CN105634348A - 无刷直流电机mos管驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无刷直流电机MOS管驱动电路，包括单片机、上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路以及电流采样电路，所述单片机的输出端分别与上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路连接，所述电流采样电路与上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路连接；所述上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路并联连接，所述电流采样电路由电容C3、C4、C5、C6组成。本发明合理配置功率MOS管的门极驱动电压,降低了其开关损耗，延长使用寿命，通过多管共同工作的模式，来增加驱动电路的功率，电路简单实用，稳定性好，降低故障率，成本低廉，易于维护。

Description

无刷直流电机MOS管驱动电路

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，特别是涉及一种无刷直流电机MOS管驱动电路。

背景技术

无刷直流电动机已在各个领域取得日益广泛的应用,产量巨大,是电机的主要发展方向。现已成功应用于军事、航空、计算机、数控机床、机器人和电动自行车等多个领域。对于现有的无刷直流电机的MOS管驱动电路，其采用的控制策略多会出现开关MOS管门极驱动电流过大导致损耗过高且驱动电路功率偏小等缺陷。所以，本发明一种无刷直流电机MOS管驱动电路，通过合理配置功率MOS管的门极驱动电压,降低了其开关损耗，延长使用寿命，通过多管共同工作的模式，来增加驱动电路的功率。如此，可达到对电机更好的控制作用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的无刷直流电机MOS管驱动电路开关MOS管门极驱动电流过大导致损耗过高且驱动电路功率偏小等问题，提供一种结构简单、性能稳定、成本较低且准确性高的无刷直流电机MOS管驱动电路。

本发明采取以下技术方案来实现的：

一种无刷直流电机MOS管驱动电路，包括单片机、上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路以及电流采样电路，所述单片机的输出端分别与上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路连接，所述电流采样电路与上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路连接；所述上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路并联连接，所述电流采样电路由电容C3、C4、C5、C6组成。

进一步地，本发明所述的上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路与电流采样电路连接具体方式为：+15V电压信号与电容C18的一端、二极管D3的阳极、电阻a6的一端、三极管t9的集电极相连，上管电路+5V电压信号与电阻b5一段相连，电阻b5另一端与三极管V18的基极相连，三极管V18的基极与电阻R72的一端相连，电阻R72的另一端接PWMC控制信号，三极管V18的集电极与电阻a5的一端、三极管t7的基极相连，电阻a5的另一端与二极管D3的阴极、三极管t7的集电极、电容C9的一端相连，三极管t7的发射集与二极管D9的阳极、电阻g3的一端、三极管t8的基极相连，二极管D9的阴极与电阻e5相连，电阻e5的另一端与三极管t8的集电极、MOS管V9的栅极、MOS管V10的栅极、电容C35的一端相连，电阻g3的另一端与三极管t8的发射集电阻R42、电容C9的另一端、电容C35的另一端、MOS管V9的源极、MOS管V10的源极、MOS管V11的漏极、MOS管V12的漏极、输出C相连，MOS管V9的漏极、MOS管V10的漏极共同与+48V电压信号、电容C1的一端、电容C2的一端相连，电容C1、电容C2另一端接地；下管电路+5V电压信号与三极管t5的基极相连，三极管t5的集电极与电阻a6的另一端、三极管t9的基极相连，三极管t5的发射集与电阻b6的一端相连，电阻b6的另一端与电阻f3的一端、PWMC_控制信号相连，电阻f3另一端与三极管n6基极相连，三极管n6发射集接地，三极管n6集电极与电阻e6的一端、MOS管V11的栅极、MOS管V12的栅极电容C16的一端相连，电容C16的另一端与MOS管V11的源极、MOS管V12的源极电阻R42的另一端、电容C3的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端相连，电容C3、C4、C5、C6的另一端共同与+48V电压信号相连；

所述上MOS管驱动电路中，通过自举电容C35的充放电作用，从而提高PWM控制信号对MOS管开关的控制精度。

所述上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路中分别含有多个并联的MOS管。

与现有技术相比，本发明合理配置功率MOS管的门极驱动电压,降低了其开关损耗，延长使用寿命。通过多管共同工作的模式，来增加驱动电路的功率，电路简单实用，稳定性好，降低故障率，成本低廉，易于维护，市场应用广泛。

附图说明

图1：本发明的电路图；

图2：本发明的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对实施方式进行详细的阐述：

参见图1，本发明的无刷直流电机MOS管驱动电路，包括上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路与电流采样电路。所述的上MOS管驱动电路,+15V电压信号与电容C18的一端、二极管D3的阳极、电阻a6的一端、三极管t9的集电极相连，+5V电压信号与电阻b5一段相连，电阻b5另一端与三极管V18的基极相连，三极管V18的基极与电阻R72的一端相连，电阻R72的另一端接PWMC控制信号，三极管V18的集电极与电阻a5的一端、三极管t7的基极相连，电阻a5的另一端与二极管D3的阴极、三极管t7的集电极、电容C9的一端相连，三极管t7的发射集与二极管D9的阳极、电阻g3的一端、三极管t8的基极相连，二极管D9的阴极与电阻e5相连，电阻e5的另一端与三极管t8的集电极、MOS管V9的栅极、MOS管V10的栅极、电容C35的一端相连，电阻g3的另一端与三极管t8的发射集电阻R42、电容C9的另一端、电容C35的另一端、MOS管V9的源极、MOS管V10的源极、MOS管V11的漏极、MOS管V12的漏极、输出C相连，MOS管V9的漏极、MOS管V10的漏极共同与+48V电压信号、电容C1的一端、电容C2的一端相连，电容C1、电容C2另一端接地；所述的下MOS管驱动电路，+5V电压信号与三极管t5的基极相连，三极管t5的集电极与电阻a6的另一端、三极管t9的基极相连，三极管t5的发射集与电阻b6的一端相连，电阻b6的另一端与电阻f3的一端、PWMC_控制信号相连，电阻f3另一端与三极管n6基极相连，三极管n6发射集接地，三极管n6集电极与电阻e6的一端、MOS管V11的栅极、MOS管V12的栅极电容C16的一端相连，电容C16的另一端与MOS管V11的源极、MOS管V12的源极电阻R42的另一端、电容C3的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端相连，电容C3、C4、C5、C6的另一端共同与+48V电压信号相连；所述的电流采样电路由电容C3、C4、C5、C6组成。

所述的无刷直流电机MOS管驱动电路，其分为上MOS管驱动电路与下MOS管驱动电路。这两个MOS管驱动电路分开独立工作，如此做可减少因电路连接耦合等造成的故障率并延长其使用寿命。

所述的上MOS管驱动电路，当PWMC控制信号为高电平时，MOS管V9与V10导通，此时，自举电容C35充电，待PWMC控制信号电平转换使相关三极管截止以致相关驱动电路停止工作之后，自举电容C35通过放电三极管t8快速放电，使MOS管V9、V10立刻截止，处于关断状态，提高控制精度。

所述的无刷直流电机MOS管驱动电路，常见的是六管开关电路，本发明一种无刷直流电机MOS管驱动电路，通过并联MOS管的工作方式，可以实现六管、九管、十二管的无刷直流电机MOS管驱动电路，如此可以满足不同负载量的无刷直流电机的功率需求，比如电动自行车与电动三轮车的功率需求差别就比较大，前者可采用六管驱动，后者则根据需要可采取九管或者十二管驱动。

所述的电流采样电路，其采用多个小电容并联的目的是为了减小电容自身的寄生电感，如此既可以达到大电容的需求，又可以减小寄生电感，可以起到很好地稳压滤波作用，使采样电流不失真。

参见图2，本发明的工作原理是：单片机接收霍尔传感器等的信号，经过内部计算，在一个周期内输出固定的PWM信号来控制上MOS管和下MOS管的开通与关断来控制电机的旋转。PWM信号控制驱动电路相关器件的通断，以此来控制功率MOS管的开关工作。其中，自举电容C35的充放电功能可以很好地提高开关控制的精度。并且，运用MOS管并联的方法可以增加驱动电路的带载量，满足不同功率需求的无刷直流电机系统。

可以理解的，以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种无刷直流电机MOS管驱动电路，包括单片机、上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路以及电流采样电路，其特征在于：所述单片机的输出端分别与上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路连接，所述电流采样电路与上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路连接；所述上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路并联连接，所述电流采样电路由电容C3、C4、C5、C6组成。

2.如权利要求1所述一种无刷直流电机MOS管驱动电路，其特征在于：所述的上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路与电流采样电路连接具体方式为：+15V电压信号与电容C18的一端、二极管D3的阳极、电阻a6的一端、三极管t9的集电极相连，上管电路+5V电压信号与电阻b5一段相连，电阻b5另一端与三极管V18的基极相连，三极管V18的基极与电阻R72的一端相连，电阻R72的另一端接PWMC控制信号，三极管V18的集电极与电阻a5的一端、三极管t7的基极相连，电阻a5的另一端与二极管D3的阴极、三极管t7的集电极、电容C9的一端相连，三极管t7的发射集与二极管D9的阳极、电阻g3的一端、三极管t8的基极相连，二极管D9的阴极与电阻e5相连，电阻e5的另一端与三极管t8的集电极、MOS管V9的栅极、MOS管V10的栅极、电容C35的一端相连，电阻g3的另一端与三极管t8的发射集电阻R42、电容C9的另一端、电容C35的另一端、MOS管V9的源极、MOS管V10的源极、MOS管V11的漏极、MOS管V12的漏极、输出C相连，MOS管V9的漏极、MOS管V10的漏极共同与+48V电压信号、电容C1的一端、电容C2的一端相连，电容C1、电容C2另一端接地；下管电路+5V电压信号与三极管t5的基极相连，三极管t5的集电极与电阻a6的另一端、三极管t9的基极相连，三极管t5的发射集与电阻b6的一端相连，电阻b6的另一端与电阻f3的一端、PWMC_控制信号相连，电阻f3另一端与三极管n6基极相连，三极管n6发射集接地，三极管n6集电极与电阻e6的一端、MOS管V11的栅极、MOS管V12的栅极电容C16的一端相连，电容C16的另一端与MOS管V11的源极、MOS管V12的源极电阻R42的另一端、电容C3的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端相连，电容C3、C4、C5、C6的另一端共同与+48V电压信号相连。

3.如权利要求1或2所述一种无刷直流电机MOS管驱动电路，其特征在于：所述上MOS管驱动电路中，通过自举电容C35的充放电作用，从而提高PWM控制信号对MOS管开关的控制精度。

4.如权利要求1或2所述一种无刷直流电机MOS管驱动电路，其特征在于：所述上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路中分别含有多个并联的MOS管。

5.如权利要求4所述一种无刷直流电机MOS管驱动电路，其特征在于：所述上MOS管驱动电路、下MOS管驱动电路中分别含有两个或六个并联的MOS管。