直流电机单向驱动器制造技术

本发明专利技术公开了一种直流电机单向驱动器，微控制器芯片正常工作时，微控制器监控电路使能PWM驱动芯片，同时关闭旁路驱动电路；微控制器芯片工作异常或损坏时，微控制器监控电路则禁止PWM驱动芯片输出PWM驱动信号，同时开启旁路驱动电路，此时功率开关电路处于关闭状态，而旁路驱动电路直接驱动直流电机。本发明专利技术的直流电机单向驱动器，电机的PWM驱动和旁路驱动两个驱动路径的硬件电路相对独立，由微控制监控电路根据微控制器芯片的工作状态，对两个路径进行切换，由于共用了PWM驱动芯片的电荷泵模块的输出电压，能在保证控制功能及电路可靠性的前提下，简化电路设计，提高PWM驱动芯片的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子技术,特别涉及一种直流电机单向驱动器。
技术介绍
汽车应用中，对于单向驱动的燃油油泵电机，可以使用微控制器，通过PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)控制调节其两端电压的平均值从而调整电机转速和转矩。智能化的微控制器芯片的应用，使得油泵电机的控制更将灵活。然而，由于微控制器在应用中都要涉及到软件的编写，并且随着芯片集成度的不断提高，内部功能模块数目的增多，其失效的形式也随之增多。为避免这些失效对系统功能的影响，对于一些安全性要求较高的油泵驱动器，就需要引入独立于微控制器外的监控电路，当监测到微控制器功能异常，将主动将输出切换到一个系统上认为安全的状态，与之对应的驱动路径可以称之为旁路驱动路径。对于PWM驱动路径和旁路驱动路径，硬件上存在两种结构。一种是硬件上共用一个驱动电路，但这种结构需要保证驱动电路在微控制器失效后功能保持正常，因此对驱动电路芯片的要求较高。另一种硬件结构是PWM驱动电路与旁路驱动电路在硬件上相对独立，分别由不同的驱动电路实现。这种结构可以针对两个路径的电路分别设计和优化，但两个驱动电路的输出存在相互影响的风险，同时器件利用率较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种直流电机单向驱动器，能在保证控制功能及电路可靠性的前提下，简化电路设计，提高PWM驱动芯片的利用率。为解决上述技术问题，本专利技术提供的直流电机单向驱动器，其包括微控制器芯片、PWM驱动芯片、微控制器监控电路、功率开关电路、旁路驱动电路；所述旁路驱动电路，包括旁路开关控制电路、旁路供电电路、旁路功率开关管；所述旁路开关控制电路，用于控制所述旁路供电电路开启和关闭；所述旁路供电电路，用于为所述旁路功率开关管提供开启电压；所述旁路功率开关管，输出端接直流电机；所述功率开关电路，输出端接直流电机；所述PWM驱动芯片，具有独立电荷泵模块；所述独立电荷泵模块，电压输出端接所述旁路驱动电路的旁路供电电路；所述微控制器芯片，控制所述PWM驱动芯片输出PWM驱动信号到所述功率开关电路，控制所述功率开关电路输出特定占空比的PWM驱动电压；所述微控制器芯片，输出自身状态信号到所述微控制器监控电路；所述微控制器监控电路，当所述微控制器芯片输出自身状态信号为有效状态时，输出使能有效信号到所述PWM驱动芯片及所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路；当所述微控制器芯片输出自身状态信号为无效状态时，输出使能无效信号到所述PWM驱动芯片及所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路；所述PWM驱动芯片，当所述微控制器监控电路输出使能有效信号时，允许输出PWM驱动信号；当所述微控制器监控电路输出使能无效信号时，禁止输出PWM驱动信号，并允许其独立电荷泵模块工作，输出电压到所述旁路驱动电路的旁路供电电路；所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路，当所述微控制器监控电路输出使能无效信号时，控制旁路供电电路开启，为所述旁路功率开关管提供开启电压；当所述微控制器监控电路输出使能有效信号时，控制旁路供电电路关闭，禁止为所述旁路功率开关管提供开启电压。较佳的，所述旁路功率开关管，采用具有过流及过温保护功能的MOSFET管。较佳的，所述功率开关电路，为半桥功率开关电路。较佳的，所述微控制器芯片，通过内部总线控制所述PWM驱动芯片输出驱动信号。较佳的，所述PWM驱动芯片，采用多模高频PWM控制器UCC39421/2。较佳的，所述旁路驱动电路，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第三功率管、二极管；所述微控制器监控电路输出的使能信号，经第一电阻接第四三极管的基极；所述第四三极管，发射极接地，集电极经第二电阻接第五三极管的基极；所述第五三极管，发射极接所述PWM驱动芯片的独立电荷泵模块的电压输出端，集电极经第四电阻接所述第六三极管的基极；所述第三功率管，为N型MOSFET管，栅极接所述第五三极管的发射极，漏极接驱动电源，源极接所述第五三极管的集电极及直流电机；所述二极管，正端接所述第六三极管的基极，负端接所述第六三极管的集电极；所述第三电阻，接在所述第五三极管的集电极同地之间；所述第五电阻，接在所述第五三极管的发射极同基极之间。本专利技术的直流电机单向驱动器，电机的PWM驱动和旁路驱动两个驱动路径的硬件电路相对独立，由微控制监控电路根据微控制器芯片S1的工作状态，对两个路径进行切换。由于共用了PWM驱动芯片的电荷泵模块的输出电压，旁路驱动电路可以使用成本低廉的N型MOSFET作为功率开关管。本专利技术的直流电机单向驱动器，可以保证在微控制器芯片S1正常工作时，PWM驱动芯片S2驱动功率开关电路工作，使旁路驱动电路旁路的旁路功率开关管可靠关闭；而在在微控制器芯片S1失效时，通过旁路驱动电路保持基本的驱动功能(电机的开关控制)不受到影响，在保证控制功能及电路可靠性的前提下，简化了电路设计，提高了PWM驱动芯片S2的利用率。。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面对本专利技术所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的直流电机单向驱动器一实施例示意图；图2是本专利技术的直流电机单向驱动器另一实施例示意图电路图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一直流电机单向驱动器，如图1所示，包括微控制器芯片S1、PWM驱动芯片S2、微控制器监控电路S3、功率开关电路、旁路驱动电路；所述旁路驱动电路，包括旁路开关控制电路、旁路供电电路、旁路功率开关管；所述旁路开关控制电路，用于控制旁路供电电路开启和关闭；所述旁路供电电路，用于为所述旁路功率开关管提供开启电压；所述旁路功率开关管，输出端接直流电机；所述功率开关电路，输出端接直流电机；所述PWM驱动芯片S2，具有独立电荷泵模块；所述独立电荷泵模块，电压输出端VPUMP接所述旁路驱动电路的旁路供电电路；微控制器芯片S1，控制所述PWM驱动芯片S2输出PWM驱动信号到所述功率开关电路，PWM驱动信号控制所述功率开关电路输出特定占空比的PWM驱动电压，从而控制直流电机实现不同转速和转矩；所述微控制器芯片S1，输出自身状态信号到所述微控制器监控电路S3；所述微控制器监控电路S3，当所述微控制器S1输出自身状态信号为有效状态时，输出使能有效信号到所述PWM驱动芯片S2及所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路；当所述微控制器芯片S1输出自身状态信号为无效状态时，输出使能无效信号到所述PWM驱动芯片S2及所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路；所述PWM驱动芯片S2，当所述微控制器监控电路S3输出使能有效信号时，允许输出PWM驱动信号；当所述微控制器监控电路S3输出使能无效信号时，禁止输出PWM驱动信号，并允许其独立电荷泵模块工作，输出电压到所述旁路驱动电路的旁路供电电路；所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路，当所述微控制器监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电机单向驱动器，其特征在于，包括微控制器芯片、PWM驱动芯片、微控制器监控电路、功率开关电路、旁路驱动电路；所述旁路驱动电路，包括旁路开关控制电路、旁路供电电路、旁路功率开关管；所述旁路开关控制电路，用于控制所述旁路供电电路开启和关闭；所述旁路供电电路，用于为所述旁路功率开关管提供开启电压；所述旁路功率开关管，输出端接直流电机；所述功率开关电路，输出端接直流电机；所述PWM驱动芯片，具有独立电荷泵模块；所述独立电荷泵模块，电压输出端接所述旁路驱动电路的旁路供电电路；所述微控制器芯片，控制所述PWM驱动芯片输出PWM驱动信号到所述功率开关电路，控制所述功率开关电路输出特定占空比的PWM驱动电压；所述微控制器芯片，输出自身状态信号到所述微控制器监控电路；所述微控制器监控电路，当所述微控制器芯片输出自身状态信号为有效状态时，输出使能有效信号到所述PWM驱动芯片及所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路；当所述微控制器芯片输出自身状态信号为无效状态时，输出使能无效信号到所述PWM驱动芯片及所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路；所述PWM驱动芯片，当所述微控制器监控电路输出使能有效信号时，允许输出PWM驱动信号；当所述微控制器监控电路输出使能无效信号时，禁止输出PWM驱动信号，并允许其独立电荷泵模块工作，输出电压到所述旁路驱动电路的旁路供电电路；所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路，当所述微控制器监控电路输出使能无效信号时，控制旁路供电电路开启，为所述旁路功率开关管提供开启电压；当所述微控制器监控电路输出使能有效信号时，控制旁路供电电路关闭，禁止为所述旁路功率开关管提供开启电压。...

【技术特征摘要】
1.一种直流电机单向驱动器，其特征在于，包括微控制器芯片、PWM驱动芯片、微控制器监控电路、功率开关电路、旁路驱动电路；所述旁路驱动电路，包括旁路开关控制电路、旁路供电电路、旁路功率开关管；所述旁路开关控制电路，用于控制所述旁路供电电路开启和关闭；所述旁路供电电路，用于为所述旁路功率开关管提供开启电压；所述旁路功率开关管，输出端接直流电机；所述功率开关电路，输出端接直流电机；所述PWM驱动芯片，具有独立电荷泵模块；所述独立电荷泵模块，电压输出端接所述旁路驱动电路的旁路供电电路；所述微控制器芯片，控制所述PWM驱动芯片输出PWM驱动信号到所述功率开关电路，控制所述功率开关电路输出特定占空比的PWM驱动电压；所述微控制器芯片，输出自身状态信号到所述微控制器监控电路；所述微控制器监控电路，当所述微控制器芯片输出自身状态信号为有效状态时，输出使能有效信号到所述PWM驱动芯片及所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路；当所述微控制器芯片输出自身状态信号为无效状态时，输出使能无效信号到所述PWM驱动芯片及所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路；所述PWM驱动芯片，当所述微控制器监控电路输出使能有效信号时，允许输出PWM驱动信号；当所述微控制器监控电路输出使能无效信号时，禁止输出PWM驱动信号，并允许其独立电荷泵模块工作，输出电压到所述旁路驱动电路的旁路供电电路；所述旁路驱动电路的旁路开关控制电路，当所述微控制器监控电路输出使能无效信号时，控制旁路供电电路开启，为所述旁路功率开关管提供开启电...

【专利技术属性】
技术研发人员：于垂顺，潘文，姚伟，余志洋，刘斌彬，王鹤龄，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31