一种带死区延时的电机驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了带死区延时的电机驱动电路，包括与电机连接的H桥电路，H桥电路由光电隔离电路、死区延时控制电路和半桥驱动控制电路控制，通过调整MOS管的导通与截止时序控制电机的转向；一对互补的输入信号经双路光电耦合器后输出的两路信号进入死区延时控制电路中，分别经两路级连的与非门输出两路互补的控制信号；死区延时控制电路输出的信号分别输入至半桥驱动控制电路中的两个对称单元中。通过死区延时控制电路控制死区时间，防止同臂的两个MOS管同时导通，死区时间可以灵活调整；光电隔离电路增加了抗干扰能力，减少了H桥瞬态输出大电流或电机启动时H桥控制信号对前级电路的干扰；可单电源供电工作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了带死区延时的电机驱动电路，包括与电机连接的H桥电路，H桥电路由光电隔离电路、死区延时控制电路和半桥驱动控制电路控制，通过调整MOS管的导通与截止时序控制电机的转向；一对互补的输入信号经双路光电耦合器后输出的两路信号进入死区延时控制电路中，分别经两路级连的与非门输出两路互补的控制信号；死区延时控制电路输出的信号分别输入至半桥驱动控制电路中的两个对称单元中。通过死区延时控制电路控制死区时间，防止同臂的两个MOS管同时导通，死区时间可以灵活调整；光电隔离电路增加了抗干扰能力，减少了H桥瞬态输出大电流或电机启动时H桥控制信号对前级电路的干扰；可单电源供电工作。【专利说明】—种带死区延时的电机驱动电路
本专利技术涉及一种电机驱动电路，尤其涉及一种带死区延时的电机驱动电路，属于电路
。
技术介绍
电机的功率驱动电路通常采用H桥式结构电路进行驱动，H桥电路由四个功率开关MOS管构成，通过一种控制结构来控制四个开关管的导通与截止，使电机正转、反转或者停止。对H桥驱动电路上下桥臂功率开关MOS管加互补信号后，在带载情况下，功率开关MOS管的关断时间通常比开通时间长，这样，当下桥臂功率开关MOS管未及时关断而上桥臂抢先开通时，就会出现所谓“桥臂直通”故障。这样会使桥臂直通时电流迅速变大，从而造成功率开关损坏。所以设置导通延时及死区时间必不可少。当前较多采用在控制器MCU中增加软件延时的方法，这需要进行大量的运算和适时控制，消耗大量的计算时间和硬件资源，而且很难保证死区时间以及均匀调节电机速度的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的: 本专利技术提供了一种死区时间可灵活调整、系统单电源供电、输入控制信号与驱动控制电路进行光电隔离的低成本电路结构。目的是克服已有技术中存在双电源供电、可能出现的上下桥臂直通、抗干扰能力低等缺陷。实现本专利技术目的的技术解决方案为: 一种带死区延时的电机驱动电路，包括与电机连接的H桥电路，H桥电路内部具有四个功率开关MOS管构成的上下桥臂，其特征是，H桥电路由光电隔离电路、死区延时控制电路和半桥驱动控制电路控制，通过调整MOS管的导通与截止时序控制电机的转向； 光电隔离电路米用双路光电稱合器，输出与输入同相； 一对互补的输入信号经双路光电耦合器后输出的两路信号进入死区延时控制电路中，分别经两路级连的与非门输出两路互补的控制信号，其中每路级连的与非门中包括两个级连的与非门，两个与非门之间经一电阻连接，后一个与非门经一电容与电源电压连接；死区延时控制电路输出的信号分别输入至半桥驱动控制电路中的两个对称单元中，每个对称单兀中包含一半桥驱动芯片、一自举二极管和一自举电容，半桥驱动芯片工作电压端与自举二极管阳极连接，自举二极管阴极与自举电容一端连接，自举电容另一端连接在H桥电路与电机相连的其中一端，即H桥电路上桥臂上的第一 MOS管的源极和下桥臂上的第四MOS管的漏极。死区延时控制电路中，包括第一路级连的与非门分别为第一与非门、第二与非门，第二路级连的与非门分别为第三与非门、第四与非门；第一与非门、第二与非门之间连接第三电阻，第二与非门两个输入端共连，并经第二电容与电源电压连接；第三与非门、第四与非门之间连接第四电阻，第四与非门两个输入端共连，并经第三电容与电源电压连接；双路高速光电I禹合器输出的两路信号分别作为第一与非门、第三与非门的一路输入信号，第三与非门的输出端作为第一与非门的另一路输入信号，第一与非门的输出端作为第三与非门的另一路输入信号； 第三电阻和第二电容、第四电阻和第三电容分别组成两路RC延时控制电路，通过改变RC延时控制电路的时间常数控制死区时间。还包括一电源转换电路，电源转换电路中包括一三级管，三极管基极连接稳压管的阴极，稳压管阳极接地，三极管的基极与集电极间跨接第五电阻；三极管的集电极接电机工作电压，发射极作为光电隔离电路、死区延时控制电路、半桥驱动控制电路的工作电压。电机工作电压为40V，光电隔离电路、死区延时控制电路、半桥驱动控制电路的工作电压为12V，稳压管的稳定电压为13V。半桥驱动芯片具有一死区时间，大小为10ns。本专利技术创造的优点以及达到的有益效果: 1.本电路的可靠性高，利用电路各个点的电位特点，设计了死区延时电路，通过死区延时控制电路(RC延时电路)控制死区时间，减轻了控制器MCU的设计难度和负担，防止同臂的两个MOS管同时导通，同时死区时间可以灵活调整； 2.本电路抗干扰能力强。设计了光电隔离单元增加了抗干扰能力，减少了H桥瞬态输出大电流或电机启动时H桥控制信号对前级电路的干扰； 3.本电路可单电源供电工作。通过对光电隔离单元与驱动控制单元的特殊结构设计，H桥控制电源可采用电机工作电源进行控制，实现了 H桥的控制和驱动各部分的单一电源工作方式。【专利附图】【附图说明】图1电机驱动电路原理框图； 图2电机驱动电路原理图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术带死区延时的电机驱动电路主要包括光电隔离电路、死区延时控制电路、半桥驱动控制电路、H桥驱动电路及电源变换电路，其原理框图如图1所示。各部分具体电路图如图2所示，图中VinN，VinP为两路输入控制信号，端子Ml、M2分别接电机的两端。各部分电路的原理如下: A部分为光电隔离电路，米用双路高速光电稱合器NI,输出与输入同相，隔离后级电路对前级电路的干扰。经双路高速光电耦合器NI后输出的两路信号进入死区控制电路B中。B部分为死区延时控制电路，包括第一路级连的与非门分别为第一与非门D1A、第二与非门D1B，第二路级连的与非门分别为第三与非门D1C、第四与非门DlD ;第一与非门D1A、第二与非门DlB之间连接第三电阻R3，第二与非门DlB两个输入端共连，并经第二电容C2与电源电压VCC连接；第三与非门D1C、第四与非门DID之间连接第四电阻R4，第四与非门DlD两个输入端共连，并经第三电容C3与电源电压VCC连接； 双路高速光电I禹合器输出的两路信号分别作为第一与非门D1A、第三与非门DlC的一路输入信号，第三与非门DlC的输出端作为第一与非门的另一路输入信号，第一与非门DlA的输出端作为第三与非门DlC的另一路输入信号； 图中D1A、D1B、D1C、D1D为CMOS与非门，可以增加电路的输出驱动能力，第三电阻R3和第二电容C2、第四电阻R4和第三电容C3分别组成两路RC延时控制电路，输入信号经过此部分电路时，输出电压有个上升的过程，通过改变RC延时控制电路的时间常数可以控制死区时间，防止桥臂直通故障。C部分为电源转换电路，电源转换电路中包括一三级管V3，三极管V3基极连接稳压管V4的阴极，稳压管V4阳极接地，三极管V3的基极与集电极间跨接第五电阻R5 ;三极管V3的集电极接电机工作电压VDD，发射极作为光电隔离电路A、死区延时控制电路B、半桥驱动控制电路D的工作电源电压VCC。由于电机工作电压为40V，而光耦和桥路驱动芯片等的工作电压为12V，所以首先要进行电压转换得到12V电源，如图2中C部分所示，图中稳压管V4的稳定电压为13V。D部分半桥驱动控制电路，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带死区延时的电机驱动电路，包括与电机连接的H桥电路，H桥电路内部具有四个功率开关MOS管构成的上下桥臂，其特征是，H桥电路由光电隔离电路、死区延时控制电路和半桥驱动控制电路控制，通过调整MOS管的导通与截止时序控制电机的转向；光电隔离电路采用双路光电耦合器，输出与输入同相；一对互补的输入信号经双路光电耦合器后输出的两路信号进入死区延时控制电路中，分别经两路级连的与非门输出两路互补的控制信号，其中每路级连的与非门中包括两个级连的与非门，两个与非门之间经一电阻连接，后一个与非门经一电容与电源电压连接；死区延时控制电路输出的信号分别输入至半桥驱动控制电路中的两个对称单元中，每个对称单元中包含一半桥驱动芯片、一自举二极管和一自举电容，半桥驱动芯片工作电压端与自举二极管阳极连接，自举二极管阴极与自举电容一端连接，自举电容另一端连接在H桥电路与电机相连的其中一端，即H桥电路上桥臂上的第一MOS管的源极和下桥臂上的第四MOS管的漏极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄艳辉，于春香，房建峰，董冀，杨侃，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：