CN203896238U - 直流马达驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流马达驱动电路，包括：控制芯片U1、连接于所述控制芯片U1的控制电压输出单元、关断控制单元、电流放大单元及全桥整流单元，所述关断控制单元的输入端连接于所述控制芯片U1的关断控制端，所述关断控制单元的输出端、控制电压输出单元及控制芯片U1的电源端均连接于电源，所述电流放大单元的输入端连接于直流工作电源，所述电流放大单元的输出端连接于全桥整流单元的输入端，所述全桥整流单元的输出端连接于电机，所述全桥整流单元的接地端与所述控制芯片U1的电流反馈端连接有可变电阻Rx。本实用新型直流马达驱动电路具有较佳的过热过流保护功能，提高马达工作的稳定性及可靠性，且成本较低。

Description

直流马达驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电路控制技术领域，特别涉及一种直流马达驱动电路。 

背景技术

在军用设备的随动系统中，通常需要马达进行驱动。马达驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能包括：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断及产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。 

现有直流马达驱动电路通常结构较复杂，成本较高；且现有直流马达驱动电路缺乏过热过流的保护功能，从而影响到马达工作的稳定性及可靠性。 

实用新型内容

本实用新型提出一种直流马达驱动电路，具有较佳的过热过流保护功能，提高马达工作的稳定性及可靠性，且成本较低。 

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种直流马达驱动电路，包括：控制芯片U1、连接于所述控制芯片U1的控制电压输出单元、关断控制单元、电流放大单元及全桥整流单元，所述关断控制单元的输入端连接于所述控制芯片U1的关断控制端，所述关断控制单元的输出端、控制电压输出单元及控制芯片U1的电源端均连接于电源，所述电流放大单元的输入端连接于直流工作电源，所述电流放大单元的输出端连接于全桥整流单元的输入端，所述电流放大单元的第一控制端连接于所述控制芯片U1的第一脉宽调制控制端，所述电流放大单元的第二控制端连接于所述控制芯片U1的第二脉宽调制控制端，所述全桥整流单元的输出端连接于电机，所述全桥整流单元的接地端与所述控制芯片U1的电流反馈端连接有可变电阻Rx。

进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述控制电压输出单元包括依次串联的第一分压电阻R01、第二分压电阻R02、第三分压电阻R03及第四分压电阻R04，所述第一分压电阻R01接+15V直流电源，所述第四分压电阻R04的一端接-15V直流电源，所述第二分压电阻R02与第三分压电阻R03的公共端通过第五分压电阻R05接控制芯片U1的电压控制端。 

进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述关断控制单元包括光电耦合器U2及限流电阻R，所述限流电阻R的一端连接于所述控制芯片U1的关断控制端，所述限流电阻R的另一端连接于所述光电耦合器U2的正输入端，所述光电耦合器U2的负输入端连接于外接控制电压端，所述光电耦合器U2的正输出端连接于控制芯片U1，所述光电耦合器U2的负输出端接地。 

进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述电流放大单元包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3及第四三极管Q4、第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第一二极管D1、第二二极管D2及第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8；所述第一三极管Q1的集电极通过第一电阻R1连接于直流工作电源，所述第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2连接于全桥整流单元，所述第一三极管Q1的基极连接于所述第一二极管D1的正极及第三电阻R3的一端，所述第一二极管D1的负极与第三电阻R3的另一端并联后连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端； 

所述第二三极管Q2的发射极接直流工作电源，所述第二三极管Q2的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4连接于所述第一稳压管Z1的负极，所述第二三极管Q2的基极与发射极之间连接有第五电阻R5；所述第一稳压管Z1的正极连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端；所述第三三极管Q3的发射极接直流工作电源，所述第三三极管Q3的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第三三极管Q3的基极通过第六电阻R6连接于第二稳压管Z2的负极，所述第二稳压管Z2的正极连接于控制芯片U1的第二脉宽调制控制端，所述第三三极管Q3的基极与发射极之间连接有第七电阻R7；所述第四三极管Q4的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第四三极管Q4的发射极连接于全桥整流单元，所述第四三极管Q4的基极连接于所述第二二极管D2的正极，所述第二二极管D2的负极连接于控制芯片U1的第二脉宽调制控制端；所述第二二极管D2的两端还并联有第八电阻R8。

进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述第四三极管Q4的集电极与直流工作电源之间串联有第九电阻R9。 

进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述第一三极管Q1及第四三极管Q4为NPN型三极管，所述第二三极管Q2及第三三极管Q3为PNP型三极管。 

进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述全桥整流单元包括第一MOS管Q5、第二MOS管Q6、第三MOS管Q7及第四MOS管Q8，所述第一MOS管Q5的栅极连接于第四三极管Q4的集电极，所述第一MOS管Q5的源极连接于直流工作电源，所述第一MOS管Q5的漏极连接于所述第二MOS管Q6的漏极，所述第二MOS管Q6的源极接地，所述第二MOS管Q6的栅极通过第二电阻R2连接于第一三极管Q1的发射极，所述第三MOS管Q7的栅极连接于所述第一三极管Q1的集电极，所述第三MOS管Q7的源极连接于直流工作电源，所述第三MOS管Q7的漏极连接于所述第四MOS管Q8的漏极，所述第四MOS管Q8的源极接地，所述第四MOS管Q8的栅极连接于第四三极管Q4的发射极。 

进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述第一MOS管Q5及第三MOS管Q7为P沟道MOS管，所述第二MOS管Q6及第四MOS管Q8为N沟道MOS管。 

进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述控制芯片U1的型号为UC2637。 

本实用新型直流马达驱动电路具有较佳的过热过流保护功能，提高马达工作的稳定性及可靠性，且成本较低。 

附图说明

图1为本实用新型直流马达驱动电路的原理图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

请参阅图1，本实用新型直流马达驱动电路包括控制芯片U1、连接于所述控制芯片U1的控制电压输出单元1、关断控制单元2、电流放大单元3及全桥整流单元4，所述关断控制单元2的输入端连接于所述控制芯片U1的关断控制端（SHDN引脚），所述关断控制单元2的输出端、控制电压输出单元1及控制芯片U1的电源端均连接于电源VCC，所述电流放大单元3的输入端连接于直流工作电源（+28V），所述电流放大单元3的输出端连接于全桥整流单元4的输入端，所述电流放大单元3的第一控制端连接于所述控制芯片U1的第一脉宽调制控制端I，所述电流放大单元3的第二控制端连接于所述控制芯片U1的第二脉宽调制控制端II，所述全桥整流单元4的输出端连接于电机5，所述全桥整流单元4的接地端与所述控制芯片U1的电流反馈端连接有可变电阻Rx。 

其中，所述控制芯片U1的型号为UC2637。 

所述控制电压输出单元1包括依次串联的第一分压电阻R01、第二分压电阻R02、第三分压电阻R03及第四分压电阻R04，所述第一分压电阻R01接+15V直流电源，所述第四分压电阻R04的一端接-15V直流电源，所述第二分压电阻R02与第三分压电阻R03的公共端通过第五分压电阻R05接控制芯片U1的电压控制端。 

所述关断控制单元2包括光电耦合器U2及限流电阻R，所述限流电阻R的一端连接于所述控制芯片U1的关断控制端（SHDN引脚），所述限流电阻R的另一端连接于所述光电耦合器U2的正输入端，所述光电耦合器U2的负输入端连接于外接控制电压端，所述光电耦合器U2的正输出端连接于控制芯片U1，所述光电耦合器U2的负输出端接地。通过该变外接控制电压端的电压值，使得光电耦合器U2导通工作，从而实现对控制芯片U1的关断或恢复工作。 

所述电流放大单元3包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3及第四三极管Q4、第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第一二极管D1、第二二极管D2及第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8；所述第一三极管Q1的集电极通过第一电阻R1连接于直流工作电源（+28V），所述第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2连接于全桥整流单元4，所述第一三极管Q1的基极连接于所述第一二极管D1的正极及第三电阻R3的一端，所述第一二极管D1的负极与第三电阻R3的另一端并联后连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端I；所述第二三极管Q2的发射极接直流工作电源（+28V），所述第二三极管Q2的集电极连接于所述全桥整流单元4，所述第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4连接于所述第一稳压管Z1的负极，所述第二三极管Q2的基极与发射极之间连接有第五电阻R5；所述第一稳压管Z1的正极连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端I；所述第三三极管Q3的发射极接直流工作电源（+28V），所述第三三极管Q3的集电极连接于所述全桥整流单元4，所述第三三极管Q3的基极通过第六电阻R6连接于第二稳压管Z2的负极，所述第二稳压管Z2的正极连接于控制芯片U1的第二脉宽调制控制端II，所述第三三极管Q3的基极与发射极之间连接有第七电阻R7；所述第四三极管Q4的集电极连接于所述全桥整流单元4，所述第四三极管Q4的发射极连接于全桥整流单元4，所述第四三极管Q4的基极连接于所述第二二极管D2的正极，所述第二二极管D2的负极连接于控制芯片U1的第二脉宽调制控制端II，所述第二二极管D2的两端还并联有第八电阻R8。 

所述第四三极管Q4的集电极与直流工作电源（+28V）之间串联有第九电阻R9。 

本实施例中，所述第一三极管Q1及第四三极管Q4为NPN型三极管，所述第二三极管Q2及第三三极管Q3为PNP型三极管。 

所述全桥整流单元4包括第一MOS管Q5、第二MOS管Q6、第三MOS管Q7及第四MOS管Q8，所述第一MOS管Q5的栅极连接于第四三极管Q4的集电极，所述第一MOS管Q5的源极连接于直流工作电源（+28V），所述第一MOS管Q5的漏极连接于所述第二MOS管Q6的漏极，所述第二MOS管Q6的源极接地，所述第二MOS管Q6的栅极通过第二电阻R2连接于第一三极管Q1的发射极，所述第三MOS管Q7的栅极连接于所述第一三极管Q1的集电极，所述第三MOS管Q7的源极连接于直流工作电源（+28V），所述第三MOS管Q7的漏极连接于所述第四MOS管Q8的漏极，所述第四MOS管Q8的源极接地，所述第四MOS管Q8的栅极连接于第四三极管Q4的发射极；所述第一MOS管Q5的漏极与第二MOS管Q6的漏极作为全桥整流单元4的输出端连接于电机5，所述第三MOS管Q7的漏极与第四MOS管Q8的漏极作为全桥整流单元4的另一输出端连接于电机5。 

其中，所述第一MOS管Q5及第三MOS管Q7为P沟道MOS管，所述第二MOS管Q6及第四MOS管Q8为N沟道MOS管。 

本实用新型直流马达驱动电路的工作原理如下： 

所述控制电压输出单元1通过第一分压电阻R01、第二分压电阻R02、第三分压电阻R03及第四分压电阻R04输出两个+9V电压给控制芯片U1，所述控制芯片U1的内部设有一三角波发生器极两比较器，通过该三角波发生器产生一个线形度很高的三角波送至比较器的负端和另一比较器的正端，假设初始状态时500 Ω关于输入电压上下对称的，每个比较器输出占空比为50%的方波，这样，控制芯片U1的第一脉宽调制控制端I及第二脉宽调制控制端II就输出了两组PWM方波去控制驱动级全桥整流单元4。

同时，所述直流工作电源输出的电流通过电流放大单元3的第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3及第四三极管Q4逐级进行放大，以提供电机5的驱动电流；在全桥整流单元4中，第一MOS管Q5与第四MOS管Q8同时导通时，第二MOS管Q6与第三MOS管Q7同时关断，这样电流经电源流过第一MOS管Q5、电机5，第四MOS管Q8到地，电机5实现正转；反之，第二MOS管Q6与第三MOS管Q7开关管同时导通时，第一MOS管Q5与第四MOS管Q8同时关断，这样电流经电源流过第二MOS管Q6、电机5、第三MOS管Q7到地，电机5实现反转。当PWM 方波处于死区时，第一MOS管Q5、第二MOS管Q6、第三MOS管Q7及第四MOS管Q8同时关断，电机5此时完成正反转切换。 

在全桥整流单元4工作时，所述控制芯片U1的电流反馈端通过所述可变电阻Rx检测全桥整流单元4的驱动电流，当流过可变电阻Rx的驱动电流过大时，所述控制芯片U1控制改变所述可变电阻Rx的阻值，从而降低了所述全桥整流单元4的驱动电流，防止流向电机5的驱动电流过大。 

相比于现有技术，本实用新型直流马达驱动电路具有较佳的过热过流保护功能，提高马达工作的稳定性及可靠性，且成本较低。 

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。  

Claims (9)

1.一种直流马达驱动电路，其特征在于，包括：控制芯片U1、连接于所述控制芯片U1的控制电压输出单元、关断控制单元、电流放大单元及全桥整流单元，所述关断控制单元的输入端连接于所述控制芯片U1的关断控制端，所述关断控制单元的输出端、控制电压输出单元及控制芯片U1的电源端均连接于电源，所述电流放大单元的输入端连接于直流工作电源，所述电流放大单元的输出端连接于全桥整流单元的输入端，所述电流放大单元的第一控制端连接于所述控制芯片U1的第一脉宽调制控制端，所述电流放大单元的第二控制端连接于所述控制芯片U1的第二脉宽调制控制端，所述全桥整流单元的输出端连接于电机，所述全桥整流单元的接地端与所述控制芯片U1的电流反馈端连接有可变电阻Rx。

2.根据权利要求1所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述控制电压输出单元包括依次串联的第一分压电阻R01、第二分压电阻R02、第三分压电阻R03及第四分压电阻R04，所述第一分压电阻R01接+15V直流电源，所述第四分压电阻R04的一端接-15V直流电源，所述第二分压电阻R02与第三分压电阻R03的公共端通过第五分压电阻R05接控制芯片U1的电压控制端。

3.根据权利要求2所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述关断控制单元包括光电耦合器U2及限流电阻R，所述限流电阻R的一端连接于所述控制芯片U1的关断控制端，所述限流电阻R的另一端连接于所述光电耦合器U2的正输入端，所述光电耦合器U2的负输入端连接于外接控制电压端，所述光电耦合器U2的正输出端连接于控制芯片U1，所述光电耦合器U2的负输出端接地。

4.根据权利要求3所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述电流放大单元包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3及第四三极管Q4、第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第一二极管D1、第二二极管D2及第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8；所述第一三极管Q1的集电极通过第一电阻R1连接于直流工作电源，所述第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2连接于全桥整流单元，所述第一三极管Q1的基极连接于所述第一二极管D1的正极及第三电阻R3的一端，所述第一二极管D1的负极与第三电阻R3的另一端并联后连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端；

所述第二三极管Q2的发射极接直流工作电源，所述第二三极管Q2的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4连接于所述第一稳压管Z1的负极，所述第二三极管Q2的基极与发射极之间连接有第五电阻R5；所述第一稳压管Z1的正极连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端；所述第三三极管Q3的发射极接直流工作电源，所述第三三极管Q3的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第三三极管Q3的基极通过第六电阻R6连接于第二稳压管Z2的负极，所述第二稳压管Z2的正极连接于控制芯片U1的第二脉宽调制控制端，所述第三三极管Q3的基极与发射极之间连接有第七电阻R7；所述第四三极管Q4的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第四三极管Q4的发射极连接于全桥整流单元，所述第四三极管Q4的基极连接于所述第二二极管D2的正极，所述第二二极管D2的负极连接于控制芯片U1的第二脉宽调制控制端；所述第二二极管D2的两端还并联有第八电阻R8。

5.根据权利要求4所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述第四三极管Q4的集电极与直流工作电源之间串联有第九电阻R9。

6.根据权利要求5所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述第一三极管Q1及第四三极管Q4为NPN型三极管，所述第二三极管Q2及第三三极管Q3为PNP型三极管。

7.根据权利要求6所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述全桥整流单元包括第一MOS管Q5、第二MOS管Q6、第三MOS管Q7及第四MOS管Q8，所述第一MOS管Q5的栅极连接于第四三极管Q4的集电极，所述第一MOS管Q5的源极连接于直流工作电源，所述第一MOS管Q5的漏极连接于所述第二MOS管Q6的漏极，所述第二MOS管Q6的源极接地，所述第二MOS管Q6的栅极通过第二电阻R2连接于第一三极管Q1的发射极，所述第三MOS管Q7的栅极连接于所述第一三极管Q1的集电极，所述第三MOS管Q7的源极连接于直流工作电源，所述第三MOS管Q7的漏极连接于所述第四MOS管Q8的漏极，所述第四MOS管Q8的源极接地，所述第四MOS管Q8的栅极连接于第四三极管Q4的发射极。

8.根据权利要求7所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述第一MOS管Q5及第三MOS管Q7为P沟道MOS管，所述第二MOS管Q6及第四MOS管Q8为N沟道MOS管。

9.根据权利要求1-8任一项所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述控制芯片U1的型号为UC2637。