一种基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路,包括4个MOS管组成的H桥式电机驱动电路、两个三级管组成的两条控制电路和两个三极管组成的两条事故保障电路。本实用新型专利技术只使用两个三极管构成两条控制电路，结合少量的电阻就实现了电机的双向转动和调速，无需使用大量的芯片，在实现相同功能的同时还节约了芯片资源；通过设置带第四三极管的事故保障电路实现控制信号M+和M

【技术实现步骤摘要】
一种基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路


[0001]本技术涉及一种电机驱动电路，特别是一种基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路。

技术介绍

[0002]在实际应用中，电机需要能进行双向转动并实现双向转动的转换，通常控制电机双向运动会采用H桥式电机驱动电路来实现。
[0003]H桥式电机驱动电路的典型原理如图1所示，顾名思义，该电路的形状酷似字母H，只需使对角线电路导通就能实现电机的双向转动。通常，由于MOS管具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好等优点，H桥式电机驱动电路中通常也会使用MOS管替代三极管，驱动控制的原理相同。
[0004]但是，目前的H桥式电机驱动电路存在如下问题：四个MOS管就需要多个控制芯片来分别控制各种电器件的通断，其耗费的芯片资源和外围元器件个数都多。
[0005]所以，目前的H桥式电机驱动电路存在耗费的电路元器件较多的问题。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于，提供一种基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路。本技术通过两个三极管及少量电阻就能实现双向电机驱动，具有节约芯片资源的优点。
[0007]本技术的技术方案：一种基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路，包括由第一上管、第一下管、第二上管和第二下管这4个MOS管组成的H桥式电机驱动电路，其特征在于：所述第一上管的栅级串联第一控制电路，所述第二上管的栅级串联第二控制电路；
[0008]所述第一控制电路包括依次串联的第一电阻、第二电阻、第一三极管和第十二电阻；所述第一上管的栅极连接于第二电阻和第一电阻之间；
[0009]所述第二控制电路包括依次串联的第三电阻、第四电阻、第二三极管和第十三电阻；所述第二上管的栅极连接于第四电阻和第三电阻之间；
[0010]所述第一控制电路的第十二电阻与二号MCU第一控制信号输入端相连，所述第二控制电路的第十三电阻与一号MCU第一控制信号输入端相连；
[0011]所述第一下管的栅级依次串联第五电阻和一号MCU第二控制信号输入端；所述第二下管的栅级依次串联第七电阻和二号MCU第二控制信号输入端；
[0012]所述一号MCU第一控制信号输入端和二号MCU第一控制信号输入端为A组，所述一号MCU第二控制信号输入端和二号MCU第二控制信号输入端为B组；所述A组和B组中一组为PWM口，另一组为IO口。
[0013]前述的基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路中，所述H桥式电机驱动电路的驱动电源端上串联有正温度系数热敏电阻器。
[0014]前述的基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路中，所述第一控制电路和第二控制电路均与驱动电源端相连。
[0015]前述的基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路中，所述第一下管和第二下管共同连接至接地；所述第一下管和第二下管的连接点与接地之间串联电流采集电阻；所述第一下管和第二下管连接点与电流采集电阻之间并联电流采集电路；所述电流采集电路包括依次串联的第十一电阻、第一电容和接地；所述第十一电阻与第一电容之间连接AD采集口。
[0016]前述的基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路中，所述第五电阻和一号MCU第二控制信号输入端之间并联第一事故保障电路，所述第七电阻和二号MCU第二控制信号输入端之间并联第二事故保障电路。
[0017]前述的基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路中，所述第一事故保障电路包括依次串联的第三三极管和第九电阻；所述第九电阻另一端与二号MCU第一控制信号输入端相连；
[0018]所述第二事故保障电路包括依次串联的第四三极管和第十电阻；所述第十电阻另一端与一号MCU第一控制信号输入端相连。
[0019]与现有技术相比，本技术通过在上MOS管(第一上管和第二上管)连接控制电路(第一控制电路和第二控制电路)，通过两个信号输入端输入不同的高低电平，控制三极管的通断从而改变H桥式电机驱动电路的通断，驱使电机能进行正反向转动；一号MCU第二控制信号输入端和二号MCU第二控制信号输入端(或一号MCU第一控制信号输入端和二号MCU第一控制信号输入端)为PWM口从而能实现电机的调速；本技术只使用两个三极管构成两条控制电路，结合少量的电阻就实现了电机的双向转动和调速，无需使用大量的芯片和外围元器件，在实现相同功能的同时还节约了电路元器件。
[0020]因此，本技术通过两个三极管及少量电阻就能实现双向电机驱动，具有节约芯片资源的优点。
[0021]进一步的，本技术通过串联在H桥上端的PTC，当电机在运行过程中出现堵转等电流异常情况，可以及时地发热，起到保护H桥桥臂MOS管的作用。
[0022]通过设置电流采集电路，电流采集电阻两端的电压被MCU采集，当电机因为堵转短路导致电流过大时，可以及时关闭信号输入端的驱动信号，限制电流过大损坏H桥桥臂的MOS管。
[0023]通过MCU的AD采集口采集I
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AD采集点的电压，能判断电机的运行状况。
[0024]H桥电路在4个MOS管控制信号出现异常时，会出现同一侧上下桥臂2个MOS管同时导通短路烧坏的情况，本技术通过设置第一事故保障电路和第二事故保障电路实现同一桥臂上下MOS管的驱动信号的互锁，M1+和M2
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(或M2+和M1
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)无法同时为高电平，避免了同一桥臂2个MOS管短路烧坏。
[0025]本技术采用两路PWM口和两路IO口进行控制，就能实现H桥每个桥臂管的开通和关断，控制灵活。
[0026]将本技术的正温度系数热敏电阻器和电流采集电阻选择适当的参数或者直接取消短路，可以得到一种基于本技术的H桥直流电转交流电电路，能应用在只有直流电供电但需要驱动交流负载的场合，例如市面上会有12VAC、24VAC等低压的交流气泵，本技术的应用场所更广。
附图说明
[0027]图1是H桥式电机驱动电路原理示意图。
[0028]图2是本技术的电路结构示意图。
[0029]附图中的标记为：P1
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第一上管，P2
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第二上管，N1
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第一下管，N2
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第二下管，Q1
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第一三极管，Q2
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第二三极管，Q3
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第三三极管，Q4
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第四三极管，M1+
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一号MCU第一控制信号输入端，M2+
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二号MCU第一控制信号输入端，M1
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一号MCU第二控制信号输入端，M2—二号MCU第二控制信号输入端，VCC
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驱动电源端，PTC
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正温度系数热敏电阻器，R01
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电流采集电阻，R1
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第一电阻，R2
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第二电阻，R3
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第三电阻，R4
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第四电阻，R5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于四个三极管的H桥双向电机驱动电路，包括由第一上管(P1)、第一下管(N1)、第二上管(P2)和第二下管(N2)这4个MOS管组成的H桥式电机驱动电路，其特征在于：所述第一上管(P1)的栅级串联第一控制电路，所述第二上管(P2)的栅级串联第二控制电路；所述第一控制电路包括依次串联的第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一三极管(Q1)和第十二电阻(R12)；所述第一上管(P1)的栅极连接于第二电阻(R2)和第一电阻(R1)之间；所述第二控制电路包括依次串联的第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第二三极管(Q2)和第十三电阻(R13)；所述第二上管(P2)的栅极连接于第四电阻(R4)和第三电阻(R3)之间；所述第一控制电路的第十二电阻(R12)与二号MCU第一控制信号输入端(M2+)相连，所述第二控制电路的第十三电阻(R13)与一号MCU第一控制信号输入端(M1+)相连；所述第一下管(N1)的栅级依次串联第五电阻(R5)和一号MCU第二控制信号输入端(M1
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)；所述第二下管(N2)的栅级依次串联第七电阻(R7)和二号MCU第二控制信号输入端(M2
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)；所述一号MCU第一控制信号输入端(M1+)和二号MCU第一控制信号输入端(M2+)为A组，所述一号MCU第二控制信号输入端(M1
‑
)和二号MCU第二控制信号输入端(M2
‑
)为B组；所述A组和B组中一组为PWM口，另一组为IO口。2.根据权利要求1所述的一种基于四个三极管的H桥双向电机驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维，
申请(专利权)人：杭州摩众科技有限公司，
类型：新型
国别省市：