一种双H桥电机驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种双H桥电机驱动电路，包括2个H桥主电路、4个驱动电路和2个电流采集电路，每个H桥主电路均由4个MOSFET组成，每个MOSFET的栅极均对应连接一个驱动电路，每个H桥主电路上均对应连接一个电流采集电路，本发明专利技术中的双H桥电机驱动电路模块采用全国产化元器件，电路设计采用微小型封装器件，优化板级布局，整个伺服控制器模块尺寸为35mm

【技术实现步骤摘要】
一种双H桥电机驱动电路


[0001]本专利技术涉及伺服驱动控制
，具体是一种双H桥电机驱动电路。

技术介绍

[0002]随着光电设备逐渐往轻量化方向发展，在光电设备有限的物理空间内集成完整的光电系统，对结构设计和单板设计的要求也越来越高。伺服系统作为光电设备中必不可少的核心部件，提高伺服电机驱动器的小型化、轻量化程度对降低整机尺寸和重量具有重要意义。
[0003]目前我国在国产化小型双H桥电机驱动器这一领域完全依赖进口，对于小功率的直流电机或者步进电机的驱动，通常采用L298N一类的双H桥电机驱动器，国内基本没有一套全国产化且低成本的双H桥电机驱动模块。微小型高功率密度伺服电机驱动器具有的优势，因此研制出一款体积小、重量轻、低成本、高可靠性的双H桥电机驱动器意义重大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种双H桥电机驱动电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种双H桥电机驱动电路，包括2个H桥主电路、4个驱动电路和2个电流采集电路，每个H桥主电路均由4个MOSFET组成，每个MOSFET的栅极均对应连接一个驱动电路，每个H桥主电路上均对应连接一个电流采集电路；
[0007]H桥主电路，用于将输入的逻辑数字信号转换为加在电机线圈上的功率电压值；
[0008]驱动电路，采用隔离型的半桥自举驱动芯片，通过驱动芯片将驱动信号输入到MOSFET；
[0009]电流采集电路，与H桥主电路桥臂的下管的源极相连接在一起，将电流信号转换成电压信号，供其他电路使用。
[0010]作为本专利技术的进一步技术方案：所述H桥主电路分为A电路和B电路，A电路包括MOS管Q1
‑
Q4，B电路包括MOS管Q5
‑
Q8，MOS管Q1的漏极连接MOS管Q3的漏极、MOS管Q5的漏极、MOS管Q7的漏极和电源端Vcc，MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的漏极和输出端OUT1，MOS管Q3的源极连接MOS管Q4的漏极和输出端OUT2，MOS管Q5的源极连接MOS管Q6的漏极和输出端OUT3，MOS管Q7的源极连接MOS管Q8的漏极和输出端OUT4，MOS管Q2的源极连接MOS管Q4的源极，MOS管Q6的源极连接MOS管Q8的源极。
[0011]作为本专利技术的进一步技术方案：所述MOS管Q1
‑
Q4，B电路包括MOS管Q5
‑
Q8的型号均为NCE6020AQ。
[0012]作为本专利技术的进一步技术方案：所述驱动电路采用SDH2104U驱动芯片，SDH2104U驱动芯片是用于N型功率MOSFET和I GBT高压功率器件的半桥驱动电路，正常工作时，输出LO与输入I N信号的逻辑相反，输出HO与输入I N信号保持逻辑同相。
[0013]作为本专利技术的进一步技术方案：所述电流采集电路为采样电阻。
[0014]作为本专利技术的进一步技术方案：所述电流采集电路为电流霍尔器。
[0015]作为本专利技术的进一步技术方案：所述驱动电路采用I R2104芯片。
[0016]作为本专利技术的进一步技术方案：所述电源端Vcc的电压为12V。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中的双H桥电机驱动电路模块采用全国产化元器件，电路设计采用微小型封装器件，优化板级布局，整个伺服控制器模块尺寸为35mm
×
20mm
×
13mm，含两路H桥输出，两路输出额定可达24V/3A，峰值30V/5A，无外壳封装。提供两个使能输入信号，可以独立控制两个H桥的使能，脉冲控制信号TTL电平输入。每桥的下管的源极连接在一起，可以在外部接入电流采样电阻。电机的功率电和逻辑部分的控制电独立，可以使电机在较低的直流电压下工作。控制电压采用12V，功率电压范围为5V～30V。可应用于直流有刷电机、步进电机和交流电机驱动。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的电路图；
[0019]图2为模块尺寸图。
[0020]图3为直流电机驱动示意图。
[0021]图4为步进电机驱动示意图。
[0022]图5为半桥驱动电路示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例1：请参阅图1所示，一种双H桥电机驱动电路，包括功率主电路、驱动电路和电流采集电路。
[0025]其中，功率主电路采用双H桥的拓扑结构，一个模块需要8个增强型的N沟道MOSFET，4个功率MOSFET构成一个H桥。功率MOSFET采用国内公司新洁能提供的增强型N沟道功率MOSFET，型号为NCE6020AQ。该功率MOSFET的DS极间最大电压可达60V，漏极电流可达20A，当驱动电压为10V时，DS间的导通电阻仅仅只有35mΩ，导通损耗低，而且封装为DFN3.3
×
3.3，尺寸小，引脚寄生电感小，开关特性好，可以用于高达100kHz的开关频率场合。
[0026]数字控制器输出的PWM数字控制信号不能直接驱动MOSFET的开通与关断，需要驱动电路作为控制电路和MOSFET之间的接口，因此驱动电路非常重要，基于国产化驱动芯片的驱动电路的线路图如下图5所示。
[0027]驱动电路采用国产士兰微电子的SDH2104U，采用SOP8封装，兼容国外厂商的产品I R2104。SDH2104U是用于N型功率MOSFET和I GBT等高压功率器件的半桥驱动电路，正常工作时，输出LO与输入I N信号的逻辑相反，输出HO与输入I N信号保持逻辑同相。SDH2104U内置输入信号的死区时间设置电路，该功能可以放置一个桥臂上的两个MOSFET或者I GBT因为同时导通而产生大电流，从而有效保护功率开关器件。SDH2104U还具备欠压保护功能，当
VCC的电压低于电压保护检测电压阈值时，HO和LO输出均被拉低，可以放置被驱动的MOSFET或者I GBT工作在高压大电流情况下，有效保护功率器件，从而避免其在低效率下工作。此外，SDH2104U还具备抑制dv/dt误动作功能，即当VS引脚发生电压突变时，输出HO和LO的逻辑电平不会发生变化，从而防止误动作的产生。通过自举电路可以完成一个桥臂的驱动，节省了驱动电源，大大减少器件数量，提高了集成度。
[0028]电流采集电路：桥臂下管的源极内部连接在一起对外通过SENSEA和SENSEB引脚引出，可以分别在SENSEA和SENSEB引脚外接电流采样元件，如电流采样电阻或者电流霍尔器件采集电流，给相应的控制电路实现过流保护或者电流环控制功能。
[0029]实施例2，在实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双H桥电机驱动电路，包括2个H桥主电路、4个驱动电路和2个电流采集电路，其特征在于，每个H桥主电路均由4个MOSFET组成，每个MOSFET的栅极均对应连接一个驱动电路，每个H桥主电路上均对应连接一个电流采集电路；H桥主电路，用于将输入的逻辑数字信号转换为加在电机线圈上的功率电压值；驱动电路，采用隔离型的半桥自举驱动芯片，通过驱动芯片将驱动信号输入到MOSFET；电流采集电路，与H桥主电路桥臂的下管的源极相连接在一起，将电流信号转换成电压信号，供其他电路使用。2.根据权利要求1所述的一种双H桥电机驱动电路，其特征在于，所述H桥主电路分为A电路和B电路，A电路包括MOS管Q1
‑
Q4，B电路包括MOS管Q5
‑
Q8，MOS管Q1的漏极连接MOS管Q3的漏极、MOS管Q5的漏极、MOS管Q7的漏极和电源端Vcc，MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的漏极和输出端OUT1，MOS管Q3的源极连接MOS管Q4的漏极和输出端OUT2，MOS管Q5的源极连接MOS管Q6的漏极和输出端OUT3，MOS管Q7的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖从斌，黎凡，陈强，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：