基极，三极管010串联在电源信号与地之间，其中三极管010的集电极通过上拉电阻尺8和二极管02与电源信号7(^1相连；三极管010的集电极与电阻狀之间的节点连接至匪03管013的的栅极，同时通过电阻四连接至？103管012的栅极，其中？103管012和匪03管013的漏极互连与电容02并联，？108管012的源极连接至二极管02的阴极，匪03管013的源极连接至匪03管016的源极，？108管012和匪03管013之间的节点连接至匪03管016的栅极。
[0019]用于驱动匪03管017的103管驱动电路中，输入端通过电阻町3连接至三极管1的基极，三极管011串联在电源信号与地之间，其中三极管011的集电极通过上拉电阻尺11与电源信号相连；三极管011的集电极与电阻611之间的节点连接至匪03管015的的栅极，同时通过电阻612连接至？103管014的栅极，其中？103管014和匪03管015的漏极互连后串联在电源信号与地之间，？108管014和匪03管015之间的节点连接至匪03管017的栅极。
[0020]还包括连接在左上臂输入端口与左下臂输入端口之间的保护单元和连接在右上臂输入端口与右下臂输入端口之间的保护单元。
[0021]用于左臂的保护单元设置有一三极管09，串联在电阻…和三极管基极之间的节点与地之间，三极管09的基极通过电阻87连接至左下臂的输入端口。
[0022]用于右臂的保护单元设置有一三极管018，串联在电阻[0和三极管010基极之间的节点与地之间，三极管018的基极通过电阻814连接至右下臂的输入端口。
[0023]其中，设置左上臂的输入信号为爪-犯，左下臂的输入信号为1^-11，右上臂的输入信号为爪-取，右下臂的输入信号为爪-12，左臂的输出信号为0111-1，右臂的输出信号为0^1-2。输出接口 011-1与011-2接到马达1的两端。
[0024]本具体实施电路的工作原理如下:
当输入接口爪-犯，1^-12为高电平，1^2为低电平时，输出口 011-1与7(^2相连，输出口⑶1-2与⑶0相连。电流由⑶1-1通过电机1流向⑶1-2。当输入接口 1.11，爪-！！2为高电平，1^！11，1化12为低电平时，输出口⑶1-1与⑶0相连，输出口⑶1-2与乂0:2相连。电流由⑶1-2流向⑶1-1。因此可以通过切换输入口的电平实现输出口⑶1-1与0^1-2的电流换向。单片机的10 口通过电信号和对电机1进行控制。
[0025]左臂驱动电路中，当输入接口 1.1为低电平时，三极管02关闭，匪03管06的输入端会被电阻财拉高而导通，匪03管08的输入端会被匪03管06拉低而关闭；输入接口1^-1为高电平时，三极管02导通，？103管呖的输入端会被电阻阳拉低而导通，匪03管08的输入端会被1^03管呖拉高而导通；此时输出端011-1接地。当011-1接地时，7001会通过二极管01给电容充电。
[0026]输入接口爪-?为低电平时，三极管关闭，匪03管04的输入端会被电阻町拉高而导通，匪03管07的输入端会被匪03管04拉低而关闭；输入接口爪-?为高电平时，三极管导通，？108管03的输入端会被以拉低而导通，匪03管07的输入端会被？103管03拉高而导通；此时输出端011-1为7(^2的电压。
[0027]因此，可以通过输入端爪-11，1^-1的电平变化实现输出端0爪接地或与电源信号^2的实时转换。
[0028]由于两臂驱动电路的电路结构相同，此处以左臂驱动电路为例进行描述，右臂驱动电路的工作原理与左臂驱动电路的工作原理相同，不在赘述。
[0029]另外，左上臂用于驱动匪03管07的103管驱动电路是利用电容抬高匪03管呎的驱动电压，使匪03管07的栅极电压高于电源信号7(^2。实现原理为:当下管匪03管08导通时，011-1端与地相连，电源信号通过二极管01，给电容充电。电容两端电压约等于电源信号7(1:1。当匪03管08关闭，匪03管07打开时，011-1与电源信号7(^2相连。此时匪03管07的栅极电压等于电源信号的电压加上电容的电压。
[0030]其中，电源信号7(^1是匪03管07和匪03管08所需的驱动电压，一般在127~18乂之间。电源信号^1X2就是无刷电机1所需的电压，无刷电机1标称的电压越高，电源信号^2就越高。所以电源信号—般大于电源信号7(1:1。
[0031]当输入接口 [与1}?同时为高电平时，匪03管07和匪03管08会同时导通，电源信号直接与地相连，引起电路的异常。所以加入保护单元后，当输入接口 1.1为高电平时，三极管09的输入端会被拉高而导通，三极管的输入端会被接地。即使爪-?为高电平，三极管也处于关闭状态，匪03管07也是关闭状态，从而将输入接口爪-?的高电平转换为低电平。因此不会出现匪03管07和匪03管08同时导通，致使电源信号直接与6冊相连的异常情况，有效保证整体电路的可靠性。
[0032]需要说明的是，在本实施例中，未详细展开进行阐述的地方，均为本领域技术人员可根据现有公知常识与实践经验来实现。
[0033]以上所述为本发明的较佳实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种无刷电机Η桥驱动电路，该电路由两臂驱动电路组成，且两臂驱动电路的电路结构相同；左臂驱动电路中，NMOS管Q7和NMOS管Q8串联在电源信号VCC2与地之间，其对应的源极和漏极互连并设置该节点为左臂驱动电路的输出端口，其特征在于:左上右下驱动支路的左上臂输入端通过一 MOS管驱动电路连接至MOS管Q7的控制端；左下右上驱动支路的左下臂输入端通过一 MOS管驱动电路连接至MOS管Q8的控制端。
2.根据权利要求1所述的无刷电机Η桥驱动电路，其特征在于，所述的MOS管驱动电路中，输入端通过电阻R3连接至三极管Q1的基极，三极管Q1串联在电源信号VCC1与地之间，其中三极管Q1的集电极通过上拉电阻R1和二极管D1与电源信号VCC1相连；三极管Q1的集电极与电阻R1之间的节点连接至NMOS管Q4的的栅极，同时通过电阻R2连接至PMOS管Q3的栅极，其中PMOS管Q3和NMOS管Q4的漏极互连后与电容C1并联，PMOS管Q3的源极连接至二极管D1的阴极，NMOS管Q4的源极连接至NMOS管Q7的源极，PMOS管Q3和NMOS管Q4之间的节点连接至NMOS管Q7的栅极。
3.根据权利要求2所述的无刷电机Η桥驱动电路，其特征在于，还包括连接在左上臂输入端口与左下臂输入宽口之间的保护单元。
4.根据权利要求3所述的无刷电机Η桥驱动电路，其特征在于，所述的保护单元设置有一三极管Q9，串联在电阻R3和三极管Q1基极之间的节点与地之间，三极管Q9的基极通过电阻R7连接至左下臂的输入端口。
【文档编号】H02H7/08GK104467559SQ201410752077
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】杨宇帮, 徐文赋, 朱立湘, 徐生辉 申请人:惠州市蓝微电子有限公司