H桥直流电机驱动电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种Ｈ桥直流电机驱动电路，包括驱动直流电机的Ｈ桥控制单元，与Ｈ桥控制单元分立设置并电连接的Ｈ桥使能单元，与Ｈ桥使能单元相连接的信号接收单元，以及一个电流检测单元；其中，Ｈ桥控制单元包括四个分立设置的场效应管，四个场效应管包括两个处于高端的Ｐ沟道场效应管和两个处于低端的Ｎ沟道场效应管；信号接收单元用于接收方向控制信号和速度控制信号；Ｈ桥使能单元用于依据方向控制信号和速度控制信号，通过至少两种分立设置的逻辑门电路，同时实现一个高端场效应管－电机－低端场效应管的电流通路；电流检测单元用于测量流过电机电枢的电流。本实用新型专利技术采用分立元器件构造直流电机驱动电路，从而，降低了驱动电路的成本。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电机驱动电路，具体地，涉及一种H桥直流电机驱动电路。
技术介绍
就目前而言，采用H桥的电路形式对直流电机进行驱动是一种很常见的方式，其应用非常广泛。图1为典型的采用H桥(H-bridge)直流电机驱动电路的工作原理图，如图1所示，之所以称为"H桥直流电机驱动电路"是因为电路的形状酷似字母H。驱动电3各包括4个三极管Ql、 Q2、 Q3、 Q4和一个电才几M,其中，Ql， Q3为两个处于高端的P沟道场效应管或者PNP型三极管(图1、图2采用PNP型三极管示例)；Q2, Q4为两个处于低端的N沟道场效应管或者NPN型三极管(图1、图2采用NPN型三极管示例)。要使电机M运转，则必须导通处于对角线位置上的一对三极管，例如，可以导通三极管对Q1与Q4 ，也可以导通三才及管对Q2与Q3。根据不同三极管对的导通情况，通过直流电机的电流可能会从左至右或者从右至左，从而实现控制电机按照顺时针方向或者逆时针方向的转动。图2为直流电机顺时针转动时，H桥直流电路的工作状态示意图，如图2所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。图3为直流电机逆时针转动时，H桥直流电路的工作状态示意图，如图3所示，当Q2管和Q3管导通时，电流就从电源正极经Q3从右至左穿过电机，然后再经Q2回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机逆时针转动。对于上述驱动电路来说，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要因为如果位于同一侧的三极管Ql和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极，而此时，由于电路中除了三极管外没有其他任何负载，将有可能导致烧毁三极管，对于场效应管也存在同样的问题。基于上述原因，在实际驱动电路中要添加硬件电路来控制三极管或者场效应管，通常的做法是采用集成芯片的方案，将硬件电路集成到芯片中，例如，芯片L293D、芯片L298N、芯片TA7257P、芯片SN754410等，这样做的优点是，除了可以避免同一侧的三极管或者场效应管同时导通被烧毁之外， 一般还具有死区控制、过压/欠压、过流、过热等保护措施，因此可以更好的保护电路；缺点是成本比较高。针对中、低端价位产品而言，采用集成芯片控制的方案可能成为阻碍产品开发的瓶颈问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种H桥直流电机驱动电路，能够在降低驱动电路成本的前提下，实现H桥直流电机驱动电路。为了解决上述问题，本技术公开了一种H桥直流电机驱动电路，包括用于驱动直流电机的H桥控制单元，与H桥控制单元分立设置并电连接的H桥使能单元，以及与H桥使能单元相连接的信号接收单元；其中，H桥控制单元包括四个分立设置的场效应管，四个场效应管包括两个处于高端的P沟道场效应管和两个处于低端的N沟道场效应管；信号接收单元用于接收方向控制信号和速度控制信号；H桥使能单元用于依据方向控制信号和速度控制信号，通过至少两种分立设置的逻辑门电路，使得在同一时刻实现一个高端场效应管 一 电才几一低端场效应管的电流通i 各。优选地，H桥使能单元中的逻辑门电路包括或门以及非门，或门包括第一或门和第二或门，非门包括第一非门、第二非门和第三非门；方向控制信号与第一非门相连接构成支路一；速度控制信号与第二非门相连接构成支路二，并且支路一和支路二作为第一或门的输入信号，第一或门的输出端与H桥控制单元的一个高端场效应管相连接；支路一与第三非门的输入端连接，第三非门的输出端和支路二作为第二或门的输入信号，第二或门的输出端与H桥控制单元的另外一个高端场效应管相连接。优选地，支路一还与H桥控制单元的一个低端场效应管相连接；第三非门的输出端还与H桥控制单元的另外一个低端场效应管相连接。优选地，第一或门和第二或门采用四二输入的或门器件CD4071实现；第一非门、第二非门和第三非门采用六非门器件CD4069实现。优选地，H桥控制单元还连接有电流检测单元。优选地，电流检测单元由检测电阻组成。优选地，在驱动电路和电源之间还包括总保险开关。与现有技术相比，本技术具有以下优点针对现有技术中，对于驱动直流电机的集成芯片成本高的问题，采用了分立元器件构造驱动电路，从而，降低了驱动电路的成本。附图说明图1为根据现有技术的典型的采用H桥直流电机驱动电路的工作原理图；图2为根据现有技术的直流电机顺时针转动时，H桥直流电路的工作状态示意图3为根据现有技术的直流电机逆时针转动时，H桥直流电路的工作状态示意图4为根据本技术直流电机驱动电路的电路结构示意图；图5为根据本技术一个实施例的直流电机驱动电路的详细电路结构示意图6为本技术实施例的增加了电流检测单元的直流电机驱动电路的结构示意图7为根据图5所示的实施例，增加了电流检测单元的直流电机驱动电路的结构示意图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。本技术的核心思想是采用分立的逻辑门电路代替现有技术中的集成电路芯片来构成H桥使能单元，换言之，本技术"分立"的具体含义就是，没有采用现有的集成电路芯片来驱动直流电机，而是根据直流电机控制逻辑的需要，选用市面上通用的电子器件场效应管与逻辑门来自行搭建控制电路，从而降低了 H桥直流电机驱动电路的成本。参照图4,示出了根据本技术直流电机驱动电路的电路结构示意图，如图4所示，该电路结构示意图包括三个单元，信号接收单元401、包括分立的逻辑门电路的H桥使能单元402、 H桥控制单元403。其中，信号接收单元401、 H桥使能单元402与H桥控制单元403依次顺序连接。信号接收单元401用于接收控制电机的控制信号，包括控制电机转向的方向信号以及控制电机转速的速度信号；H桥使能单元402对于H桥控制单元403的控制是由分立的逻辑门电路来实现的，从而保证了 H桥能够安全可靠的工作；H桥控制单元403,与所述H桥使能单元相连接，用于驱动所述直流电机，包括二个处于高端的P沟道场效应管和两个处于低端的N沟道场效应管。在正常的工作状态下，仅仅是H桥的处于对角线状态的一对场效应管同时导通，即一个高端场效应管和与之处于对角线位置的一个地位场效应管同时导通。参照图5,示出了根据本技术一个实施例的直流电机驱动电路的详细电路结构示意图。如图5所示，信号接收单元接收来自于外部(例如，可以是单片机)传送给驱动电路的控制信号，如上所述，该控制信号包括两路，控制电机转向的第一控制信号，也称方向信号，以及控制电机转速的第二控制信号，也称速度信号；其中，速度信号可以通过PWM (Pulse width modulation,脉冲宽度调制)的方式产生，通过改变直流电机电枢电压的"占空比"来改变平均电压的大小，从而控制电机的转速。H桥使能单元中的逻辑门电路包括或门以及非门，或门包括第一或门501和第二或门502，非门包括第一非门504、第二非门506和第三非门508,方向信号与第一非门504相连接构成支路一，速度信号与第二非门506相连接构成支路二。在整个H桥使能单元中，有两个不同的工作电路，其中，工作电路一为支路一与支路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｈ桥直流电机驱动电路，其特征在于，包括：　用于驱动直流电机的Ｈ桥控制单元，与所述Ｈ桥控制单元分立设置并电连接的Ｈ桥使能单元，以及与所述Ｈ桥使能单元相连接的信号接收单元；其中，　所述Ｈ桥控制单元包括四个分立设置的场效应管，所述 四个场效应管包括两个处于高端的Ｐ沟道场效应管和两个处于低端的Ｎ沟道场效应管；　所述信号接收单元用于接收方向控制信号和速度控制信号；　所述Ｈ桥使能单元用于依据所述方向控制信号和速度控制信号，通过至少两种分立设置的逻辑门电路，使得在 同一时刻实现一个高端场效应管－电机－低端场效应管的电流通路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿乐，
申请(专利权)人：耿乐，
类型：实用新型
国别省市：15[中国|内蒙]