CN112073628A - 马达控制电路、驱动装置及显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种马达控制电路、驱动装置及显示设备，通过在控制电路与马达之间设置保护电路，同时，将开关电路设置在该保护电路中的两个开关管之间。利用该保护电路的中的两个开关管对信号的两次高低电平取反，可以保证在开关电路非触发状态下，马达接收到的信号与控制信号发出信号的一致性；并且，设置当开关电路处于触发状态下，使所述第一开关管输出至所述第二开关管的信号为可使所述马达进入刹车状态对应的信号。利用上述电路设计，当马达所驱动的活动部件到位后，触发开关电路，进而可以使马达直接进入刹车状态、迅速停转，无需控制电路再发出控制信号，进而可以解决软件控制方式，所存在的安全系数低、控制逻辑复杂以及控制延时的问题。

Description

马达控制电路、驱动装置及显示设备

本申请要求于2019年06月10日提交中国专利局、申请号为201910498039.3、发明名称为“马达控制电路、驱动装置及显示设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请实施例涉及电路技术领域，更具体的讲，涉及马达控制电路、驱动装置及显示设备。

背景技术

当前，由于显示设备可以为用户提供诸如音频、视频、图片等的播放画面，受到用户的广泛关注。并且，随着大数据与人工智能的发展，用户对显示设备的功能需求与日俱增。例如，用户想要播放显示画面的同时，呈现多路视频聊天画面；或者，当用户在游戏场景中，实时显示参与者是真实画面；或者，用户在教育类应用程序中，在学习当前画面内容的同时，实时与家长/老师进行远程音视频互动等。

为可以在显示设备实现上述场景，目前有些会在显示设备上安装摄像头。如图1所示，为在电视上设置摄像头的一种应用场景示意图。其中，摄像头110安装在电视120背面的右上角，当需要使用摄像头110时，通过马达带动摄像头110升起，以凸出于电视120，使用完毕后，再通过马达带动摄像头110下降，以使摄像头110隐藏于电视120后方。由于步进电机成本较高，所以驱动的摄像头110的马达通常采用直流电机，同时，设置限位开关和控制电路。在直流电机带动摄像头110运动过程中，当摄像头110到达预设位置后，碰触限位开关，控制电路检测到限位开关的开关状态变化后，再向直流电机发送信号，以控制直流电机停止转动，进而实现控制摄像头110停止升降。

但是，上述控制方式，在控制电路异常情况下，由于没有对电机的保护机构，所以容易出现摄像头110到达预设位置后直流电机还不能停止工作的情况，而摄像头110上升到一定高度后，受结构件的限制不能再上升，而直流电机仍然还会驱动其上升，进而就会出现电机烧毁的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种马达控制电路、驱动装置及显示设备，以解决现有的电机驱动方式所存在的安全系数低、以及软件控制逻辑复杂的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种马达控制电路，所述电路包括包括控制电路、开关电路、与所述开关电路对应设置的保护电路，其中：

所述保护电路包括第一开关管和第二开关管；

所述第一开关管分别与所述控制电路和第二开关管连接，用于将所述控制电路输出的信号进行高低电平取反后输出至所述第二开关管；

所述第二开关管，用于将所述第一开关管输出的信号进行高低电平取反后输出至马达的驱动电路；

所述开关电路设置在所述第一开关管和第二开关管之间，用于如果其被触发，则将所述第一开关管输出至所述第二开关管的信号置为低电平信号，以使所述保护电路输出至所述驱动电路的信号均为高电平信号。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种驱动装置，该驱动装置包括驱动电路、马达、以及本申请实施例第一方面所述的马达控制电路，其中，

所述马达控制电路输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述马达的输入端连接。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种显示设备，所述显示设备中设本申请实施例第二方面所述的驱动装置。

由上述实施例可见，本申请实施例提供的一种马达控制电路、驱动装置及显示设备，通过在控制电路与马达之间设置保护电路，同时，将开关电路设置在该保护电路中的两个开关管之间。利用该保护电路的中的两个开关管对信号的高低电平取反，可以保证在开关电路非触发状态下，马达接收到的信号与控制信号发出信号的一致性；并且，设置当开关电路处于触发状态下，使所述第一开关管输出至所述第二开关管的信号为可使所述马达进入刹车状态对应的信号。利用上述电路设计，当马达所驱动的活动部件到位后，触发开关电路，进而可以使马达直接进入刹车状态、迅速停转，无需控制电路再发出控制马达停转的信号，进而可以解决软件控制方式，所存在的安全系数低、控制逻辑复杂以及控制延时的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中在电视上设置摄像头的一种应用场景示意图；

图2为现有技术中的利用控制电路直接控制马达的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种驱动装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种驱动装置的结构示意图；

图5为图4中的第一保护电路的一种结构示意图；

图6为图4中的第二保护电路的一种结构示意图；

图7为控制电路输出的控制信号的状态转换示意图；

图8为图4中的马达控制电路发送至马达的信号状态转换示意图；

图9为图4中的第一保护电路的另一种结构示意图；

图10为图4中的第二保护电路的另一种结构示意图；

图11为图4中的马达控制电路控制马达正转的过程中输出的信号的波形图；

图12为图4中的马达控制电路控制马达反转的过程中输出的信号的波形图；

图13为本申请实施例提供的又一种驱动装置的结构示意图

图14为图13中的驱动电路的第一基本结构示意图。

图15为本申请实施例中无限位开关时马达控制电路输出信号的状态转换示意图；

图16为本申请实施例中有限位开关时马达控制电路输出信号的状态转换示意图；

图17为图13中的驱动电路的第二基本结构示意图；

图18为图13中的马达控制电路输出信号的状态转换示意图；

图19为图13中的马达控制电路控制马达正转的过程中输出的信号的波形图；

图20为图13中的马达控制电路控制马达反转的过程中输出的信号的波形图；

图21中为本申请实施例提供的一种显示设备的爆炸图。

具体实施方式

为使本申请示例性实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

以马达驱动摄像头升降为例，图2为现有技术中的利用控制电路直接控制马达的示意图。如图2所示，控制电路210通过驱动电路230与马达240连接，其中，驱动电路230可以为H桥电路，其可以设置在马达240外部，也可以集成于马达240内部。马达240与摄像头110连接，来驱动摄像头110的运动，控制电路210的输入端分别与第二限位开关222和第一限位开关221连接，利用两个限位开关来检测摄像头110的上、下移动位置是否到位，当然，马达240还可以驱动摄像头110转动，对应的上述两个限位开关则用来检测摄像头110的转动位置是否到位。需要说明的是，图中的摄像头110还可以替换为其它任意活动部件或设备，例如伸缩USB端子等。

利用上述结构，控制电路210发出信号(IN1和IN2)给驱动电路230，根据控制电路210发出的信号，驱动电路230来驱动马达240正转还是反转，从而带动摄像头110的上下运动，其中，当摄像头110到达预设位置时，就会触动限位开关，其中，当向上运动到位后就会触动第二限位开关222、当向下运动到位后就会触动第一限位开关221。相应的，限位开关就会给控制电路210发送一个通知信号，控制电路210接收到该通知信号后，再给驱动电路230发送用于停止马达240的信号以控制马达240停止。例如，主芯片发出(1,0)信号给驱动电路230后，通过马达240便可以驱动摄像头110向上运动，当其接触到第二限位开关222时，第二限位开关222发送一个通知信号C1给主芯片，主芯片接收到该信号后，发出(1,1)信号给驱动电路230后，马达240停止转动，进而摄像头110停止运动。

上述停止马达240动作，需要限位开关给控制电路210发送信号后，控制电路210再基于该信号发出控制马达240停止的信号，所有存在控制逻辑复杂，并且控制回路长、存在延时的问题。另外，马达240带动摄像头110到指定位置后需要迅速停止，否则，若控制电路210异常，未及时发出控制马达240停止的信号，则会因摄像头110达到行程上限造成马达240堵转的情况，进而对马达240以及相应的机械结构等都会造成损伤，所以，上述驱动方式还存在安全系数低的问题。

基于上述问题，本实施例提供了一种新的马达控制电路及驱动装置。图3为本申请实施例提供的驱动装置的结构示意图。

如图3所示，该驱动装置中的马达控制电路主要包括控制电路210、与控制电路210连接的保护电路250、以及与保护电路250连接的开关电路220，其中，保护电路250可以是一个芯片，也可以是模拟器件搭建起来的电路；控制电路210可以是一个控制芯片。控制电路210输出的马达控制信号经保护电路250发送至驱动电路230；开关电路220用于检测马达240所驱动的活动部件的位置状态，如果该部件到达预设位置，则开关电路220会被触发，并且，当开关电路220被触发时，则使保护电路250发送给驱动电路230的信号为直接使马达240进入停止状态(刹车状态或滑行状态)对应的信号。

利用上述电路设计，当马达240所驱动的活动部件到位后，触发开关电路220，进而可以使马达240停转，无需控制电路210再发出控制马达停转的信号，进而可以解决软件控制方式，所存在的安全系数低、控制逻辑复杂以及控制延时的问题。

示例性的，目前驱动马达240的驱动电路230通常采用H桥电路，但并不限于该电路形式，如下表一，H桥电路、即驱动电路230控制的直流马达240的四种状态，其中，对应于图4和图13，第一输入信号和第二输入信号即对应为保护电路所输出的信号。

表一：

其中，Coast为滑行状态，马达在进入此状态后，靠内部储存的磁场继续向前运动一段时间，对应的，H桥电路的输入信号为(0，0)；Reverse为马达反向运行，对应的，H桥电路的输入信号为(0,1)；Forward为马达正向运行，对应的，H桥电路的输入信号为(1,0)；Brake为刹车，线圈电流迅速做功释放出去，对应的，H桥电路的输入信号为(1，1)。基于上述信号控制特点，本实施例对马达控制电路进行如下设计。

在上述图3中的马达控制电路基础上，针对现有的驱动马达240的驱动电路230控制的直流马达240的四种状态，并且在结构上，其有两个输入控制端(或称为两个控制输入引脚)，其中，对应于上表一，第一控制输入端IN1用于接收第一输入信号In1，第二控制输入端IN2用于接收第一输入信号In2，本实施例将保护电路250设为第一保护电路251和第二保护电路252。

图4为本申请实施例提供的另一种驱动装置的结构示意图。如图4所示，本实施例中的开关电路220选用限位开关，同时，设置第二限位开关222和第一限位开关221，进一步的，本实施例定义马达240正转带动其所驱动的活动部件运动到位后，可以触发第二限位开关222，马达240反转带动其所驱动的活动部件运动到位后，可以触发第一限位开关221。当然，在具体实施过程中，限位开关的个数以及布局方式，可以根据马达240所驱动的活动部件的运动方式自行设计，本实施例在此不做具体限定。第二限位开关222与第二保护电路252连接，第二保护电路252的输入端与控制电路210的IN2_MOTOR输出端连接、输出端与驱动电路230的IN2输入控制端(第二控制输入端)连接；第一限位开关221与第一保护电路251连接，第一保护电路251的输入端与控制电路210的IN1_MOTOR输出端连接、输出端与驱动电路230的IN1输入控制端(第一控制输入端)连接。

上述两个保护电路中均设有第一开关管(如图5和6中的三极管V2、V4)和第二开关管(如图5和6中的三极管V1、V3)。第一开关管分别与控制电路210和第二开关管连接，用于将控制电路210输出的信号进行高低电平取反后输出至第二开关管；第二开关管，用于将第一开关管输出的信号进行高低电平取反后输出至马达240。利用两个开关管对控制电路210输出信号的高低电平取反，进而可以保证在限位开关非触发状态下，马达240接收到的信号与控制信号发出信号的一致性。同时，将限位开关设置在第一开关管和第二开关管之间，用于如果其被触发，则使第一开关管输出至第二开关管的信号为可使马达240进入刹车状态对应的信号。因此，当马达240所驱动的活动部件到位后，触发对应的限位开关，进而可以使马达240直接进入刹车状态、迅速停转，无需控制电路210再发出控制马达240停转的信号，进而可以解决存软件控制方式，所存在的安全系数低、控制逻辑复杂以及控制延时的问题。

下面将以图中的限位开关为常开设计，对上述保护电路的结构进行介绍。图5为图4中的第一保护电路的一种结构示意图。图6为图4中的第二保护电路的一种结构示意图。

如图5所示，在该第一保护电路251中，第一开关管和第二开关管采用两个NPN型三级管，分别为三极管V2和三极管V1，当然，还可以为MOS管。其中，三极管V2的基极与控制电路210的第一输出端连接、发射极接地、集电极分别与第一限位开关221的一端和电源VCC2连接，第一限位开关221的另一端接地。三极管V1的基极与三极管V2的集电极连接、发射极接地、集电极与电源VCC1连接，三极管V1的集电极还用于通过驱动电路230的第一输入控制端与马达240连接。

如图6所示，在该第二保护电路252中，也是采用两个三级管，分别为三极管V4和三极管V3，其中，三极管V4的基极与控制电路210的第二输出端连接、发射极接地、集电极分别与第二限位开关222的一端和电源VCC4连接，第一限位开关221的另一端接地。三极管V3的基极与三极管V4的集电极连接、发射极接地、集电极与电源VCC3连接，三极管V3的集电极还用于通过驱动电路230的第二输入控制端与马达240连接。

利用上述设计，控制马达240正转以及正向限位过程如下：

首先，控制电路210通过IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，0)信号，基于NPN三极管的导通特性，分别经过三极管V2和V4后，达到SW_1和SW_2点处就变成了(0，1)状态，然后又经过三极管V1和V3后，输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(1，0)状态；进而马达240正向运动，带动其驱动的活动部件运动、如向上运动。当该活动部件运动到第二限位开关222的位置处时，第二限位开关222被触发闭合，因此，SW_2点处的电平就被拉低，信号状态变成0，此时输出给驱动电路230的信号IN1和IN2就变为(1，1)，进而，马达240进入刹车状态，摄像头被快速停住。

若在第二限位开关222处于触发状态时，控制电路210依然输出正向运动信号、即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，0)信号，经过三极管V2和V4对信号高低电平取反后变为(0，1)状态，但是，由于活动部件位置到位，第二限位开关222处于触发状态，所以，SW_2点处的电平被第二限位开关222直接拉低，对应的，SW_1和SW_2点处就变成了(0，0)状态；然后，经过三极管V1和V3对信号高低电平取反后，变为(1，1)状态，进而马达240依然处于刹车状态。

若在第二限位开关222处于触发状态时，控制电路210输出控制信号变为刹车信号，即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，1)信号，经过三极管V2和V4对信号高低电平取反后变为(0，0)状态，SW_2点处的电平被第二限位开关222直接拉低，所以信号状态不变，进而经过三极管V1和V3对信号高低电平取反后，变为(1，1)状态，马达240依然处于刹车状态。

若在第二限位开关222处于触发状态时，控制电路210输出控制信号变为反向运动信号，即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(0，1)信号，经过三极管V2和V4对信号高低电平取反后变为(1，0)状态，SW_2点处的电平被第二限位开关222直接拉低，所以信号状态不变，进而经过三极管V1和V3对信号高低电平取反后，变为(0，1)状态，进而可以控制马达240反转，活动部件被带动向下运动。

利用上述设计，当第二限位开关222被触发后，保护电路250输出的信号可以使马达240直接进入刹车状态、迅速停转，无需控制电路210再发出控制马达240停转的信号，进而可以解决存软件控制方式，所存在的安全系数低、控制逻辑复杂以及控制延时的问题。并且，在第二限位开关222被触发状态下，如果控制电路210依然输出正向运动信号，保护电路250输出的信号仍为使马达240刹车对应的信号，进而可以实现对马达240以及相应的机械结构的有效保护。

进一步的，控制马达240反转以及反向限位过程如下：

首先，控制电路210通过IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(0，1)信号，基于三极管的导通特性，分别经过三极管V2和V4后，达到SW_1和SW_2点处就变成了(1，0)状态，然后又经过三极管V1和V3后，输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(0，1)状态；进而马达240反向运动，带动其驱动的活动部件运动、如向下运动。当该活动部件运动到第一限位开关221的位置处时，第一限位开关221被触发闭合，因此，SW_1点处的电平就被拉低，信号状态变成0，此时输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(1，1)，进而，马达240进入刹车状态，其所驱动的活动部件被快速停住。

若在第一限位开关221处于触发状态时，控制电路210依然输出反向运动信号、即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(0，1)信号，经过三极管V2和V4对信号高低电平取反后变为(1，0)状态，但是，由于活动部件位置到位，第一限位开关221处于触发状态，所以，SW_1点处的电平被第一限位开关221直接拉低，对应的，SW_1和SW_2点处就变成了(0，0)状态；然后，经过三极管V1和V3对信号高低电平取反后，变为(1，1)状态，进而马达240依然处于刹车状态。

若在第一限位开关221处于触发状态时，控制电路210输出控制信号变为刹车信号，即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，1)信号，经过三极管V2和V4对信号高低电平取反后变为(0，0)状态，SW_1点处的电平被第一限位开关221直接拉低，所以信号状态不变，进而经过三极管V1和V3对信号高低电平取反后，变为(1，1)状态，马达240依然处于刹车状态。

若在第一限位开关221处于触发状态时，控制电路210输出控制信号变为正向运动信号，即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，0)信号，经过三极管V2和V4对信号高低电平取反后变为(0，1)状态，SW_1点处的电平被第一限位开关221直接拉低，所以信号状态不变，进而经过三极管V1和V3对信号高低电平取反后，变为(1，0)状态，进而可以控制马达240正转，活动部件被带动向上运动。

利用上述设计，当第一限位开关221被触发后，保护电路250输出的信号可以使马达240直接进入刹车状态、迅速停转，无需控制电路210再发出控制马达240停转的信号，进而可以解决软件控制方式所存在的安全系数低、控制逻辑复杂以及控制延时的问题。并且，在第一限位开关221被触发状态下，如果控制电路210依然输出反向运动信号，保护电路250输出的信号仍为使马达240刹车对应的信号，进而可以实现对马达240以及相应的机械结构的有效保护。

综上所述，利用上述设计，当马达240所驱动的活动部件到位后，通过保护电路250输出的信号变为控制马达240进入刹车状态时的信号，马达240迅速停转，进而其所带动的活动部件也快速停止运动，之后不管控制电路210输出任何信号，马达240都不会再向继续向前向移动，直至控制电路210输出与之前运动方向相反的信号。本实施例从利用硬件电路的方式，而不是从软件的方式，来让活动部件到达预设位置处能够快读停止运动，基于硬件控制更为可靠的特点，所以本实施例提供的驱动装置也更为安全。

图7为控制电路输出的控制信号的状态转换示意图；图8为图4中的马达控制电路发送至马达的信号状态转换示意图。如图7中，若控制电路210输出的下降break信号和上升break信号分别为(0,1)和(1,0)，利用本实施例中的电路设计，当限位开关被触发，经保护电路250进行电平状态切换后，如图8中，可以直接将上述信号改变为使马达进入刹车状态对应的下降break信号(1,1)和上升break信号(1,1)。因此，本实施例软件与硬件电路的协同控制，可以从硬件上直接实现马达240的有效限位，避免软件上复杂的逻辑控制过程，可以提高系统的稳定性和可靠性。

进一步的，为保证上述电路工作的稳定性，如图5和6所示，本实施例在马达控制电路中的各元器件之间还设置有相应的匹配元件。其中，在三极管V2、V4与控制电路210之间分别设置有第一匹配电阻R4、R9，在三极管V2的集电极与电源VCC2、以及三极管V4的集电极与电源VCC4之间分别设置有第二匹配电阻R2、R9，在三极管V3的集电极与电源VCC3、以及三极管V1的集电极与电源VCC1之间分别设置有第三匹配电阻R1、R5，以实现限流作用。当然，上述匹配元件并不限于电阻，还可以为其它匹配元件，并且，还可以在上述部分元器件之设置匹配元件。本实例还在三极管V3的基极与第二限位开关222、以及三极管V1的基极与第一限位开关221之间分别设置有由电容(C1/C10)和电阻(R1/R8)组成的去抖动电路。

另外，在具体应用中限位开关还可以为常闭型开关，即开关默认是短路状态，触发后变为开路状态。图9为图4中的第一保护电路的另一种结构示意图；图10为图4中的第二保护电路的另一种结构示意图。

如图9所示，该第一保护电路被分为两部分、分别为251-1和251-2，其中，三极管V2基极与控制电路210的输出端连接、发射极接地、集电极分别与第一限位开关221的一端以及电源VCC2连接，第一限位开关221的另一端与三极管V1的基极连接,三极管V1的发射极接地、集电极与电源VCC1连接，三极管V1的集电极还用于通过驱动电路230的第一输入控制端与马达240连接。

如图10所示，该第二保护电路被分为两部分、分别为252-1和252-2，其中，三极管V4基极与控制电路210的输出端连接、发射极接地、集电极分别与第二限位开关222的一端以及电源VCC4连接，第二限位开关222的另一端与三极管V3的基极连接,三极管V3的发射极接地、集电极与电源VCC3连接，三极管V3的集电极还用于三极管V1的集电极还用于通过驱动电路230的第二输入控制端与马达240连接。。

另外，在上述电路的各元器件之间还设置有匹配元件，其中，包括电阻R1至R9、以及电容C1和C10。

利用上述设计，控制马达240正转以及正向限位过程为：首先，控制电路210通过IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，0)信号，分别经过三极管V2和V4后，达到SW_2和SW_1点处就变成了(0，1)状态，然后又经过三极管V1和V3后，输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(1，0)状态；进而马达240正向运动，带动其驱动的活动部件、如摄像头向上运动。当该活动部件运动到第二限位开关222的位置处时，第二限位开关222被触发断开，因此，SW_2点处的电平就被拉低，信号状态变成0，此时输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(1，1)，进而，马达240进入刹车状态，摄像头被快速停住，直至控制电路210再发出向下运动的信号。

进一步的，利用上述设计，控制马达240反转以及反向限位过程为：首先，控制电路210通过IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(0，1)信号，分别经过三极管V2和V4后，达到SW_1和SW_2点处就变成了(1，0)状态，然后又经过三极管V1和V3后，输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(0，1)状态；进而马达240反向运动，带动其驱动的活动部件向下运动。当该活动部件运动到第一限位开关221的位置处时，第一限位开关221被触发断开，因此，SW_1点处的电平就被拉低，信号状态变成0，此时输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(1，1)，进而，马达240进入刹车状态，摄像头被快速停住，直至控制电路210再发出向上运动的信号。

需要说明的是，上述马达240控制电路中的限位开关并不限于同样的默认设计，若不同时，则根据上述实施例，选择限位开关在保护电路中的连接方式即可。

在上述实施例中，当马达240在转动过程中转动速度需要调节时，可以采用改变马达240输入电压的方式，但是这种方式由于在马达240驱动信号的基础上需要额外增加电压调制信号，控制起来比较困难，并且存在电压过低导致马达失速问题。基于上述原因，本实施例在上述控制电路的基础上进行改进，使其支持马达调速控制。

具体的，针对用于控制马达正转时，对应发送至驱动电路230的控制信号为(1，0)，并且，用于控制马达反转时，对应发送至驱动电路230的控制信号为(0，1)，即两路信号中，均只有一路信号为高电平信号。

基于上述特点，本实施例通过对控制电路210输出信号的设计，使控制马达240转动(正转、反转)的控制信号中，一路为低电平信号、另一路为脉冲宽度调整(Pulse WidthModulation，PWM)信号两路信号，即使本实施例的马达控制电路输出信号中，一路为低电平信号、另一路为脉冲宽度调整(Pulse Width Modulation，PWM)信号两路信号。

图11为图4中的马达控制电路控制马达正转的过程中输出的信号的波形图。如图11，并结合图4至图10，当控制马达240正向旋转(即上升)时，控制电路的IN1_MOTOR管脚输出、即三极管V2的前级输入信号为PWM信号，IN2_MOTOR管脚输出，即三极管V4的前级输入信号为低电平信号。经过两个三极管后,马达控制电路的输出信号IN1/IN2依然为PWM/0，并且PWM占空比越高，马达240转速越快。我们将PWM拆分来看，当IN1_MOTOR管脚输出的PWM信号为高电平状态时，对应IN1/IN2为1/0状态时，进而驱动电路230为马达240供电，且使马达进入正转状态；当IN1_MOTOR管脚输出的PWM信号为低电平状态时，对应IN1/IN2为0/0状态，进而驱动电路230控制马达240进入滑行状态，借助正转状态所积累的机械能继续正向运行。因此，上述通过对PWM信号调制，不仅可以实现马达240转速的调节，并且在正向转动和滑行两个状态切换过程中，不存在进入break状态所存在的反向大电流问题，因此，可以延长马达240的使用寿命。

图12为图4中的马达控制电路控制马达反转的过程中输出的信号的波形图。如图12，并结合图4至图10，当控制马达240反向旋转时，控制电路的IN1_MOTOR管脚输出、即三极管V2的前级输入信号为低电平信号，IN2_MOTOR管脚输出，即三极管V4的前级输入信号为PWM信号。经过三极管后,IN1/IN2依然为0/PWM，并且PWM占空比越高，马达240转速越快。我们将PWM拆分来看，当IN2_MOTOR管脚输出的PWM信号为高电平状态时，对应IN1/IN2为0/1状态时，进而驱动电路230为马达240供电，且使马达进入反转状态；当IN1_MOTOR管脚输出的PWM信号为低电平状态时，对应IN1/IN2为0/0状态，进而驱动电路230控制马达240进入滑行状态，借助正转状态所积累的机械能继续反向运行。进而上述通过对PWM信号调制，不仅可以实现电机转速的调节，并且在反向转动和滑行两个状态切换过程中，不存在进入break状态所存在的反向大电流问题，因此，可以延长马达240的使用寿命。

本实施例还提供了另一种马达控制电路，该电路中当马达所驱动的活动部件到位后，触发开关电路220，可以使马达直接进入Coast(滑行)状态。图13为本申请实施例提供的又一种驱动装置的结构示意图。

如图13所示，本实施例中的开关电路220也是选用限位开关，同时，设置马达240所驱动的活动部件按照向上、下的方式移动，当然也可以是旋转等方式运动，所以对应的设置第二限位开关222和第一限位开关221，进一步的，本实施例定义马达240正转带动其所驱动的活动部件运动到位后，可以触发第二限位开关222，马达240反转带动其所驱动的活动部件运动到位后，可以触发第一限位开关221，当限位开关个数但并不限于该数目。第二保护电路252的输入端与控制电路210的IN1_MOTOR输出端连接、输出端与驱动电路230的IN1输入控制端(第一输入控制端)连接，第二限位开关222设置在第二保护电路252与驱动电路230之间；第一保护电路251的输入端与控制电路210的IN2_MOTOR输出端连接、输出端与驱动电路230的IN2输入控制端(第二输入控制端)连接，第一限位开关221设置在第一保护电路251与驱动电路230之间。

同时，保护电路250被配置为：当开关电路中的第一限位开关221或第二限位开关222被触发时，使保护电路250发送给驱动电路230的信号为直接使马达240进入滑行状态对应的信号。进而利用上述电路设计，当马达240所驱动的活动部件到位后，触发相应的限位开关后，进而可以使马达240直接进入滑行状态，停止运行，无需控制电路210再发出控制马达停转的信号，进而可以解决软件控制方式，所存在的安全系数低、控制逻辑复杂以及控制延时的问题。

图14为图13中的驱动电路的第一基本结构示意图。如图14所示，两个保护电路中均设有一个开关管(如图14中的第一三极管V1、第二三极管V2)。该开关管分别与控制电路210和限位开关连接，用于将控制电路210输出的信号进行高低电平取反后输出至驱动电路230；同时，将限位开关设置在开关管和驱动电路230之间，用于如果其被触发，则使开关管输出至驱动电路230中的信号为使马达240进入滑行状态对应的信号。需要说明的是，驱动电路230可以集成于马达240中。

如图14所示，本实施例中的两个限位开关为常开设计，在第二保护电路252中，开关管采用第二三极管V2，当然，还可以为MOS管。其中，第二三极管V2的基极与控制电路210的第一输出端IN1_MOTOR连接、发射极接地、集电极分别与上限为开关222的一端和第二电源VCC2连接，上限为开关222的另一端接地。第二三极管V2的集电极还用于通过驱动电路230的IN1输入控制端与马达240连接。同样的，在第一保护电路251中，开关管也是采用第一三极管V1，其中，第一三极管V1的基极与控制电路210的第二输出端连接、发射极接地、集电极分别与第一限位开关221的一端和第一电源VCC1连接，第一限位开关221的另一端接地。第一三极管V1的集电极还用于通过驱动电路230的IN2输入控制端与马达240连接。

进一步的，为保证上述电路工作的稳定性，如图14所示，本实施例在马达控制电路中的各元器件之间还设置有相应的匹配元件。例如，在三极管V1、V2与控制电路210之间分别设置有第一匹配电阻R1、R3,在第一三极管V1的集电极与电源VCC1、以及第二三极管V2的集电极与电源VCC2之间分别设置有第二匹配电阻R2、R4,以实现对输入三极管的电流起到限流作用。另外，在三极管V1和V2的集电极与发射极之间分别并联电容C1和C2，利用电容(C1/C2)和第二匹配电阻(R2/R4),形成去抖动电路，消除三极管的接触抖动产生的毛刺电压。当然，上述匹配元件并不限于电阻、电容，还可以为其它匹配元件，如电感、以及不同匹配元件的组合等。

利用上述设计，控制马达240正转以及正向限位过程如下：

首先，控制电路210通过IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(0，1)信号，基于NPN三极管的导通特性，分别经过三极管V2和V1后，达到SW_2和SW_1点处就变成了(1，0)状态，进而马达240正向转动，带动其驱动的活动部件、如摄像头向上运动。当该活动部件运动到第二限位开关222的位置处时，第二限位开关222被触发闭合，因此，SW_2点处的电平就被拉低，信号状态变成0，此时输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(0，0)，对应发送给马达240的信号为进入滑行状态，进而，其所驱动的活动部件停止运动。

若在第二限位开关222处于触发状态时，控制电路210依然输出正向运动信号、即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(0，1)信号，由于活动部件位置到位，第二限位开关222处于触发状态，所以，SW_2点处的电平被第二限位开关222直接拉低，对应的，SW_2和SW_1点处就变成了(0，0)状态，即驱动电路230依然不为马达240供电。

若在第二限位开关222处于触发状态时，控制电路210输出控制信号变为反向运动信号，即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，0)信号，经过三极管V2和V1对信号高低电平取反后变为(0，1)状态，SW_2点处的电平被第二限位开关222拉低，所以信号状态不变，进而可以控制马达240反转，活动部件被带动向下运动。

利用上述设计，当第二限位开关222被触发后，保护电路输出的信号可以使马达240直接进入滑行状态，无需控制电路210再发出控制马达240停转的信号，进而可以解决存软件控制方式，所存在的安全系数低、控制逻辑复杂以及控制延时的问题。并且，在第二限位开关222被触发状态下，如果控制电路210依然输出正向运动信号，保护电路250输出的信号仍为使马达240停止对应的信号，进而可以实现对马达240以及相应的机械结构的有效保护。

同理，控制马达240反转以及反向限位过程如下：

首先，控制电路210通过IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，0)信号，基于三极管的导通特性，分别经过三极管V2和V1后，达到SW_2和SW_1点处就变成了(0，1)状态，进而马达240反向运动，带动其驱动的活动部件、如摄像头向下运动。当该活动部件运动到第一限位开关221的位置处时，第一限位开关221被触发闭合，因此，SW_1点处的电平就被拉低，信号状态变成0，此时输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(0，0)，马达240进入滑行状态，进而，其所驱动的活动部件停止运动。

若在第一限位开关221处于触发状态时，控制电路210依然输出反向运动信号、即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，0)信号，经过三极管V2和V1对信号高低电平取反后变为(0，1)状态，但是，由于活动部件位置到位，第一限位开关221处于触发状态，所以，SW_1点处的电平被第一限位开关221直接拉低，对应的，SW_2和SW_1点处就变成了(0，0)状态，进而马达240依然处于滑行状态。

若在第一限位开关221处于触发状态时，控制电路210输出控制信号变为正向运动信号，即IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(0，1)信号，经过三极管V2和V1对信号高低电平取反后变为(1，0)状态，SW_1点处的电平被第一限位开关221拉低，进而可以控制马达240正转，活动部件被带动向上运动。

利用上述设计，当第一限位开关221被触发后，保护电路输出的信号可以使马达240直接进入滑行状态，无需控制电路210再发出控制马达240停转的信号，进而可以解决存软件控制方式，所存在的安全系数低、控制逻辑复杂以及控制延时的问题。并且，在第一限位开关221被触发状态下，如果控制电路210依然输出反向运动信号，保护电路输出的信号仍为使马达240处于滑行状态对应的信号，进而可以实现对马达240以及相应的机械结构的有效保护。

综上所述，利用上述设计，当马达240所驱动的活动部件到位后，通过保护电路250输出的信号变为控制马达240进入滑行状态时的信号，马达240停止运行，进而其所带动的活动部件也停止运动，之后若控制电路210继续输出与之前运动方向相同的信号，马达240都不会再向继续向前向移动，直至控制电路210输出与之前运动方向相反的信号。本实施例从利用硬件电路的方式，而不是从软件的方式，来让活动部件到达预设位置处能够快读停止运动，基于硬件控制更为可靠的特点，所以本实施例提供的驱动装置也更为安全。

同时，本实施例通过设置控制电路210所输出信号、以及与开关电路220与保护电路250的配合作用，控制马达240进入滑行状态，与控制马达240进入刹车状态相比，不存在进入刹车状态所存在的反向大电流问题，并且整个电路所需要的元器件更少。

图15为本申请实施例中无限位开关时马达控制电路输出信号的状态转换示意图；图16为本申请实施例中有限位开关时马达控制电路输出信号的状态转换示意图。如图15中，控制电路210输出的下降信号和上升信号经三极管V2和V1后分别为(0,1)和(1,0)，利用本实施例中的电路设计，当限位开关被触发时，如图16中，可以直接将上述信号改变为使马达进入滑行状态对应的信号，即图16中的下降coast信号(0,0)和上升coast信号(0,0)。因此，本实施例软件与硬件电路的协同控制，可以从硬件上直接实现马达240的有效限位，避免软件上复杂的逻辑控制过程，可以提高系统的稳定性和可靠性。需要说明的是，若控制电路210输出信号为(1,1)时，对应输出给马达240的信号会有异常，进而本实施例设置控制电路210不输出该信号。另外，本实施例定义马达240正转时，对应驱动部件上升；马达240反转时，对应驱动部件下降，在具体应用过程中，并不限于该驱动方式。

进一步的，在具体应用中限位开关还可以为常闭型开关，即开关默认是短路状态，触发后变为开路状态。图17为图13中的驱动电路的第二基本结构示意图。

如图17所示，该第一保护电路中251中的第一三极管V1基极与控制电路210的第二输出端连接、发射极接地、集电极分别与第一限位开关221以及第一电源VCC1连接，第一限位开关221的另一端用于与驱动电路230第二输入控制端连接。同样的，在第二保护电路中252中的第二三极管V2基极与控制电路210的第一输出端连接、发射极接地、集电极分别与第二限位开关222的一端以及第二电源VCC2连接，第二限位开关222的另一端用于与驱动电路230的第一输入控制端连接。

另外，在上述电路的各元器件之间还设置有匹配元件，其中，包括电阻R1至R4、以及电容C1和C2。

利用上述设计，控制马达240正转以及正向限位过程为：首先，控制电路210通过IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(0，1)信号，分别经过三极管V2和V1后，达到SW_2和SW_1点处就变成了(1，0)，进而马达240正向运动，带动其驱动的活动部件运动、如带动摄像头向上运动。当该活动部件运动到第二限位开关222的位置处时，第二限位开关222被触发断开，因此，SW_2点处的电平就被拉低，信号状态变成0，此时输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(0，0)，进而，马达240进入滑行状态，直至控制电路210再发出向下运动的信号。

进一步的，利用上述设计，控制马达240反转以及反向限位过程为：首先，控制电路210通过IN1_MOTOR和IN2_MOTOR输出端发出(1，0)信号，分别经过三极管V2和V1后，达到SW_2和SW_1点处就变成了(0，1)状态，进而马达240反向运动，带动其驱动的活动部件向下运动。当该活动部件运动到第一限位开关221的位置处时，第一限位开关221被触发断开，因此，SW_1点处的电平就被拉低，信号状态变成0，此时输出给驱动芯片的信号IN1和IN2就变为(0，0)，进而马达240进入滑行状态，直至控制电路210再发出向上运动的信号。

进一步的，本实施例还在上述驱动电路的基础上进行改进，使其支持马达调速控制。具体的，针对用于控制马达正转时，对应发送至驱动电路230的控制信号为(1，0)，并且，用于控制马达反转时，对应发送至驱动电路230的控制信号为(0，1)，即两路信号中，均只有一路信号为高电平信号；并且，当用于控制马达进入滑行状态时，对应的控制信号为(0,0)。

基于上述特点，本实施例通过对控制电路210输出信号的设计，使控制马达240转动(正转、反转)的控制信号中，一路为高电平信号、另一路为脉冲宽度调整(Pulse WidthModulation，PWM)信号两路信号，进而使本实施例的输入至马达控制电路的信号中，一路为高电平信号、另一路为脉冲宽度调整信号两路信号。

图18为图13中的马达控制电路输出信号的状态转换示意图；图19为图13中的马达控制电路控制马达正转的过程中输出的信号的波形图；图20为图13中的马达控制电路控制马达反转的过程中输出的信号的波形图。如图18和图19，并结合图13、14和17所示，当控制马达240正向旋转(如上升时)时，控制电路的IN1_MOTOR管脚输出、即第二三极管V2的前级输入信号为PWM信号，IN2_MOTOR管脚输出，即第一三极管V1的前级输入信号为高电平信号。经过三极管V2和V1反向后,马达控制电路的输出信号IN1/IN2变为PWM/0，并且PWM占空比越高，马达240转速越快。我们将PWM拆分来看，当IN1_MOTOR管脚输出的PWM信号为低电平状态时，对应IN1/IN2为1/0状态时，进而驱动电路230为马达240供电，且使马达进入正转状态；当IN1_MOTOR管脚输出的PWM信号为高电平状态时，对应IN1/IN2为0/0状态，进而驱动电路230控制马达240进入滑行状态，借助正转状态所积累的机械能继续正向运行。并且，当马达240所驱动的活动部件运动到第二限位开关222的位置处时，第二限位开关222被触发后，SW_2点处的电平就被直接拉低，信号状态变成0，此时IN1/IN2变为(0，0)，进而马达240进入滑行状态。

上述通过对PWM信号调制，可以实现电机转速的调节，并且在正向转动和滑行两个状态切换过程中，不存在进入break状态所存在的反向大电流问题，因此，可以延长马达240的使用寿命。

同理，如图18和图20，并结合图13、14和17所示，当控制马达240反向旋转(如下降状态)时，控制电路的IN1_MOTOR管脚输出、即第二三极管V2的前级输入信号为高电平信号，IN2_MOTOR管脚输出，即第一三极管V1的前级输入信号为PWM信号。经过三极管V2和V1反向后,IN1/IN2变为0/PWM，并且PWM占空比越高，马达240转速越快。我们将PWM拆分来看，当IN2_MOTOR管脚输出的PWM信号为低电平状态时，对应IN1/IN2为0/1状态时，进而驱动电路230为马达240供电，且使马达进入反转状态；当IN1_MOTOR管脚输出的PWM信号为高电平状态时，对应IN1/IN2为0/0状态，进而驱动电路230控制马达240进入滑行状态，借助正转状态所积累的机械能继续反向运行。并且，当马达240所驱动的该活动部件运动到第一限位开关221的位置处时，第一限位开关221被触发，此时IN1/IN2变为(0，0)，进而马达240进入滑行状态。

进而上述通过对PWM信号调制，可以实现电机转速的调节，并且在反向转动和滑行两个状态切换过程中，不存在进入break状态所存在的反向大电流问题，因此，可以延长马达240的使用寿命。

基于上述马达240控制电路的实施例，本实施例还提供了一种驱动装置，该驱动装置包括马达240、马达240的驱动电路、以及上述实施例提供的马达240控制电路，其中，马达240控制电路输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与马达240的输入端连接。其中，驱动电路可以设置在马达240外部，也可以集成于马达240内部。

基于上述马达控制电路和驱动装置，本实施例还提供了一种显示设备，该显示设备中设有上述实施例提供的驱动装置。

图21中为本申请实施例提供的一种显示设备的爆炸图。如图21所示，本发明提供一种具有摄像头110的显示装置，其中该显示装置可以为数字电视、KTV显示台、游戏机显示台等。显示装置可外连接外接设备进行功能增加，从而实现显示装置多功能使用，而摄像头110内置于所述显示装置，并可实现显示装置外连接外接设备，摄像头110可以为连接端、摄像端等。

具体的，所述显示装置包括后壳121、背板122和摄像头110，显示屏123，底座124；显示屏123用于给用户呈现画面；背光组件(图中未示出)位于显示屏123的下方，通常是一些光学组件，用于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使显示屏123能正常显示影像，背光组件还包括背板122，通常在背板122上冲压形成一些凸包结构，用于固定信号处理电路(图中未示出)和供电电路(图中未示出)；可选的，显示装置可以包括两块PCB板，一块是主板，主板上设置有信号处理电路，另一块是电源板，电源板上设置有供电电路；当然，显示装置也可以是指一块PCB板，将信号处理电路和供电电路都设置在这一块PCB板上，本申请不限定显示装置设置几块PCB板。供电电路分别与显示屏123、信号处理电路相连，信号处理电路还与显示屏123相连。后壳121盖设在显示屏123上，以隐藏背光组件、主板以及电源板等显示装置的零部件，起到美观的效果；底座124，用于支撑显示装置。

利用设置在该显示设备上的摄像头110，将其拍摄到的画面呈现在本显示设备或其他显示设备的显示界面上，以实现用户之间的交互聊天。具体的，摄像头110拍摄到的画面可在显示设备上全屏显示、半屏显示、或者显示任意可选区域。摄像头110通过连接板或者其他可想到的连接器可升降的与显示后壳连接，连接器上安装有上述实施例提供的驱动装置，当用户要使用摄像头110或者有应用程序要使用摄像头110时，再升出显示器之上，当不需要使用摄像头110时，其可内嵌到后壳之后，以达到保护摄像头110免受损坏。

当然本实施例提供的显示设备并不限于上述单芯片架构设计，还可以为双芯片或多芯片架构。

应当理解，本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。本申请各实施例采用递进方式描述，各实施例之间可以相互参照。

基于本申请中示出的示例性实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整技术方案。

Claims (9)

1.一种马达控制电路，其特征在于，包括控制电路、开关电路、与所述开关电路对应设置的保护电路，其中：

所述保护电路包括第一开关管和第二开关管；

所述第一开关管分别与所述控制电路和第二开关管连接，用于将所述控制电路输出的信号进行高低电平取反后输出至所述第二开关管；

所述第二开关管，用于将所述第一开关管输出的信号进行高低电平取反后输出至马达的驱动电路；

所述开关电路设置在所述第一开关管和第二开关管之间，用于如果其被触发，则将所述第一开关管输出至所述第二开关管的信号置为低电平信号，以使所述保护电路输出至所述驱动电路的信号均为高电平信号。

2.根据权利要求1所述的马达控制电路，其特征在于，所述开关电路包括第一限位开关和第二限位开关，其中：

所述马达反转时，可以触发所述第一限位开关；所述马达正转时，可以触发所述第二限位开关；

与所述第一限位开关对应设置第一保护电路，所述第一保护电路的输入端与所述控制电路的第一输出端连接，所述第一保护电路的输出端与所述驱动电路的第一控制输入端连接；

与所述第二限位开关对应设置第二保护电路，所述第二保护电路的输入端与所述控制电路的第二输出端连接、所述第二保护电路的输出端与所述驱动电路的第二控制输入端连接；

所述驱动电路的输出端与所述马达连接。

3.根据权利要求1所述的马达控制电路，其特征在于，所述马达控制电路还包括第一电源和第二电源，所述开关电路为常开限位开关，其中：

所述第一开关管的基极与所述控制电路的输出端连接、发射极接地、集电极分别与所述常开限位开关的一端以及所述第一电源连接，所述常开限位开关的另一端接地；

所述第二开关管的基极与所述第一开关管的集电极连接、发射极接地、集电极与所述第二电源连接，所述第二开关管的集电极还与所述驱动电路连接。

4.根据权利要求1所述的马达控制电路，其特征在于，所述马达控制电路还包括第一电源和第二电源，所述开关电路为常闭限位开关，其中：

所述第一开关管的基极与所述控制电路的输出端连接、发射极接地、集电极分别与所述常闭限位开关的一端以及所述第一电源连接，所述常闭限位开关的另一端与所述第二开关管的基极连接；

所述第二开关管的发射极接地、集电极与所述第二电源连接，所述第二开关管的集电极还与所述驱动电路连接。

5.根据权利要求1至4任一所述的马达控制电路，其特征在于，所述第一开关管与所述控制电路之间设置有第一匹配电阻。

6.根据权利要求1至4任一所述的马达控制电路，其特征在于，所述第一开关管的集电极与所述第一电源之间设置有第二匹配电阻；

和/或，

所述第二开关管的集电极与所述第二电源之间设置有第三匹配电阻。

7.根据权利要求1至4任一所述的马达控制电路，其特征在于，所述第二开关管的基极与所述常开限位开关之间设置有LC去抖动电路。

8.一种驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电路、马达、以及权利要求1至7中任一所述的马达控制电路，其中，

所述马达控制电路输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述马达的输入端连接。

9.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备中设有权利要求8中所述的驱动装置。

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