天窗电机控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种天窗电机控制电路，包括：一体化集成电路、场效应晶体管模块、霍尔传感器、电机（M）、电源正、负端子（KL30、KL31）、点火端子、天窗关闭端子、及天窗开启端子；所述场效应晶体管模块包括第一Mosfet（T1）、第二Mosfet（T2）、第三Mosfet（T3）及第四Mosfet（T4）；所述第一Mosfet（T1）、第二Mosfet（T2）、第三Mosfet（T3）及第四Mosfet（T4）构成H桥连接电路；该天窗电机控制电路还包括：电阻（R1）、二极管（D1）及电容（C1）。本实用新型有效的减少了天窗模块外部的盖子，且可以得到更好的噪音水平和电磁干扰性能，降低了生产成本。
【专利说明】天窗电机控制电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种控制电路，尤其涉及一种天窗电机控制电路。
【背景技术】
[0002] 随着汽车工业的不断发展，各类汽车上都配置有自动天窗。汽车天窗安装于车顶， 能够有效地使车内空气流通，增加新鲜空气的进入，为车主带来健康、舒适的享受。该天窗 通过电机来驱动，所述电机则通过对应的控制电路来控制。请参阅图1，为现有的天窗电机 控制电路，包括：一体化集成电路Γ (Integrated 1C)、继电器2'（Relay)、霍尔传感器3' (Hall)、电机（M'）、电源正、负端子（此30'、此31'）、点火端子、天窗关闭端子、及天窗开启 端子。所述一体化集成电路Γ与霍尔传感器3 '、电源正端子（KL30 '）电性连接；所述继电器 2'与电源正、负端子（KL30'、KL31'）及电机（M'）电性连接；所述一体化集成电路Γ包括：用 于进行数据处理的 MCU(Micro Control Unit，微控制单兀）、LD0(Low Dropout Regulator， 低压差线性稳压器)、1/0 接口电路（1/0 circuit)、ADC (Analog-to-digital converter, 模拟数字转换器)、继电器驱动器（Relay Driver)、及霍尔传感器控制模块（Hall module); 所述1/0接口电路与点火端子、天窗关闭端子、及天窗开启端子电性连接；所述霍尔传感器 控制模块与霍尔传感器3'电性连接；所述霍尔传感器3'为两个。该天窗电机控制电路还 包括：电阻（R1'）、二极管（D1'）及电容（C1'），所述电阻（R1'）、二极管（D1'）及电容（C1'） 均电性连接于电源正端子（KL30'） ;所述电阻（R1'）、二极管（D1'）串联后与LD0形成汇合处 (al'），电容（C1'）串接在所述汇合处（al'）和地之间。
[0003] 目前，汽车天窗电机控制电路中通常采用继电器来控制电机的方向和速度，由于 继电器本身的体积较大，导致印刷电路板（PCB)的面积较大，使天窗电机的噪声水平和电磁 干扰性能均较差，且该种天窗模块的整体尺寸较大，不利于生产成本的控制。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种天窗电机控制电路，其结构简单，能有效降低天 窗模块的尺寸，且可以得到更好的噪声水平和电磁干扰性能。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供一种天窗电机控制电路，包括：一体化集成电 路、场效应晶体管模块、霍尔传感器、电机(M)、电源正、负端子（KL30、KL31)、点火端子、天 窗关闭端子、及天窗开启端子。所述一体化集成电路与场效应晶体管模块、霍尔传感器及 电源正端子（KL30)电性连接；所述场效应晶体管模块与电源正端子（KL30)、电源负端子 (KL31)、及电机（M)电性连接。
[0006] 所述一体化集成电路包括：用于进行数据处理的MCU、LD0、1/0接口电路、ADC、场 效应晶体管驱动器、及霍尔传感器控制模块；所述场效应晶体管驱动器包括第一场效应晶 体管驱动器（MD1)与第二场效应晶体管驱动器（MD2);所述1/0接口电路与点火端子、天窗 关闭端子、及天窗开启端子电性连接；所述霍尔传感器控制模块与霍尔传感器电性连接； 所述MCU通过1/0接口电路检测天窗开启与关闭信号，该MCU根据检测到的信号相应控制 所述场效应晶体管驱动器驱动场效应晶体管模块，进而控制电机(Μ)的运转状态，实现天窗 的开启与关闭；所述霍尔传感器检测电机(Μ)运转状态并产生脉冲信号，该脉冲信号通过 霍尔传感器控制模块传送到MCU进行计数和鉴别处理，进而判断天窗的位置状态。
[0007] 所述场效应晶体管模块包括第一 Mosfet (Τ1)、第二Mosfet (Τ2)、第三Mosfet (T3)及第四Mosfet (T4);所述第一 Mosfet (T1)与第二Mosfet (T2)电性连接电源一端 (KL30)及第一场效应晶体管驱动器（MD1);所述第三Mosfet (T3)与第四Mosfet (T4)电性 连接于电源另一端（KL31)及第二场效应晶体管驱动器（MD2);所述第一 Mosfet (T1)、第二 Mosfet (T2)、第三Mosfet (T3)及第四Mosfet (T4)构成Η桥连接电路；其中上半桥包括 第一 Mosfet (Τ1)与第二 Mosfet (Τ2)，下半桥包括第三 Mosfet (Τ3)与第四 Mosfet (Τ4)。
[0008] 还包括电阻（R1)、二极管（D1)及电容（C1)，所述电阻（R1)、二极管（D1)及电容 (C1)均电性连接于电源正端子（KL30);所述电阻（R1)、二极管（D1)串联后与LD0形成汇合 处（al)，电容（C1)串接在所述汇合处（al)和地之间。
[0009] 所述第一 Mosfet (T1)包括第一栅极（gl)、第一源极（si)及第一漏极（dl);所述 第二Mosfet (T2)包括第二栅极（g2)、第二源极（s2)及第二漏极（d2);所述第三Mosfet (T3)包括第三栅极（g3)、第三源极（s3)及第三漏极（d3);所述第四Mosfet (T4)包括第四 栅极（g4)、第四源极（s4)及第四漏极（d4)。
[0010] 第一源极（si)与第三漏极（d3)的连接节点（Ml)和第二源极（s2)与第四漏极（d4) 的连接节点（M2)组成Η桥连接电路的输出端，所述输出端电性连接于电机(Μ)。
[0011] 所述第一栅极（gl)与第二栅极（g2)电性连接于第一场效应晶体管驱动器(MD1); 所述第三栅极（g3)与第四栅极（g4)电性连接于第二场效应晶体管驱动器（MD2)。
[0012] 所述第一漏极（dl)与第二漏极（d2)电性连接于电源正端子（KL30);所述第三源 极（s3)与第四源极（s4)电性连接于电源负端子（KL31)。
[0013] 所述霍尔传感器为两个。
[0014] 本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种天窗电机控制电路，采用场效应晶 体管结合成的Η桥电路，来取代继电器，使印刷电路板和电源电路变短，进而使印刷电路板 面积减少了 40%，有效的减少了天窗模块外部的盖子。较短的印刷电路板导致较短的悬臂， 可以使天窗电机获得更好的噪音水平；而较短的电源电路可以使天窗电机获得更好的电磁 干扰性能。本实用新型通过场效应晶体管结合成的Η桥电路来控制天窗电机的方向和速 度，有效的降低了生产成本。
[0015] 为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新 型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 下面结合附图，通过对本实用新型的【具体实施方式】详细描述，将使本实用新型的 技术方案及其它有益效果显而易见。
[0017] 附图中，
[0018] 图1为现有的天窗电机控制电路图；
[0019] 图2为本实用新型的天窗电机控制电路图。
【具体实施方式】
[0020] 为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的 优选实施例及其附图进行详细描述。
[0021] 请参阅图2,本实用新型提供一种天窗电机控制电路，包括：一体化集成电路1、场 效应晶体管模块 2 (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)、霍 尔传感器3、电机（M)、电源正、负端子（KL30、KL31)、点火端子、天窗关闭端子、及天窗开启 端子。所述一体化集成电路与场效应晶体管模块、霍尔传感器及电源正端子（KL30)电性连 接；所述场效应晶体管模块与该电源正端子（KL30)、电源负端子（KL31)、及电机(M)电性连 接。
[0022] 所述一体化集成电路1包括：用于进行数据处理的MCU、LD0、I/O接口电路、ADC、 场效应晶体管驱动器（Mosfet Driver)、及霍尔传感器控制模块；所述场效应晶体管驱动器 包括第一场效应晶体管驱动器（MD1)与第二场效应晶体管驱动器（MD2);所述I/O接口电路 与点火端子、天窗关闭端子、及天窗开启端子电性连接；所述霍尔传感器控制模块与霍尔传 感器3电性连接；所述MCU通过I/O接口电路检测天窗开启与关闭信号，该MCU根据检测到 的信号相应控制所述场效应晶体管驱动器驱动场效应晶体管模块2,进而控制电机（M)的 运转状态，实现天窗的开启与关闭；所述霍尔传感器3检测电机(M)运转状态并产生脉冲信 号，该脉冲信号通过霍尔传感器控制模块传送到MCU进行计数和鉴别处理，进而判断天窗 的位置状态。
[0023] 所述场效应晶体管模块2包括第一 Mosfet (T1)、第二Mosfet (T2)、第三Mosfet (T3)及第四Mosfet (T4);所述第一 Mosfet (T1)与第二Mosfet (T2)电性连接于电源正 端子（KL30)及第一场效应晶体管驱动器（MD1);所述第三Mosfet (T3)与第四Mosfet (T4) 电性连接于电源负端子（KL31)及第二场效应晶体管驱动器（MD2);所述第一 Mosfet (T1)、 第二Mosfet (T2)、第三Mosfet (T3)及第四Mosfet (T4)构成Η桥连接电路；其中上半桥 包括第一 Mosfet (Τ1)与第二Mosfet (Τ2)，下半桥包括第三Mosfet (Τ3)与第四Mosfet (T4)。
[0024] 还包括电阻（R1)、二极管（D1)及电容（C1)，所述电阻（R1)、二极管（D1)及电容 (C1)均电性连接于电源正端子（KL30);所述电阻（R1)、二极管（D1)串联后与LD0形成汇合 处（al)，电容（C1)串接在所述汇合处（al)和地之间。
[0025] 所述第一 Mosfet (T1)包括第一栅极（gl)、第一源极（si)及第一漏极（dl);所述 第二Mosfet (T2)包括第二栅极（g2)、第二源极（s2)及第二漏极（d2);所述第三Mosfet (T3)包括第三栅极（g3)、第三源极（s3)及第三漏极（d3);所述第四Mosfet (T4)包括第四 栅极（g4)、第四源极（s4)及第四漏极（d4)。
[0026] 第一源极（si)与第三漏极（d3)的连接节点（Ml)和第二源极（s2)与第四漏极（d4) 的连接节点（M2)组成Η桥连接电路的输出端，所述输出端电性连接于电机(Μ)。本实用新 型通过上述场效应晶体管构成的Η桥连接电路，来控制天窗电机的方向和速度，有效的降 低了生产成本。
[0027] 所述第一栅极（gl)与第二栅极（g2)电性连接于第一场效应晶体管驱动器(MD1); 所述第三栅极（g3)与第四栅极（g4)电性连接于第二场效应晶体管驱动器（MD2)。所述第 一场效应晶体管驱动器（MD1)与第二场效应晶体管驱动器（MD2)的作用是输出足够的驱动 电流，为第一栅极（gl)、第二栅极（g2)、第三栅极（g3)、及第四栅极（g4)进行充电和放电。
[0028] 所述第一漏极（dl)与第二漏极（d2)电性连接于电源正端子（KL30);所述第三源 极（S3)与第四源极（s4)电性连接于电源负端子（KL31)。
[0029] 所述霍尔传感器3为两个。
[0030] 本实用新型的工作原理为：具体地，第一 Mosfet (T1)、第二Mosfet (T2)、第三 Mosfet (T3)及第四Mosfet (T4)均为N沟道增强型M0S管，其构成的Η桥连接电路的工 作原理为：当第一 Mosfet (Τ1)、第三 Mosfet (Τ3)导通，第二 Mosfet (Τ2)、第四 Mosfet (T4)截止时，电机电流从左至右流，驱动电机正转，使天窗打开；当第二Mosfet (T2)、第四 Mosfet (T4)导通，第一 Mosfet (T1)、第三Mosfet (T3)截止时，电机电流从右至左流，驱 动电机反转，使天窗关闭，这样即可实现电机正、反两个方向的控制。
[0031] 综上所述，本实用新型提供的天窗电机控制电路，采用场效应晶体管结合成的Η 桥电路，来取代继电器，使印刷电路板和电源电路（Power circuit)变短，进而使印刷电路 板面积减少了 40%，有效地减少了天窗模块外部的盖子的尺寸。较短的印刷电路板导致较短 的悬臂，可以使天窗电机获得更好的噪音水平；而较短的电源电路可以使天窗电机获得更 好的电磁干扰性能。本实用新型通过场效应晶体管结合成的Η桥电路来控制天窗电机的方 向和速度，有效的降低了生产成本。
[0032] 以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和 技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权 利要求的保护范围。
【权利要求】
1. 一种天窗电机控制电路，其特征在于，包括：一体化集成电路、场效应晶体管模块、 霍尔传感器、电机（M)、电源正、负端子（KL30、KL31)、点火端子、天窗关闭端子、及天窗开启 端子；所述一体化集成电路与场效应晶体管模块、霍尔传感器及电源正端子（KL30)电性连 接；所述场效应晶体管模块与电源正、负端子（KL30、KL31)、及电机(M)电性连接； 所述一体化集成电路包括：用于进行数据处理的MCU、LDO、I/O接口电路、ADC、场效应 晶体管驱动器、及霍尔传感器控制模块；所述场效应晶体管驱动器包括第一场效应晶体管 驱动器（MD1)与第二场效应晶体管驱动器（MD2);所述I/O接口电路与点火端子、天窗关闭 端子、及天窗开启端子电性连接；所述霍尔传感器控制模块与霍尔传感器电性连接；所述 MCU通过I/O接口电路检测天窗开启与关闭信号，该MCU根据检测到的信号相应控制所述场 效应晶体管驱动器驱动场效应晶体管模块，进而控制电机(M)的运转状态，实现天窗的开启 与关闭；所述霍尔传感器检测电机（M)运转状态并产生脉冲信号，该脉冲信号通过霍尔传 感器控制模块传送到MCU进行计数和鉴别处理，进而判断天窗的位置状态； 所述场效应晶体管模块包括第一 Mosfet (T1)、第二Mosfet (T2)、第三Mosfet (T3) 及第四Mosfet (T4);所述第一 Mosfet (T1)与第二Mosfet (T2)电性连接于电源正端子 (KL30)及第一场效应晶体管驱动器（MD1);所述第三Mosfet (T3)与第四Mosfet (T4)电性 连接于电源负端子（KL31)及第二场效应晶体管驱动器（MD2);所述第一 Mosfet (T1)、第二 Mosfet (T2)、第三Mosfet (T3)及第四Mosfet (T4)构成Η桥连接电路；其中上半桥包括 第一 Mosfet (Τ1)与第二 Mosfet (Τ2)，下半桥包括第三 Mosfet (Τ3)与第四 Mosfet (Τ4)。
2. 如权利要求1所述的天窗电机控制电路，其特征在于，还包括：电阻（R1)、二极 管（D1)及电容（C1);所述电阻（R1)、二极管（D1)及电容（C1)均电性连接于电源正端子 (KL30);所述电阻（R1)、二极管（D1)串联后与LD0形成汇合处（al)，电容（C1)串接在所述 汇合处（al)和地之间。
3. 如权利要求1所述的天窗电机控制电路，其特征在于，所述第一Mosfet (T1)包括第 一栅极（gl)、第一源极（si)及第一漏极（dl);所述第二Mosfet (T2)包括第二栅极（g2)、第 二源极（s2)及第二漏极（d2);所述第三Mosfet (T3)包括第三栅极（g3)、第三源极（s3)及 第三漏极（d3);所述第四Mosfet (T4)包括第四栅极（g4)、第四源极（s4)及第四漏极（d4)。
4. 如权利要求3所述的天窗电机控制电路，其特征在于，第一源极（si)与第三漏极 (d3)的连接节点（Ml)和第二源极（s2)与第四漏极（d4)的连接节点（M2)组成Η桥连接电 路的输出端，所述输出端电性连接于电机(Μ )。
5. 如权利要求3所述的天窗电机控制电路，其特征在于，所述第一栅极（gl)与第二栅 极（g2)电性连接于第一场效应晶体管驱动器（MD1);所述第三栅极（g3)与第四栅极（g4)电 性连接于第二场效应晶体管驱动器（MD2)。
6. 如权利要求3所述的天窗电机控制电路，其特征在于，所述第一漏极（dl)与第二漏 极（d2)电性连接于电源正端子（KL30);所述第三源极（s3)与第四源极（s4)电性连接于电 源负端子（KL31)。
7. 如权利要求1所述的天窗电机控制电路，其特征在于，所述霍尔传感器为两个。
【文档编号】H02P7/28GK203896239SQ201420177649
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】王晓明, 屈年鹤, 寇智涛, 陈浩 申请人:广东德昌电机有限公司