CN111211728A - 马达驱动芯片 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种马达驱动芯片，包括：驱动电路；输出电路，连接所述驱动电路，所述输出电路受控于所述驱动电路进行信号输出；以及,认证电路，连接所述驱动电路；其中，所述认证电路解析外部装置提供的控制信号包括的握手信息是否符合握手协议，以禁止所述驱动电路的运作或是传输所述控制信号至所述驱动电路，供所述驱动电路控制所述输出电路。

Description

马达驱动芯片

技术领域

本申请涉及半导体领域，更具体地讲，涉及一种具认证机制的马达驱动芯片。

背景技术

电动机的运行，一般是通过如CPU、MPU或相关的控制器提供控制信号，通过电动机的驱动器因应控制信号而产生必要性的工作电压、工作电流…等来控制电动机的运行。因此，驱动器的各项工作性能与防止外部信息干扰的能力，会直接影响电动机运行的正确性。

一般的全桥和半桥驱动器，都是通过脉冲宽度调制(PWM)电路来控制电机转向。这类驱动器的输入信号电平是相对固定的，也就是说即使控制器没有提供控制信号，只要外部干扰的信号电平满足驱动器输入信号的电平时，驱动器即会开始运作而驱动电动机的运行。

然而，电动机的用途十分广泛，如零组件加工，电子锁具的开闭切换结构…等。此类驱动器被干扰而误动作的驱动电动机运行的情形，用于零组件加工即会造成加工失败，电子锁具亦容易受到此种干扰信息的攻击而容易被打开。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请的目的在于，提供一种在完成交握机制后才能运行的马达驱动芯片。

本申请的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本申请提出的一种马达驱动芯片，包括驱动电路；输出电路，连接所述驱动电路，所述输出电路受控于所述驱动电路进行信号输出；以及，认证电路，连接所述驱动电路；其中，所述认证电路解析外部装置提供的控制信号包括的握手信息是否符合握手协议，决定是否禁止所述驱动电路的运作。

在本申请的一实施例中，所述认证电路解析外部装置提供的控制信号包括的握手信息不符合握手协议时，禁止所述驱动电路的运作。

在本申请的一实施例中，所述握手信息符合握手协议时，所述认证电路传输所述控制信号至所述驱动电路，所述驱动电路依据所述所述控制信号的驱动信息以控制所述输出电路。

在本申请的一实施例中，所述认证电路为编码识别电路，所述握手协议包括为预设编码，所述编码识别电路判断所述握手信息的编码内容与所述预设编码相符时，传输所述控制信号。

在本申请的一实施例中，所述预设编码为串行编码或并行编码。

在本申请的一实施例中，所述认证电路包括频率电路，所述握手信息为握手频率信号，所述握手协议为预设频率信号，所述频率电路判断所述握手频率信号与所述预设频率信号相符时，传输所述控制信号。

在本申请的一实施例中，所述控制信号为多段式信号，所述握手信息设置于所述控制信号中的一段或多段，所述认证电路从所述多段式信号中截取必要信号而形成所述握手信息。

在本申请的一实施例中，所述握手协议包括至少一个等级交握机制，所述认证电路判断所述至少一个等级交握机制存在与所述握手信息相符的交握机制时，传输所述控制信号。

在本申请的一实施例中，所述认证电路禁止所述驱动电路的运作的方式为所述认证电路中断与所述驱动电路的电性耦接。

在本申请的一实施例中，所述认证电路禁止所述驱动电路的运作的方式为所述认证电路全部发送零电位信号或低电位信号至所述驱动电路。

在本申请的一实施例中，所述认证电路禁止所述驱动电路的运作的方式为所述认证电路全部接地。

在本申请的一实施例中，所述认证电路禁止所述驱动电路的运作的方式为所述认证电路全部发送高电位信号至所述驱动电路。

在本申请的一实施例中，所述认证电路禁止所述驱动电路的运作的方式为，所述认证电路发送固定的控制信息，令所述驱动电路保持指定的运作状态。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路的指定运作状态包括无信号输出、零电位信号输出或是指定信号输出。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路保持指定的运作状态时，令所述输出电路保持高阻状态。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路保持指定的运作状态时，令所述输出电路保持同时接电源的状态。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路保持指定的运作状态时，令所述输出电路保持同时接地的状态。

在本申请的一实施例中，所述输出电路为桥式电路，所述驱动电路包括控制所述桥式电路电流方向的开关控制电路，及包括控制所述桥式电路电平变化的电平转换电路。

本申请的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

本申请的另一目的为一种马达驱动系统，包括：控制模块，提供控制信号；马达；以及，马达驱动芯片，连接所述控制模块与所述马达，所述马达驱动芯片包括：驱动电路，连接所述控制模块；输出电路，连接所述驱动电路与所述马达，所述输出电路受控于所述驱动电路以输出控制所述马达运转的输出信号；认证电路，连接所述驱动电路与所述控制模块；其中，所述认证电路解析所述控制信号包括的握手信息不符合握手协议时，禁止所述驱动电路的运作；所述握手信息符合所述握手协议时，所述认证电路传输所述控制信号至所述驱动电路，所述驱动电路依据所述所述控制信号的驱动信息以控制所述输出电路。

本申请通过配置认证电路，较能有效避免驱动器受到外部干扰信号而误动作，进而避免电动机被误启动或是执行错误的运作模式，运用在零组件加工即不会因电动机误动作而造成加工失败，亦较能避免电子锁具受到此种干扰信息的攻击而被打开。其次，握手协议的要求适用于现行的信号传输方式进行编码，或是现行控制信号的数据规格，将握手信息结合其中，较不需更动现行驱动器的电路接脚。其三，当马达驱动芯片本身无法满足大电流电机驱动时，可以将其作为前驱动(Pre-driver)电路，连接外部大功率驱动电路来驱动大型电动机，整体性的控制电路不需改变基础架构。其四，本申请所述芯片不受流片工艺、工作电压、驱动电流等影响，均可实现，适用性较高。

附图说明

图1为本申请一实施例马达驱动芯片的结构示意图。

图2为本申请一实施例芯片结合桥式电路的结构示意图。

图3为本申请一实施例芯片结合桥式电路的结构示意图。

图4为本申请一实施例马达驱动芯片的结构示意图。

图5为本申请一实施例马达驱动系统的结构示意图。

图6为本申请一实施例马达驱动系统的结构示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。

附图和说明被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。另外，为了理解和便于描述，附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本申请不限于此。

另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”将被理解为意指包括所述组件，但是不排除任何其它组件。此外，在说明书中，“在......上”意指位于目标组件上方或者下方，而不意指必须位于基于重力方向的顶部上。

为更进一步阐述本申请为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体的实施例，对依据本申请提出的一种马达驱动芯片，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参考图1，图1为本申请一实施例马达驱动芯片的结构示意图。在本申请的一实施例中，所述马达驱动芯片100包括认证电路110、驱动电路120与输出电路130。所述驱动电路120连接于认证电路110与输出电路130之间。所述认证电路110电性耦接所述马达驱动芯片100的一个以上的输入信号接脚101，所述马达驱动芯片100通过所述输入信号接脚101连接如处理器(CPU)、微处理器(MPU)、信号产生器…等相同或相类似的提供输入信号的外部装置或组件。所述输出电路130电性耦接所述马达驱动芯片100的一个以上的输出信号接脚102，所述马达驱动芯片100通过所述输出信号接脚102连接如电动机、步进器…等各类受控而运作或进行切换动作的电机组件。在一些实施例中，所述马达驱动芯片100包括电源接脚103(如图5绘示)连接外部供电的电源信号与接地。

在一些实施例中，所述输出电路130受控于所述驱动电路120进行信号输出，进而控制马达驱动芯片100输出端所连接电机组件的动作。所述认证电路110解析外部输入的控制信号S1包括的握手信息S11是否符合握手协议111，决定是否禁止所述驱动电路120的运作。

在本申请的一实施例中，所述控制信号S1包括的握手信息S11不符合握手协议111时，禁止所述驱动电路120的运作。所述电机组件即因所述驱动电路120被禁止运行，连带静止运作。

在本申请的一实施例中，所述握手信息S11符合握手协议111时，所述认证电路110传输所述控制信号S1至所述驱动电路120，所述驱动电路120依据所述所述控制信号S1的驱动信息以控制所述输出电路130。所述电机组件即受所述驱动电路120的控制而执行对应的运作。

在本申请的一实施例中，所述控制信号S1为多段式信号，所述握手信息S11设置于所述控制信号S1中的一段或多段，所述认证电路110会从中截取必要信号而形成所述握手信息S11。

在本申请的一实施例中，所述握手信息S11记载于所述多段式信号中的首段信息中。

在本申请的一实施例中，所述控制信号S1为多段式信号信号，为所述外部装置分批传输。

在本申请的一实施例中，所述认证电路110为编码识别电路，所述握手协议111为预设编码，所述编码识别电路判断所述握手信息S11的编码内容与所述预设编码相符时，即视为所述握手信息S11获得所述认证电路110正确认证，所述认证电路110传输所述控制信号S1。

在本申请的一实施例中，所述预设编码为串行编码或并行编码，所述控制信号S1亦为相同类型的串行编码或并行编码。

在本申请的一实施例中，所述认证电路110包括频率电路，所述握手信息S11为握手频率信号，所述握手协议为预设频率信号，所述频率电路判断所述握手频率信号与所述预设频率信号相符时，传输所述控制信号S1。

在本申请的一实施例中，所述握手协议111包括至少一个等级交握机制，所述认证电路110判断所述至少一个等级交握机制存在与所述握手信息S11相符的交握机制时，传输所述控制信号S1。

在本申请的一实施例中，所述握手协议111包括三种不同等级，第一种等级为多段式信号交握机制，第二种等级为预设编码交握机制，第三种等级为频率交握机制。所述认证电路110将所述控制信号S1配对各等级交握机制，以采用合适的交握方式。

在本申请的一实施例中，所述认证电路110禁止所述驱动电路120的运作的方式为所述认证电路110中断与所述驱动电路120的电性耦接。

在本申请的一实施例中，所述认证电路110禁止所述驱动电路120的运作的方式为所述认证电路110的输出端全部发送零电位信号或低电位信号至所述驱动电路120。

在本申请的一实施例中，所述认证电路110禁止所述驱动电路120的运作的方式为所述认证电路110的输出端全部接地。

在本申请的一实施例中，所述认证电路110禁止所述驱动电路120的运作的方式为所述认证电路110的输出端全部发送高电位信号至所述驱动电路120。

在本申请的一实施例中，所述认证电路110禁止所述驱动电路120的运作的方式为，所述认证电路110发送固定的控制信息，令所述驱动电路120保持指定的运作状态。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路120的指定运作状态包括无信号输出、零电位信号输出或是指定信号输出。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路120保持指定的运作状态时，令所述输出电路130保持高阻状态。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路120保持指定的运作状态时，令所述输出电路130保持同时接电源的状态。

在本申请的一实施例中，所述保持同时接电源的状态包括：同时接收到高电位信号、低电位信号、指定电位信号等相同或相类似的信号，并不以此等信号为限。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路120保持指定的运作状态时，令所述输出电路130保持同时接地的状态。

图2为本申请一实施例芯片结合桥式电路的结构示意图。在本申请的一实施例中，所述输出电路130为桥式电路。图2示出全桥电路，然一些实施例中，所述桥式电路为半桥电路。所述桥式电路还分别连接内部电源VS与接地GND。

在一些实施例中，所述桥式电路包括多个开关组件构成的H桥回路，所述多个开关组件为三极管。

图3为本申请一实施例芯片结合桥式电路的结构示意图。在本申请的一实施例中，所述桥式电路包括多个开关组件构成的H桥回路，所述多个开关组件为场效应晶体管。

在一些实施例中，每一开关组件皆配合设置二极管D，所述二极管D进行电路整流与阻止三极管的基极或场效晶极管的栅极上的非故意损失。

在一些实施例中，所述二极管D为稳压二极管(齐纳二极管)。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路120包括控制所述桥式电路电流方向的开关控制电路(图未示)。

在本申请的一实施例中，所述驱动电路120包括控制所述桥式电路电平变化的电平转换电路(图未示)。

图4为本申请一实施例马达驱动芯片的结构示意图，其示出所述马达驱动芯片100可包括的模块电路。

在本申请的一实施例中，更包括：温度保护电路140连接所述驱动电路120，所述温度保护电路140侦测芯片温度，以控制所述驱动电路120的运行或禁止。

在本申请的一实施例中，更包括：电压保护电路150连接所述驱动电路120，所述电压保护电路150侦测所述驱动电路120的运作电压变化，以控制所述驱动电路120的运行或禁止。

在本申请的一实施例中，更包括：电流保护电路160连接所述驱动电路120，所述电流保护电路160侦测所述驱动电路120的运作电流变化，以控制所述驱动电路120的运行或禁止。

图5为本申请一实施例马达驱动系统的结构示意图，请同时配合图1至图4以利于理解。所述马达驱动系统包括：控制模块210，提供控制信号S1；马达220；以及，马达驱动芯片100，连接所述控制模块210与所述马达220。所述马达驱动芯片100通过电源接脚连接外部电源Vcc与接地GND。所述外部电源Vcc与所述接地GND还配置有电容C以用于耦合与滤波。

所述马达驱动芯片100包括：驱动电路120，连接所述控制模块210；输出电路130，连接所述驱动电路120与所述马达220，所述输出电路130受控于所述驱动电路120以输出控制所述马达220运转的输出信号；认证电路110，连接所述驱动电路120与所述控制模块210；其中，所述认证电路110解析外部装置提供的控制信号S1包括的握手信息S11不符合握手协议111时，禁止所述驱动电路120的运作；所述握手信息S11符合所述握手协议111时，所述认证电路110传输所述控制信号S1至所述驱动电路120，所述驱动电路120依据所述所述控制信号S1的驱动信息以控制所述输出电路130。

图6为本申请一实施例马达驱动系统的结构示意图，与图6不同在于，所述马达驱动芯片100的输出信号接脚102连接大功率驱动电路230，所述大功率驱动电路230连接大型电动机240。所述马达驱动芯片100的输出信号由所述大功率驱动电路120接收，所述大功率驱动电路120依据所述输出信号而控制所述大型电动机240的运作行为。

本申请通过配置认证电路，较能有效避免驱动器受到外部干扰信号而误动作，进而避免电动机被误启动或是执行错误的运作模式，运用在零组件加工即不会因电动机误动作而造成加工失败，亦较能避免电子锁具受到此种干扰信息的攻击而被打开。其次，握手协议的要求适用于现行的信号传输方式进行编码，或是现行控制信号的数据规格，将握手信息结合其中，较不需更动现行驱动器的电路接脚。其三，当马达驱动芯片本身无法满足大电流电机驱动时，可以将其作为前驱动(Pre-driver)电路，连接外部大功率驱动电路来驱动大型电动机，整体性的控制电路不需改变基础架构。其四，本申请所述芯片不受流片工艺、工作电压、驱动电流等影响，均可实现，适用性较高。。

“在一些实施例中”及“在各种实施例中”等用语被重复地使用。所述用语通常不是指相同的实施例；但它也可以是指相同的实施例。“包含”、“具有”及“包括”等用词是同义词，除非其前后文意显示出其它意思。

以上所述，仅是本申请的实施例，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以具体的实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种马达驱动芯片，其特征在于，包括：

驱动电路；

输出电路，连接所述驱动电路，所述输出电路受控于所述驱动电路进行信号输出；以及

认证电路，连接所述驱动电路；

其中，所述认证电路解析外部装置提供的控制信号包括的握手信息不符合握手协议时，禁止所述驱动电路的运作；

所述握手信息符合握手协议时，所述认证电路传输所述控制信号至所述驱动电路，所述驱动电路依据所述所述控制信号的驱动信息以控制所述输出电路。

2.如权利要求1所述的马达驱动芯片，其特征在于，所述握手协议包括至少一个等级交握机制，所述认证电路判断所述至少一个等级交握机制存在与所述握手信息相符的交握机制时，传输所述控制信号。

3.如权利要求1所述的马达驱动芯片，其特征在于，所述认证电路为编码识别电路，所述握手协议包括为预设编码，所述编码识别电路判断所述握手信息的编码内容与所述预设编码相符时，传输所述控制信号。

4.如权利要求3所述的马达驱动芯片，其特征在于，所述预设编码为串行编码或并行编码。

5.如权利要求1所述的马达驱动芯片，其特征在于，所述认证电路包括频率电路，所述握手信息为握手频率信号，所述握手协议为预设频率信号，所述频率电路判断所述握手频率信号与所述预设频率信号相符时，传输所述控制信号。

6.如权利要求1所述的马达驱动芯片，其特征在于，所述控制信号为多段式信号，所述握手信息设置于所述控制信号中的一段或多段，所述认证电路从所述多段式信号中截取必要信号而形成所述握手信息。

7.如权利要求1所述的马达驱动芯片，其特征在于，所述认证电路禁止所述驱动电路的运作的方式为，所述认证电路中断与所述驱动电路的电性耦接，或者所述认证电路全部发送零电位信号或低电位信号至所述驱动电路，或者所述认证电路全部发送高电位信号至所述驱动电路。

8.如权利要求1所述的马达驱动芯片，其特征在于，所述认证电路禁止所述驱动电路的运作的方式为，所述认证电路发送固定的控制信息，令所述驱动电路保持指定的运作状态。

9.如权利要求8所述的马达驱动芯片，其特征在于，所述驱动电路保持指定的运作状态时，令所述输出电路保持高阻状态、同时接电源、同时接地三者之一的状态。

10.如权利要求1所述的马达驱动芯片，其特征在于，所述输出电路为桥式电路，所述驱动电路包括控制所述桥式电路电流方向的开关控制电路，及包括控制所述桥式电路电平变化的电平转换电路。

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