专利名称：一种电机的h桥驱动控制电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种电机的H桥驱动控制电路。
背景技术：
电机的功率驱动电路通常采用H桥式结构进行驱动，H桥驱动电路由四个功率开 关MOS管进行驱动，上臂为两个P沟道MOS管，下臂为两个N沟道MOS管，通过控制四个开 关管的导通与截止，使电机正转、反转或者停止。申请号为200820122809. 1、名称为“H桥直流电机驱动电路”的专利申请公开了一 种H桥直流电机驱动电路，采用分离的逻辑门电路实现对H桥的控制。该电路的缺点是第 一、抗电磁干扰能力弱；第二、在电机启动时，容易对控制信号造成干扰，导致场效应管的误 导通；第三，采用逻辑门电路需要提供功率电源外的第二种电源。申请号为200810085943. 3、名称为“H桥”的专利申请公开了一种由五个开关管都 有控制信号的H桥电路，有四个开关管进行电机驱动，组成H桥结构，另一开关管在正向输 出与负向输出之间进行控制。但该H桥缺点是第一、需要多个控制信号来控制H桥的工作 状态；第二、在大电流突变的情况下，对H桥的控制部份没有采取抗干扰措施，容易对控制 信号造成干扰。因此，迫切需要设计一种单电源、大功率、低成本、高效率和较强抗干扰能力的H 桥结构的驱动与控制电路。
发明内容
本发明目的是提供一种具有直通保护功能和较强的抗干扰能力的H桥驱动控制 电路。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为一种电机的H桥驱动控制电路， 它包括H桥驱动单元，其包括四个开关管，所述的四个开关管包括处于上臂的两P沟道开 关管和处于下臂的两N沟道开关管，位于左上臂的P沟道开关管与位于右下臂的N沟道开 关管构成支路一，位于右上臂的P沟道开关管与位于左下臂的N沟道开关管构成支路二，在 工作状态下，所述的支路一与支路二交替形成通路以驱动直流电机运转；左、右驱动控制单元，所述的左驱动控制单元的两输出端分别与H桥驱动单元支 路一的两开关管相电连接，所述的右驱动控制单元的两输出端分别与支路二的两开关管相 电连接；所述的左右驱动控制单元用于将输入的控制信号转换为合适的电压以控制相应的 开关管导通；左、右抗干扰单元，所述的右抗干扰单元输入端与所述的左驱动控制单元的输出 端相连接，其输出端与支路二的右上臂P沟道开关管相电连接；所述的左抗干扰单元输入 端与右驱动控制单元的输出端相连接，其输出端与支路一的左上臂P沟道开关管相电连 接；所述的左、右抗干扰单元用于在一支路处于通路状态下，阻止另一支路的上臂开关管的导通；左、右保护单元，所述的左保护单元输入端与左驱动控制单元的输出端相连接，其 输出端与支路二左下臂的开关管相电连接；所述的右保护单元输入端与右驱动控制单元的 输出端相连接，其输出端与支路一右下臂的开关管相电连接；所述的左右保护单元用于在 一支路处于通路状态下，阻止另一支路的下臂开关管的导通。进一步地，所述的左、右驱动控制单元分别通过光电隔离单元接收输入的控制信号。所述的H桥驱动单元、驱动控制单元、抗干扰单元以及光电隔离单元通过同一功 率电源供电。在根据上述技术方案所进一步实施的电路中，所述的H桥驱动单元由四个场效应 管构成，位于左上臂的场效应管源极与位于右上臂的场效应管源极相电连接，位于左下臂 的场效应管源极与位于右下臂的场效应管源极相电连接，左上臂场效应管漏极与左下臂场 效应管漏极相电连接，右上臂场效应管与右下臂场效应管漏极相电连接，所述的左、右驱动 控制单元输出端分别与相应的场效应管的栅极相电连接。所述的驱动控制单元由一 PNP型三极管、串联连接在功率电源与该三极管集电极 之间的两电阻、串联连接在接地端与该三极管发射极之间的两电阻、串联连接在功率电源 与光电隔离单元之间的两个电阻，串联连接在功率电源与光电隔离单元之间两个电阻的中 间端与三极管基极之间的一个电阻组成，三极管各极上一电阻的电压输出端构成驱动控制 单元的各输出端。所述的抗干扰单元由一 PNP型三极管、与该三极管基极相电连接的电阻组成，该 电阻的另一端与所述驱动控制单元的一输出端相连接，所述的三极管集电极与其相应控制 的场效应管的栅极相电连接，其发射极接功率电源。所述的保护单元由一 NPN型三极管及与该三极管基极相电连接的电阻组成，该三 极管的集电极与相应场效应管的栅极相电连接，其发射极接地。所述的光电隔离单元为一光电耦合器。所述的H桥驱动单元的四个场效应管中，每个场效应管的源极与漏极之间分别连 接一用于使得各场效应管快速恢复的二极管。由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点本发明H驱动控制电路采用抗干 扰电路，防止在电机启动或出现瞬态大电流所产生的毛刺而使不应导通的P开关管导通， 从而提高了电路的抗干扰能力，同时，通过增加保护单元对相应的N开关管进行控制，在电 路控制信号出现紊乱或错误时，能快速将相应的N沟道开关管关闭，使得电路具有直通保 护功能。本发明驱动控制电路采用单一电源实现了 H桥的控制、驱动，易于实现，结构较简 单，进一步保证了电路的可靠工作。
附图1为本发明电机的H桥驱动控制电路的电路原理框图；附图2为根据本发明技术方案所具体实施的驱动控制单元以及保护单元连接电 路图；附图3为根据本发明技术方案所具体实施的抗干扰单元电路附图4为根据本发明技术方案所具体实施的光电隔离单元与驱动控制单元连接 电路图；其中101、光电隔离单元；102、驱动控制单元；103、抗干扰单元；104、保护单元； 105、H桥驱动单元；106、抗干扰单元；107、保护单元；108、驱动控制单元；109、光电隔离单 元；110、功率电源。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明优选的具体实施例进行说明如图1所示的H桥驱动控制电路，主要由核心的H桥驱动单元105、驱动控制单元 102和108、抗干扰单元103和106、保护单元104和107、光电隔离单元101和108以及同 一功率电源110构成。其中，H桥驱动单元105主要由四个场效应管组成，四个场效应管 包括位于上臂的两个P沟道场效应管105a、105c和位于下臂的两个N沟道场效应管105b、 105d。其中，左上臂的场效应管105a与右下臂的场效应管105d构成支路一，右上臂的场效 应管105c与左下臂的场效应管105b构成支路二，在有控制信号输入的情况下，支路一与支 路二交替形成通路，以驱动直流电机正转或反转。驱动控制单元102和108分别位于H桥驱动单元105的左右侧，其中，位于左侧的 驱动控制单元102 —输出端与左上臂场效应管105a栅极相电连接，另一输出端与右下臂场 效应管105d的栅极相电连接，同时，该驱动控制单元102还具有分别与抗干扰单元106相 电连接的输出端以及与保护单元104相电连接的输出端；位于右侧的驱动控制单元108 — 输出端与右上臂场效应管105c栅极相电连接，另一输出端与左下臂场效应管105b的栅极 相电连接，同时，该驱动控制单元108还具有分别与抗干扰单元103相电连接的输出端以及 与保护单元107相连接的输出端。同驱动控制单元102相连接的抗干扰单元106输出端与右上臂场效应管105c的 栅极相电连接，同驱动控制单元108相电连接的抗干扰单元103与左上臂场效应管105a的 栅极相电连接。同驱动控制单元103相连接的保护单元104的输出端与左下臂场效应管105b的 栅极相电连接，同驱动控制单元108相连接的108相电连接的保护单元107的输出端与右 下臂的场效应管105d栅极相电连接。在两驱动控制单元102与108的两输入侧，还分别电连接有光电隔离单元101和 109。功率电源为上述H桥驱动单元、驱动控制单元、抗干扰单元、保护单元供电。当两路控制信号输入时，一个控制信号施加到光电隔离单元101，光电隔离单元 101输出一定大小的电压信号至驱动控制单元102，驱动控制单元102输出两个电压信号， 分别施加到H桥驱动单元105的场效应管105a、105d的栅极端；另一个控制信号施加于光 电隔离单元109，光电隔离单元109输出一定大小的电压信号至驱动控制单元108，驱动控 制单元108输出两个电压信号，分别施加到H桥驱动单元105的场效应管105c、105b的栅 极端。在支路一处于通路状态下，驱动控制单元102同时输出信号控制抗干扰单元106的 输出，使得抗干扰单元106控制右上臂场效应管105c保持截止状态，同时，该驱动控制单元 102还输出控制信号控制保护单元104，使得保护单元104控制左下臂场效应管105b保持 截止状态；在支路二处于通路状态下，驱动控制单元108输出信号控制抗干扰单元103的输出，使得抗干扰单元103控制左上臂场效应管105a保持截止状态，同时，该驱动控制单元 108还输出控制信号控制保护单元107，使得保护单元107控制右下臂场效应管105d保持 截止。上述对各功能单元工作原理进行了说明，下面将对本发明所具体实施的各功能单 元具体电路进行介绍本实施例中，H桥驱动单元的四个场效应管，其中，左上臂场效应管105a的源极与 右上臂场效应管105c源极相电连接，左下臂场效应管105b与右下臂场效应管105d源极 相连接，同时，左上臂场效应管105a漏极与左下臂场效应管105b漏极相电连接，右上臂场 效应管105c漏极与右下臂场效应管105d漏极相电连接，为了使得在电机关机时，H桥各场 效应管漏极快速泄放，在各场效应管的漏极与源极之间还分别电连接一二极管105e、105f、 105h、105g，其中，与上臂两场效应管相连接的二极管，其N极与相应的场效应管源极相电 连接，P极与相应的场效应管漏极相连接。与下臂两场效应管相连接的二极管，其P极与相 应的场效应管源极相电连接，N极与相应场效应管的漏极相电连接，具体如图1所示。图2所示的为驱动控制单元102以及保护单元104与左侧上下两场效应管105a、 105b连接电路图。其中，驱动控制单元102主要由一 PNP型三极管V3以及六个电阻组成， 具体地，该三极管V3的基极串联两电阻R22、R23，其发射极与功率电源VDD之间串联电阻 R17、R18，其集电极与地之间串联电阻R20、R21。其中，电阻R18的电压输出端与场效应管 105a的栅极相电连接，电阻R21电压输出端一路输入至场效应管105d的栅极(见图4)，一 路输入至保护单元104，电阻R23的电压输出端输入至与场效应管105c相连接的抗干扰单 元106 (见图3)。保护单元104由一与电阻R21电压输出端相连接的电阻R31以及基极与该电阻 R31相电连接的NPN型三极管V12组成，见图2，三极管V12的集电极与场效应管105b的栅 极相连接，其发射极接地。抗干扰单元106由一 PNP型三极管Vll以及与该三极管Vll基极相电连接的电阻 R24组成，见图3，电阻R24的另一端与驱动控制单元102的电阻R23电压输出端相连接，三 极管Vll集电极与场效应管105c栅极相连接，其发射极接功率电源VDD。光电隔离单元101为一光电耦合器，见图3和图4，其将输入的控制信号耦合接入 至电路中。上述对控制H桥驱动单元支路一可靠工作的各功能单元具体电路进行了说明，对 支路二的进行控制的光电隔离单元109、驱动控制单元108、抗干扰单元103、保护单元107 与上述光电隔离单元101、驱动控制单元102、抗干扰单元106以及保护单元104电路结构 相同，在此不再赘述。具体工作过程如下当左侧有控制信号输入，光电隔离单元101的光电耦合器导通，通过驱动控制单 元102的电阻R22与R23进行分压，使得三极管V3饱和导通，从而使电阻R17与R21形成 一定的压差，电阻R17的压差驱动P沟道场效应管105a导通，电阻R21的压差驱动N沟道 场效应管105d导通。电阻R18与电阻R20可以用来调节电阻R17与R21电压差处于一个 合理的电压范围。同时，在P沟道场效应管105a、N沟道场效应管105d导通的时候，在电阻R22上产生了一个电压差，使得抗干扰单元106中PNP型三极管Vll处于饱和导通状态，P沟道场效 应管105c的栅极近似与工作电源VDD直接相连，工作电源VDD在大电流启动或者出现瞬态 干扰时，场效应管105c的栅极始终随着电源VDD瞬时变化，使场效应管105c不会出现误导 通，很大程度地提高了电路的抗干扰能力。而且，驱动控制单元102中PNP型三极管V3导通时，电阻R21形成了 一个电压差， 使保护单元104中NPN型晶体管V12导通，使N沟道MOS管V7的栅极的电压近似接地，V7 始终处于截止状态，确保了 V5与V7不会同时导通，起到保护电路的作用，提高了电路的可靠性。当出现错误控制信号，左侧支路一、右侧支路二同时有控制信号输入时，光电隔离 单元101、驱动控制单元102工作，保护单元104中NPN型三极管导通，使支路二下臂N沟 道MOS管105b处于截止状态；光电隔离单元109、驱动控制单元108工作，保护单元107中 NPN型三极管导通，使支路一下臂N沟道MOS管105d处于截止状态，避免了单边直通现象的 发生，保护单元104、保护单元107起到保护电路的作用。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人 士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明 精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种电机的H桥驱动控制电路，其特征在于，它包括H桥驱动单元，其包括四个开关管，所述的四个开关管包括处于上臂的两P沟道开关管 和处于下臂的两N沟道开关管，其中，位于左上臂的P沟道开关管与位于右下臂的N沟道开 关管构成支路一，位于右上臂的P沟道开关管与位于左下臂的N沟道开关管构成支路二，在 工作状态下，所述的支路一与支路二交替形成通路以驱动直流电机运转；左、右驱动控制单元，所述的左驱动控制单元的两输出端分别与H桥驱动单元支路一 的两开关管相电连接，所述的右驱动控制单元的两输出端分别与支路二的两开关管相电连 接；所述的左右驱动控制单元用于将输入的控制信号转换为合适的电压以控制相应的开关 管导通；左、右抗干扰单元，所述的右抗干扰单元输入端与所述的左驱动控制单元的输出端相 连接，其输出端与支路二的右上臂P沟道开关管相电连接；所述的左抗干扰单元输入端 与右驱动控制单元的输出端相连接，其输出端与支路一的左上臂P沟道开关管相电连接； 所述的左、右抗干扰单元用于在一支路处于通路状态下，阻止另一支路的上臂开关管的导 通；左、右保护单元，所述的左保护单元输入端与左驱动控制单元的输出端相连接，其输出 端与支路二左下臂的开关管相电连接；所述的右保护单元输入端与右驱动控制单元的输出 端相连接，其输出端与支路一右下臂的开关管相电连接；所述的左右保护单元用于在一支 路处于通路状态下，阻止另一支路的下臂开关管的导通。
2.根据权利要求1所述的电机的H桥驱动控制电路，其特征在于所述的左、右驱动控 制单元分别通过光电隔离单元接收输入的控制信号。
3.根据权利要求2所述的电机的H桥驱动控制电路，其特征在于所述的H桥驱动单 元、驱动控制单元、抗干扰单元以及光电隔离单元通过同一功率电源供电。
4.根据权利要求1或2所述的电机H桥驱动控制电路，其特征在于所述的H桥驱动单 元由四个场效应管构成，位于左上臂的场效应管源极与位于右上臂的场效应管源极相电连 接，位于左下臂的场效应管源极与位于右下臂的场效应管源极相电连接，左上臂场效应管 漏极与左下臂场效应管漏极相电连接，右上臂场效应管与右下臂场效应管漏极相电连接， 所述的左、右驱动控制单元输出端分别与相应的场效应管的栅极相电连接。
5.根据权利要求4所述的电机的H桥驱动控制电路，其特征在于所述的驱动控制单 元由一 PNP型三极管、串联连接在功率电源与该三极管集电极之间的两电阻、串联连接在 接地端与该三极管发射极之间的两电阻、串联连接在功率电源与光电隔离单元之间的两个 电阻，串联连接在功率电源与光电隔离单元之间两个电阻的中间端与三极管基极之间的一 个电阻组成，三极管各极上一电阻的电压输出端构成驱动控制单元的各输出端。
6.根据权利要求5所述的电机的H桥驱动控制电路，其特征在于所述的抗干扰单元 由一 PNP型三极管、与该三极管基极相电连接的电阻组成，该电阻的另一端与所述驱动控 制单元的一输出端相连接，所述的三极管集电极与其相应控制的场效应管的栅极相电连 接，其发射极接功率电源。
7.根据权利要求6所述的电机的H桥驱动控制电路，其特征在于所述的保护单元由 一 NPN型三极管及与该三极管基极相电连接的电阻组成，该三极管的集电极与相应场效应 管的栅极相电连接，其发射极接地。
8.根据权利要求7所述的电机的H桥驱动控制电路，其特征在于所述的光电隔离单 元为一光电耦合器。
9.根据权利要求4所述的电机的H桥驱动控制电路，其特征在于所述的H桥驱动单 元的四个场效应管中，每个场效应管的源极与漏极之间分别连接一用于使得各场效应管快 速恢复的二极管。
全文摘要
本发明涉及一种电机的H桥驱动控制电路，它包括由四个开关管形成两对角支路的H桥驱动单元、用于将输入的控制信号转换为合适的电压以控制相应开关管导通的驱动控制单元、用于在一支路处于通路状态下阻止另一支路的上臂开关管的导通的抗干扰单元、用于在一支路处于通路状态下阻止另一支路的下臂开关管的导通的保护单元，本发明H驱动控制电路防止在电机启动或出现瞬态大电流所产生的毛刺而使不应导通的P开关管导通，提高了电路的抗干扰能力，在电路控制信号出现紊乱或错误时，能快速将相应的N沟道开关管关闭，使得电路具有直通保护功能。整个驱动控制电路采用单一电源驱动，易于实现，结构较简单，进一步保证了电路的可靠工作。
文档编号H02P1/22GK102005990SQ20101054083
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者姚莉, 李金宝, 许育林, 黄艳辉 申请人:中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心