专利名称：自动调整输出电压的马达驱动电路结构的制作方法
技术领域：
自动调整输出电压的马达驱动电路结构技术领域[0001]本实用新型涉及电路结构领域，特别涉及马达驱动电路技术领域，具体是指一种自动调整输出电压的马达驱动电路结构。
背景技术：
[0002]目前，现有技术中采用的马达驱动电路如图I所示。采用该电路结构的增益Avl 如下式所示[0003]Avl= Δ Vout/ Δ Vin[0004]=[ (Vout+) -(Vout-) ]/ (Vin - Vbias)[0005]=(-R2/Rl) X (-R4/R3) (1+R6/R5)[0006]=(R2/R1) X (R4/R3) (1+R6/R5)。[0007]现有技术中还包括如图2所示的，在输入端串接电阻的马达驱动电 路，该电路结构的增益Av2如下式所示[0008]Αν2= Δ Vout/ Δ Vi[0009]= [ (Vout+) - (Vout-) ] / (Vi - Vbias)[0010]=[-R2/(Rl+Radd)] X (-R4/R3) (1+R6/R5)。[0011]现有技术中的上述马达驱动电路的缺点是，在线性增益控制范围内，使输出端 (OUT+，OUT -)的输出电压只能以偏置电压BIAS输入端的电压Vbias为中心值变化，只有当Vbias=O. 5VCC的情况下，才能获得最大的输出动态范围。当Vbias ^ O. 5VCC时，无论 VCC>2Vbias或VCC〈2Vbias，都使电路的最大输出动态范围受到限制。实用新型内容[0012]本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种在电路对输入信号放大的同时，使输出电压以O. 5VCC为中心值摆动，实现输出电压的自动调整，同时利用在信号的输入路径上的跟随器及输入信号端与BIAS之间增加的一个输入电阻，实现所需的端口输入阻抗特性，从而解决现有技术中驱动电路最大输出动态范围受到限制的问题，且结构简单，成本低廉，应用范围广泛的自动调整输出电压的马达驱动电路结构。[0013]为了实现上述的目的，本实用新型的自动调整输出电压的马达驱动电路结构具有如下构成[0014]该自动调整输出电压的马达驱动电路结构包括顺序连接的输入级电路单元、第一级放大电路单元和第二级放大电路单元，所述的输入级电路单元包括马达驱动电压输入端 Vin和偏置电压输入端BIAS ;所述的第二级放大电路单元包括马达驱动电压的输出端正极 OUT +和输出端负极OUT —。[0015]该自动调整输出电压的马达驱动电路结构中，所述的输入级电路单元包括输入电阻Rin和第四差分放大器AMP4，所述的输入电阻Rin跨接于所述的马达驱动电压输入端 Vin和偏置电压输入端BIAS之间；所述的马达驱动电压输入端Vin连接所述的第四差分放大器AMP4同相输入端；所述的第四差分放大器AMP4的输出端反馈连接其反相输入端；所述的第四差分放大器AMP4的输出端和所述的偏置电压输入端BIAS还连接所述的第一级放大电路单元。[0016]该自动调整输出电压的马达驱动电路结构中，所述的第一级放大电路单元包括第一电阻R1、第一附加电阻R1A、第二电阻R2、第二附加电阻R2A和第一差分放大器AMPl ； 所述的第四差分放大器AMP4的输出端通过所述的第一电阻Rl连接所述的第一差分放大器AMPl的反相输入端；所述的偏置电压输入端BIAS通过所述的第一附加电阻RlA连接所述的第一差分放大器AMPl的同相输入端；该第一附加电阻RlA还通过所述的第二附加电阻R2A连接所述的第二级放大电路单元，并连接参考电压O. 5VCC ;所述的第一差分放大器 AMPl的输出端反馈至该第一差分放大器AMPl的反相输入端，且该第一差分放大器AMPl的输出端还连接所述的第二级放大电路单元。[0017]该自动调整输出电压的马达驱动电路结构中，所述的第二级放大电路单元包括第一反向放大电路子单元和第二反向放大电路子单元。其中，所述的第一反向放大电路子单元包括第三电阻R3、第四电阻R4和第二差分放大器AMP2，所述的第一差分放大器AMPl的输出端通过所述的第三电阻R3连接所述的第二差分放大器AMP2的反相输入端，所述的第二附加电阻R2A的连接该第二级放大电路单元的一端连接于所述的第二差分放大器AMP2 的同相输入端；所述的第二差分放大器AMP2的输出端为马达驱动电压输出端正极OUT +， 所述的第二差分放大器AMP2的输出端通过所述的第四电阻R4反馈连接至所述的第二差分放大器AMP2的反相输入端，且该第二差分放大器AMP2的输出端还连接所述的第二反向放大电路子单元。而所述的第二反向放大电路子单元包括第五电阻R5、第六电阻R6和第三差分放大器AMP3，所述的第二差分放大器AMP2的输出端通过所述的第五电阻R5连接所述的第三差分放大器AMP3的反相输入端，所述的第二附加电阻R2A的连接该第二级放大电路单元的一端连接于所述的第三差分放大器AMP3的同相输入端；所述的第三差分放大器 AMP3的输 出端为马达驱动电压输出端负极OUT —，所述的第三差分放大器AMP3的输出端通过所述的第六电阻R6反馈连接至所述的第三差分放大器AMP3的反相输入端。[0018]该自动调整输出电压的马达驱动电路结构中，所述的电路结构还包括参考电压生成单元，该参考电压生成单元的输出端输出参考电压O. 5VCC，并分别连接所述的第二差分放大器AMP2的同相输入端、所述的第三差分放大器AMP3的同相输入端以及第二附加电阻 R2A连接第二级放大电路单元的一端。[0019]该自动调整输出电压的马达驱动电路结构中，所述的电路结构还包括输入端串联电阻Radd，所述的输入端串联电阻Radd连接于外部马达驱动电压与所述的输入级电路单元的马达驱动电压输入端Vin之间。[0020]采用了该实用新型的自动调整输出电压的马达驱动电路结构，由于其包括顺序连接的输入级电路单元、第一级放大电路单元和第二级放大电路单元。输入级电路单元包含一个由放大器形成的跟随器，将输入信号传送到第一级放大电路单元，输入级电路单元的 Vin和BIAS两个输入端之间的电阻Rin为电路的输入电阻。第一级放大电路单元包括一个差分输入放大器，及比例电阻Rl和R2，RlA和R2A,其将输入的信号放大,并使输出电压的中心值为参考电压O. 5VCC ;第二级放大电路单元包括两个反向放大电路，对第一级放大电路单元的输出信号进一步放大并提供足够的输出能力。由于第二级放大电路单元的输入动态信号的中心值为O. 5VCC，所以输出动态信号OUT +和OUT —中心值同样为O. 5VCC。由此保证该电路结构的输出电压的中心值随电源电压VCC自动调整，并使信号输入端口的特性兼容已有电路特性。从而解决现有技术中驱动电路最大输出动态范围受到限制的问题，实现一种结构简单，成本低廉，应用范围广泛的自动调整输出电压的马达驱动电路结构。
[0021]图I为现有技术中采用的一种马达驱动电路的电路结构示意图。[0022]图2为现有技术中采用的另一种马达驱动电路的电路结构示意图。[0023]图3为本实用新型的自动调整输出电压的马达驱动电路结构的一种实施方式的电路结构意图。[0024]图4为本实用新型的自动调整输出电压的马达驱动电路结构的一种优选实施方式的电路结构示意图。
具体实施方式
[0025]为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。[0026]请参阅图3所示，为本实用新型的自动调整输出电压的马达驱动电路结构的一种实施方式的电路结构示意图。[0027]在该实施方式中，所述的电路结构包括顺序连接的输入级电路单元、第一级放大电路单元、第二级放大电路单元和参考电压生成单元。所述的输入级电路单元包括马达驱动电压输入端Vin和偏置电压输入端BIAS ;所述的第二级放大电路单元包括马达驱动电压输出端OUT + ,OUT 一。所述的参考电压生成单元的输出端输出参考电压O. 5VCC并分别连接所述的第一级放大电路单元和第二级放大电路单元。在一种优选的实施方式中，所述的输入级电路单元包括输入电阻Rin和第四差分放大器AMP4，所述的输入电阻Rin跨接于所述的马达驱动电压输入端Vin和偏置电压输入端BIAS之间；所述的马达驱动电压输入端Vin连接所述的第四差分放大器AMP4同相输入端；所述的第四差分放大器AMP4的输出端反馈连接其反相输入端；所述的第四差分放大器 AMP4的输出端和所述的偏置电压输入端BIAS还连接所述的第一级放大电路单元。且所述的第一级放大电路单元包括第一电阻Rl、第一附加电阻R1A、第二电阻R2、第二附加电阻 R2A和第一差分放大器AMPl ;所述的第四差分放大器AMP4的输出端通过所述的第一电阻 Rl连接所述的第一差分放大器AMPl的反相输入端；所述的偏置电压输入端BIAS通过所述的第一附加电阻RlA连接所述的第一差分放大器AMPl的同相输入端；该第一附加电阻RlA 还通过所述的第二附加电阻R2A分别连接所述的第二级放大电路单元和所述的参考电压生成单元的输出端；所述的第一差分放大器AMPl的输出端反馈至该第一差分放大器AMPl 的反相输入端，且该第一差分放大器AMPl的输出端还连接所述的第二级放大电路单元。[0029]在一种进一步优选的实施方式中，所述的第二级放大电路单元包括第一反向放大电路子单元和第二反向放大电路子单元。其中，所述的第一反向放大电路子单元包括第三电阻R3、第四电阻R4和第二差分放大器AMP2，所述的第一差分放大器AMPl的输出端通过所述的第三电阻R3连接所述的第二差分放大器AMP2的反相输入端，所述的第二附加电阻 R2A的连接该第二级放大电路单元的一端连接于所述的第二差分放大器AMP2的同相输入端；所述的第二差分放大器AMP2的输出端为马达驱动电压输出端正极OUT +，所述的第二差分放大器AMP2的输出端通过所述的第四电阻R4反馈连接至所述的第二差分放大器AMP2 的反相输入端，且该第二差分放大器AMP2的输出端还连接所述的第二反向放大电路子单元。且所述的第二反向放大电路子单元包括第五电阻R5、第六电阻R6和第三差分放大器 AMP3，所述的第二差分放大器AMP2的输出端通过所述的第五电阻R5连接所述的第三差分放大器AMP3的反相输入端，所述的第二附加电阻R2A的连接该第二级放大电路单元的一端连接于所述的第三差分放大器AMP3的同相输入端；所述的第三差分放大器AMP3的输出端为马达驱动电压输出端负极OUT —，所述的第三差分放大器AMP3的输出端通过所述的第六电阻R6反馈连接至所述的第三差分放大器AMP3的反相输入端。所述的参考电压生成单元的输出端分别连接所述的第二差分放大器AMP2的同相输入端、所述的第三差分放大器 AMP3的同相输入端以及第二附加电阻R2A连接第二级放大电路单元的一端。[0030]在一种更优选的实施方式中，如图4所示，所述的电路结构还包括输入端串联电阻Radd，所述的 输入端串联电阻Radd连接于外部马达驱动电压与所述的输入级电路单元的马达驱动电压输入端Vin之间。[0031]在实际应用中，本实用新型的电路结构中，如图3所示，输入级的作用是隔离输入信号和第一级放大电路的直接联系，防止使用外接电阻时破坏第一级的平衡结构。Rin 为输入电阻，在取值上Rin=Rl,在端口特性上兼容其他产品；第一级放大电路中，Rl=RlA, R2=R2A，正相端和反相端连接对称的电阻网络结构，目的是迫使差分放大器AMPl的输出放大信号的中心值为O. 5VCC。第二级放大电路主要完成信号放大及功率输出。参考电压值O.5VCC可由外部提供，也可如图3所示由内部电路BI产生。[0032]具体而言，输入级中的放大器AMP4构成跟随器，对输入信号进行等幅放大，因此第一级放大电路的输入信号可等同为Vin。另外，第一级放大电路中的R1=R1A，R2=R2A，以此，第一级放大电路AMPl的输出⑶OUTl可表示为KDOUTl= — Λ VinX (R2/R1);第二级放大电路的差分输出Λ Vout可表示为Λ Vout= (Vout+) — (Vout-) ο整个电路的增益Av3可以下式表示[0033]Av3= ( Δ Vout/( OUT1) X (⑶OUTl/ Δ Vin)[0034]=[ (Vout+) — (Vout-)]/ (Vin — Vbias)[0035]=(R2/R1) X (R4/R3) (1+R6/R5)。[0036]输入电阻Rin取值等于Rl的目的在于，如图4所示，在输入端串接电阻Radd改变增益时，电路的增益Av4如下式所示[0037]Αν4= Δ Vout/ Δ Vi[0038]=[ (Vout+) — (Vout-)]/ (Vi-Vbias)[0039]=[Rin/(Rin+Radd)]X (-R2/R1)X (-R4/R3)(1+R6/R5);[0040]将Rin=Rl带入上式,得[0041 ] Av4=[R2/(Rl+Radd)]X (R4/R3)(1+R6/R5)[0042]使信号输入端口的特性兼容已有电路特性。[0043]采用了该实用新型的自动调整输出电压的马达驱动电路结构，由于其包括顺序连接的输入级电路单元、第一级放大电路单元和第二级放大电路单元。输入级电路单元包含一个由放大器形成的跟随器，将输入信号传送到第一级放大电路单元，输入级电路单元的Vin和BIAS两个输入端之间的电阻Rin为电路的输入电阻。第一级放大电路单元包括一个差分输入放大器，及比例电阻Rl和R2，RlA和R2A,其将输入的信号放大,并使输出电压的中心值为参考电压O. 5VCC ;第二级放大电路单元包括两个反向放大电路，对第一级放大电路单元的输出信号进一步放大并提供足够的输出能力。由于第二级放大电路单元的输入动态信号的中心值为O. 5VCC，所以输出动态信号OUT +和OUT —中心值同样为O. 5VCC。由此保证该电路结构的输出电压的中心值随电源电压VCC自动调整，并使信号输入端口的特性兼容已有电路特性。 从而解决现有技术中驱动电路最大输出动态范围受到限制的问题，实现一种结构简单，成本低廉，应用范围广泛的自动调整输出电压的马达驱动电路结构。[0044]在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种自动调整输出电压的马达驱动电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括顺序连接的输入级电路单元、第一级放大电路单元和第二级放大电路单元，所述的输入级电路单元包括马达驱动电压输入端(Vin)和偏置电压输入端(BIAS);所述的第二级放大电路单元包括马达驱动电压输出端(OUT +，OUT 一)。
2.根据权利要求I所述的自动调整输出电压的马达驱动电路结构，其特征在于，所述的输入级电路单元包括输入电阻(Rin)和第四差分放大器(AMP4)，所述的输入电阻(Rin) 跨接于所述的马达驱动电压输入端(Vin)和偏置电压输入端(BIAS)之间；所述的马达驱动电压输入端(Vin)连接所述的第四差分放大器(AMP4)同相输入端；所述的第四差分放大器 (AMP4)的输出端反馈连接其反相输入端；所述的第四差分放大器(AMP4)的输出端和所述的偏置电压输入端(BIAS)还连接所述的第一级放大电路单元。
3.根据权利要求2所述的自动调整输出电压的马达驱动电路结构，其特征在于，所述的第一级放大电路单元包括第一电阻(R1)、第一附加电阻(R1A)、第二电阻(R2)、第二附加电阻(R2A)和第一差分放大器(AMPl);所述的第四差分放大器(AMP4)的输出端通过所述的第一电阻(Rl)连接所述的第一差分放大器(AMPl)的反相输入端；所述的偏置电压输入端(BIAS)通过所述的第一附加电阻(RlA)连接所述的第一差分放大器(AMPl)的同相输入端；该第一附加电阻(RlA)还通过所述的第二附加电阻(R2A)连接所述的第二级放大电路单元；所述的第一差分放大器(AMPl)的输出端反馈至该第一差分放大器(AMPl)的反相输入端，且该第一差分放大器(AMPl)的输出端还连接所述的第二级放大电路单元。
4.根据权利要求3所述的自动调整输出电压的马达驱动电路结构，其特征在于，所述的第二级放大电路单元包括第一反向放大电路子单元和第二反向放大电路子单元；所述的第一反向放大电路子单元包括第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第二差分放大器(AMP2)，所述的第一差分放大器(AMPl)的输出端通过所述的第三电阻(R3)连接所述的第二差分放大器(AMP2)的反相输入端，所述的第二附加电阻(R2A)的连接该第二级放大电路单元的一端连接于所述的第二差分放大器(AMP2)的同相输入端；所述的第二差分放大器(AMP2)的输出端为马达驱动电压输出端正极(OUT +)，所述的第二差分放大器(AMP2) 的输出端通过所述的第四电阻(R4)反馈连接至所述的第二差分放大器(AMP2)的反相输入端，且该第二差分放大器(AMP2)的输出端还连接所述的第二反向放大电路子单元；所述的第二反向放大电路子单元包括第五电阻(R5)、第六电阻(R6)和第三差分放大器(AMP3)，所述的第二差分放大器(AMP2)的输出端通过所述的第五电阻(R5)连接所述的第三差分放大器(AMP3)的反相输入端，所述的第二附加电阻(R2A)的连接该第二级放大电路单元的一端连接于所述的第三差分放大器(AMP3)的同相输入端；所述的第三差分放大器(AMP3)的输出端为马达驱动电压输出端负极(OUT —)，所述的第三差分放大器(AMP3) 的输出端通过所述的第六电阻(R6)反馈连接至所述的第三差分放大器(AMP3)的反相输入端。
5.根据权利要求4所述的自动调整输出电压的马达驱动电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括参考电压生成单元，所述的参考电压生成单元的输出端分别连接所述的第二差分放大器(AMP2)的同相输入端以及所述的第三差分放大器(AMP3)的同相输入端。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的自动调整输出电压的马达驱动电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括输入端串联电阻(Radd)，所述的输入端串联电阻(Radd)连接于外部马达驱动电压与所述的输入级电路单元的马达驱动电压输入端(Vin)之间。·
专利摘要本实用新型涉及一种自动调整输出电压的马达驱动电路结构，属于电路结构技术领域。该马达驱动电路结构包括顺序连接的输入级电路单元、第一级放大电路单元和第二级放大电路单元；输入级电路单元包含一个跟随器，并将输入信号传送到第一级放大电路单元；第一级放大电路单元包括一个差分输入放大器，将输入的信号放大并使输出电压的中心值为参考电压0.5VCC；第二级放大电路单元包括两个反向放大电路，对第一级放大电路单元的输出信号进一步放大并提供输出。由于第二级放大电路单元的输入动态信号的中心值为0.5VCC，所以输出动态信号OUT＋和OUT－中心值同样为0.5VCC，由此保证该电路结构的输出电压的中心值随电源电压VCC自动调整。
文档编号H03F3/45GK202795113SQ20122046524
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者刘卫中, 毛旭进, 孔祥艺, 张瑜 申请人:无锡华润矽科微电子有限公司