CN204361945U - 一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路，CPU的U相、V相和W相上分别连接有一个与门，U相上桥连接有光耦U1和晶体管V1，U相下桥连接有光耦U4和晶体管V2，V相上桥连接有光耦U2和晶体管V3，V相下桥连接有光耦U5和晶体管V4，W相上桥连接有光耦U3和晶体管V5，W相下桥连接有光耦U6和晶体管V6，所述光耦U1和光耦U4分别控制U相桥臂上、下两晶体管V1、V2；光耦U2、U5分别控制V相桥臂上、下两晶体管V3、V4；光耦U3、U6分别控制W相桥臂上、下两晶体管V5、V6；本实用新型采用硬件电路防止桥臂上下晶体管直通，相比软件方案，从根本上杜绝了同一桥臂晶体管直通的情况。

Description

一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路。

背景技术

现有技术中，直流无刷电机驱动的光耦隔离驱动电路中，都是通过CPU直接驱动隔离光耦，以三相直流无刷电机为例，需要6只光耦来实现驱动功能，如果CPU输出故障或者复位期间导致某一桥臂上、下晶体管同时导通时会烧毁晶体管。

现有的直流无刷电机驱动电路都不具有防止上下桥臂直通的硬件措施，所做的防止上下桥臂直通的措施都是基于软件措施。当某种原因引起程序输出异常，或者上电期间CPU的不确定状态，或者由于编译器在在仿真过程中的误动作经常导致某相上下桥臂晶体管直通，将烧毁对应的晶体管。

因此，从实际出发有必要设计一种能防止上、下桥臂同时导通的光耦驱动电路。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路，包括与CPU的U相连接的U相上桥和U相下桥、与V相连接的V相上桥和V相下桥、与W相的W相上桥和W相下桥、与门U7A、与门U7B、与门U7C、光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5、光耦U6、晶体管V1、第体管V2、晶体管V3、晶体管V4、晶体管V5和晶体管V6；

所述U相上桥分别和与门U7A的一个输入端及光耦U1的发送端二极管阳极连接，所述U相下桥分别和与门U7A的另一个输入端及光耦U4的发送端二极管阳极连接，所述与门U7A的输出端分别与光耦U1及光耦U4的发射端二极管阴极连接，所述光耦U1的接收端三极管发射极与晶体管V1的基极连接，所述光耦U4的接收端三极管发射极与晶体管V2的基极连接，所述晶体管V1的集电极接电源，其发射极与晶体管V2的集电极连接，并与直流无刷电机的U相连接，所述晶体管V2的发射极接地；

所述V相上桥分别和与门U7B的一个输入端及光耦U2的发送端二极管阳极连接，所述V相下桥分别和与门U7B的另一个输入端及光耦U5的发送端二极管阳极连接，所述与门U7B的输出端分别与光耦U2及光耦U5的发射端二极管阴极连接，所述光耦U2的接收端三极管发射极与晶体管V3的基极连接，所述光耦U5的接收端三极管发射极与晶体管V4的基极连接，所述晶体管V3的集电极接电源，其发射极与晶体管V4的集电极连接，并与直流无刷电机的V相连接，所述晶体管V4的发射极接地；

所述W相上桥分别和与门U7C的一个输入端及光耦U3的发送端二极管阳极连接，所述W相下桥分别和与门U7C的另一个输入端及光耦U6的发送端二极管阳极连接，所述与门U7C的输出端分别与光耦U3及光耦U6的发射端二极管阴极连接，所述光耦U3的接收端三极管发射极与晶体管V5的基极连接，所述光耦U6的接收端三极管发射极与晶体管V6的基极连接，所述晶体管V5的集电极接电源，其发射极与晶体管V6的集电极连接，并与直流无刷电机的W相连接，所述晶体管V6的发射极接地。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用硬件电路防止桥臂上下晶体管直通，相比软件方案，从根本上杜绝了同一桥臂晶体管直通的情况。本实用新型所述电路结构简单，容易实现，保证了在CPU输出的任何状态下，任一桥臂的上、下晶体管都不会同时导通，保证了晶体管的安全性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5的光耦U6是接收端集电极均与电源连接，接收端发射极均连接有接地电阻。

进一步，所述与门U7A、与门U7B和与门U7C均采用SN7400N。

进一步，所述与门U7A、与门U7B和与门U7C的供电电压为5V。

进一步，所述光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5的光耦U6均采用PC817。

附图说明

图1为本实用新型一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路，包括与CPU的U相连接的U相上桥和U相下桥、与V相连接的V相上桥和V相下桥、与W相的W相上桥和W相下桥、与门U7A、与门U7B、与门U7C、光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5、光耦U6、晶体管V1、第体管V2、晶体管V3、晶体管V4、晶体管V5和晶体管V6；

所述U相上桥分别和与门U7A的一个输入端及光耦U1的发送端二极管阳极连接，所述U相下桥分别和与门U7A的另一个输入端及光耦U4的发送端二极管阳极连接，所述与门U7A的输出端分别与光耦U1及光耦U4的发射端二极管阴极连接，所述光耦U1的接收端三极管发射极与晶体管V1的基极连接，所述光耦U4的接收端三极管发射极与晶体管V2的基极连接，所述晶体管V1的集电极接电源，其发射极与晶体管V2的集电极连接，并与直流无刷电机的U相连接，所述晶体管V2的发射极接地；

所述V相上桥分别和与门U7B的一个输入端及光耦U2的发送端二极管阳极连接，所述V相下桥分别和与门U7B的另一个输入端及光耦U5的发送端二极管阳极连接，所述与门U7B的输出端分别与光耦U2及光耦U5的发射端二极管阴极连接，所述光耦U2的接收端三极管发射极与晶体管V3的基极连接，所述光耦U5的接收端三极管发射极与晶体管V4的基极连接，所述晶体管V3的集电极接电源，其发射极与晶体管V4的集电极连接，并与直流无刷电机的V相连接，所述晶体管V4的发射极接地；

所述W相上桥分别和与门U7C的一个输入端及光耦U3的发送端二极管阳极连接，所述W相下桥分别和与门U7C的另一个输入端及光耦U6的发送端二极管阳极连接，所述与门U7C的输出端分别与光耦U3及光耦U6的发射端二极管阴极连接，所述光耦U3的接收端三极管发射极与晶体管V5的基极连接，所述光耦U6的接收端三极管发射极与晶体管V6的基极连接，所述晶体管V5的集电极接电源，其发射极与晶体管V6的集电极连接，并与直流无刷电机的W相连接，所述晶体管V6的发射极接地。

所述光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5的光耦U6是接收端集电极均与电源连接，接收端发射极均连接有接地电阻。所述与门U7A、与门U7B和与门U7C均采用SN7400N。所述与门U7A、与门U7B和与门U7C的供电电压为5V。所述光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5的光耦U6均采用PC817。

图1中CPU输出的U、V、W三相电机驱动信号，U1-U6是隔离光耦，通过这些光耦将CPU输出的低电压信号与电机供电端的高电压信号隔离以保证安全。V1-V6即为受驱动信号控制的上下桥臂晶体管，相应的基极为高电平时候该晶体管导通，为低电平时该晶体管截止。U7A、U7B和U7C均为与门，通过其控制光耦在不同电平下通断状态实现防直通。

在本实用新型电路中，光耦U1、U4分别控制U相桥臂上、下两晶体管V1、V2；光耦U2、U5分别控制V相桥臂上、下两晶体管V3、V4；光耦U3、U4分别控制W相桥臂上、下两晶体管V5、V6。以U相为例，当CPU输出的U相桥臂上、下晶体管控制信号均为高电平时，光耦U1、U4的发射端二极管的阴极由与门U7A输出高电平，因此光耦U1、U4不能导通，相应的V1、V2基极均为低电平，防止了V1、V2直通；当CPU输出到U相桥臂上、下晶体管的两控制信号只要有一个为低电平，那么光耦U1和U4的发射端二极管的阴极为低电平，发射端二极管就可以由阳极电平的高低导通或截止，即电机控制信号可以通过光耦传递到V1、V2的基极，实现正常的电机控制功能。其他的V、W两相防直通原理类似，通过该电路，实现了上下桥臂防直通的硬件设计。

本实用新型采用硬件电路防止桥臂上下晶体管直通，相比软件方案，从根本上杜绝了同一桥臂晶体管直通的情况。本实用新型所述电路结构简单，容易实现，保证了在CPU输出的任何状态下，任一桥臂的上、下晶体管都不会同时导通，保证了晶体管的安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路，其特征在于，包括与CPU的U相连接的U相上桥和U相下桥、与V相连接的V相上桥和V相下桥、与W相的W相上桥和W相下桥、与门U7A、与门U7B、与门U7C、光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5、光耦U6、晶体管V1、第体管V2、晶体管V3、晶体管V4、晶体管V5和晶体管V6；

所述U相上桥分别和与门U7A的一个输入端及光耦U1的发送端二极管阳极连接，所述U相下桥分别和与门U7A的另一个输入端及光耦U4的发送端二极管阳极连接，所述与门U7A的输出端分别与光耦U1及光耦U4的发射端二极管阴极连接，所述光耦U1的接收端三极管发射极与晶体管V1的基极连接，所述光耦U4的接收端三极管发射极与晶体管V2的基极连接，所述晶体管V1的集电极接电源，其发射极与晶体管V2的集电极连接，并与直流无刷电机的U相连接，所述晶体管V2的发射极接地；

所述V相上桥分别和与门U7B的一个输入端及光耦U2的发送端二极管阳极连接，所述V相下桥分别和与门U7B的另一个输入端及光耦U5的发送端二极管阳极连接，所述与门U7B的输出端分别与光耦U2及光耦U5的发射端二极管阴极连接，所述光耦U2的接收端三极管发射极与晶体管V3的基极连接，所述光耦U5的接收端三极管发射极与晶体管V4的基极连接，所述晶体管V3的集电极接电源，其发射极与晶体管V4的集电极连接，并与直流无刷电机的V相连接，所述晶体管V4的发射极接地；

所述W相上桥分别和与门U7C的一个输入端及光耦U3的发送端二极管阳极连接，所述W相下桥分别和与门U7C的另一个输入端及光耦U6的发送端二极管阳极连接，所述与门U7C的输出端分别与光耦U3及光耦U6的发射端二极管阴极连接，所述光耦U3的接收端三极管发射极与晶体管V5的基极连接，所述光耦U6的接收端三极管发射极与晶体管V6的基极连接，所述晶体管V5的集电极接电源，其发射极与晶体管V6的集电极连接，并与直流无刷电机的W相连接，所述晶体管V6的发射极接地。

2.根据权利要求1所述一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路，其特征在于，所述光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5的光耦U6是接收端集电极均与电源连接，接收端发射极均连接有接地电阻。

3.根据权利要求1所述一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路，其特征在于，所述与门U7A、与门U7B和与门U7C均采用SN7400N。

4.根据权利要求1所述一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路，其特征在于，所述与门U7A、与门U7B和与门U7C的供电电压为5V。

5.根据权利要求1所述一种用于直流无刷电机驱动器的保护电路，其特征在于，所述光耦U1、光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5的光耦U6均采用PC817。