一种可制动的直流电机驱动电路的制作方法

本实用新型属于电机驱动电路领域，具体地涉及一种可制动的直流电机驱动电路。

背景技术：

直流电机是将直流电能转换为机械能的电动机，直流电机有着宽广的调速范围、较强的过载能力和较大的启动转矩等优点，所以被广泛用于电力机车、工矿机车、城市电车、电梯、机器人等地方。

现在行业内对直流电机断电时，线圈内产生的反向电动势的泄放大多采用续流开关二极管泄放或H桥驱动电路泄放(如公开专利：CN205453564U)的方案，存在如下缺陷：

一是普通的续流开关二极管泄放直流电机停止瞬间产生的瞬时大电流能力弱，泄放反向电动势的时间偏长，不利于直流电机快速制动而导致转过头；

二是使用H桥驱动电路，虽然能较快速使直流电机制动，但是其成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可制动的直流电机驱动电路用以解决上述存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种可制动的直流电机驱动电路，包括NMOS管Q1和PMOS管Q2，所述MOS管Q1的漏极接电机的第一端，所述NMOS管Q1的源极接地，所述NMOS管Q1的栅极接电机控制信号，所述电机的第二端接电源，所述PMOS管Q2的源极接电机的第二端，所述PMOS管Q2的漏极接电机的第一端，所述PMOS管Q2的栅极接制动控制信号。

进一步的，还包括电平转换电路，PMOS管Q2的栅极通过电平转换电路接制动控制信号。

更进一步的，所述电平转换电路包括NPN三极管Q3，所述NPN三极管Q3的集电极串联电阻R2接PMOS管Q2的栅极，所述NPN三极管Q3的发射极接地，所述NPN三极管Q3的基极串联电阻R5接制动控制信号，所述NPN三极管Q3的基极串联电阻R6接地。

更进一步的，还包括嵌位电路，所述嵌位电路接在NPN三极管Q3的基极与NMOS管Q1的漏极之间，所述嵌位电路用于在NMOS管Q1导通时，将NPN三极管Q3的基极电压嵌位在开启电压之下。

更进一步的，所述嵌位电路包括二极管D1，所述二极管D1的正端接NPN三极管Q3的基极，所述二极管D1的负端接NMOS管Q1的漏极。

进一步的，还包括电容C31，所述电容C31与电机并联。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型通过PMOS管Q2以近乎于短路的状态，最大电流迅速的泄放掉直流电机线圈中产生的反向电动势，解决了直流电机断电一瞬间，直流电机制动偏慢而导致转过头的问题，直流电机断电到完全停止转动时间可以缩减到约20ms。

本实用新型仅需要2个MOS管即可实现，相对于H桥集成电路的4个驱动MOS管，成本更低。

本实用新型通过嵌位电路使“电机控制信号”优先，在“电机控制信号”工作时，“制动控制信号”无论是否输出，控制均无效，以此来保护PMOS管Q2避免因大电流击穿失效，提高了产品的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种可制动的直流电机驱动电路，包括NMOS管Q1和PMOS管Q2，NMOS管Q1的漏极接电机M的第一端，所述电机M的第二端VCC接电源，NMOS管Q1的源极接地，NMOS管Q1的栅极串联电阻R1接电机控制信号，NMOS管Q1的栅极串联电阻R3接地。

PMOS管Q2的源极接电机M的第二端VCC，PMOS管Q2的漏极接电机M的第一端，PMOS管Q2的栅极接制动控制信号，PMOS管Q2的栅极串联电阻R4接PMOS管Q2的源极。

本具体实施例中，为了避免电源的电压较高时，PMOS管Q2的栅极电流倒灌损坏控制芯片，如单片机，还包括电平转换电路，PMOS管Q2的栅极通过电平转换电路接制动控制信号，通过电平转换电路进行隔离，可以避免PMOS管Q2的栅极电流倒灌损坏控制芯片，从而适用于宽电压的电机驱动电源。

本具体实施例中，所述电平转换电路包括NPN三极管Q3，所述NPN三极管Q3的集电极串联电阻R2接PMOS管Q2的栅极，所述NPN三极管Q3的发射极接地，所述NPN三极管Q3的基极串联电阻R5接制动控制信号，所述NPN三极管Q3的基极串联电阻R6接地。当然，在其它实施例中，也可以采用其它现有的电平转换电路，如采用MOS管组成的电平转换电路，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

进一步的，还包括嵌位电路，所述嵌位电路接在NPN三极管Q3的基极与NMOS管Q1的漏极之间，所述嵌位电路用于在NMOS管Q1导通时，将NPN三极管Q3的基极电压嵌位在开启电压之下。

本具体实施例中，所述嵌位电路包括二极管D1，所述二极管D1的正端接NPN三极管Q3的基极，所述二极管D1的负端接NMOS管Q1的漏极，所述二极管D1的型号优选为1N5819，但不限于此，当然，在其它实施例中，也可以采用现有的其它嵌位电路，只要在NMOS管Q1导通时，将NPN三极管Q3的基极电压嵌位在开启电压之下即可，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

本具体实施例中，还包括电容C31，所述电容C31与电机M并联。

工作过程：

电机启动：制动控制信号关闭，电机控制信号输入，PMOS管Q2关闭，NMOS管Q1导通，电流从VCC→电机M→NMOS管Q1→GND，电机M工作。

电机停止及制动：当检测到电机M转动到位的信号后，电机控制信号关闭，制动控制信号输入，NMOS管Q1关闭，PMOS管Q2导通，电机M内因转子转动存在的惯性产生的反向电动势的电流从VCC→PMOS管Q2→电机M→VCC回路迅速泄放掉，使电机M迅速的停止下来，以达到电机M转动到位的精确定位。

异常保护：电机控制信号输入时，正常情况，制动控制信号应该关闭，如果此时电路控制信号异常，导致制动控制信号被拉到高电平，如果没有二极管D1，则PMOS管Q2导通，在电机M工作的时候，PMOS管Q2因此时与电机M并联，最终会导致PMOS管Q2或者NMOS管Q1被大电流短路击穿；而增加二极管D1后，制动控制信号的电平被钳位到约等于二极管D1导通压降(＜0.5V)，这个电压不足以驱动NPN三极管Q3，从而确保PMOS管Q2被关闭。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。