CN204836007U - 电机驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机驱动电路。所述电路包括：前级比较电路，用于将输入电压与一恒定电压进行比较，并从其输出端输出比较结果信号；NPN型三极管，其基极与所述前级比较电路的输出端连接，集电极与供电电源连接，发射极通过第一限流电阻连接至MOS场效应管的栅极；PNP型三极管，其基极与所述前级比较电路的输出端连接，发射极通过第二限流电阻连接至MOS场效应管的栅极；MOS场效应管，其栅极分别通过第一限流电阻及第二限流电阻与所述NPN三极管及所述PNP型三极管的发射极连接，漏极与被驱动电机的绕组的一端连接。本实用新型提供的电机驱动电路能够有效的提高用于控制电机的开关管的开关动作速度，并且降低驱动电路的功耗。

Description

电机驱动电路

技术领域

本实用新型实施例涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机驱动电路。

背景技术

在直流电机驱动时，会使用PWM信号对电机进行调速，通过改变占空比实现转速控制。通常这种电路会使用MOS管进行电机驱动，这要求MOS管的开关速度必须很快，否则MOS管的开关损耗会很大，MOS管会迅速发热烧毁，其效率变得非常低。

图1示出了现有的电机驱动电路的电路结构。参见图1，由输入输出接口IO1输出的PWM信号通过限流电阻R4控制第一三极管Q1的基极。当所述输入输出接口IO1为低电平时，所述第一三极管Q1关闭。第二三极管Q2的基极通过上拉电阻R3上拉到电源，此时，第二三极管Q2关闭。MOS管Q3的门极通过下拉电阻R2下拉到地，所以所述MOS管Q3关闭。当所述输入输出接口IO1为高电平时，所述第一三极管Q1开启。所述第二三极管Q2的基极通过限流电阻R5下拉到地，则所述第二三极管Q2开启。电源VB通过限流电阻R1输出到MOS管Q3的门极，所述MOS管Q3开启。

现有技术中，由于第二三极管Q2导通时，电源通过电阻R1、R2与地形成回路，为了使驱动电流较大，电阻R1的阻值一般选择较小。然而，所述第二三极管Q2的功率较小，所以为了保护所述第二三极管Q2，下拉电阻R2的阻值设计的比较大，一般在千欧量级。当MOS管关闭时，MOS管的栅极要通过所述下拉电阻R2进行电流泄放，由于所述下拉电阻R2的阻值较大，所以MOS管Q3的门极放电速度较慢，所述MOS管Q3关闭就会较慢。MOS管Q3在关闭时损耗会很大，MOS管Q3会迅速发热烧毁，其效率变得非常低。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种电机驱动电路，以提高用于控制电机的开关管的开关动作速度，降低驱动电路的功耗。

本实用新型实施例提供了一种电机驱动电路，所述电路包括：

前级比较电路，用于将输入电压与一恒定电压进行比较，并从其输出端输出比较结果信号；

NPN型三极管，其基极与所述前级比较电路的输出端连接，集电极与供电电源连接，发射极通过第一限流电阻连接至MOS场效应管的栅极；

PNP型三极管，其基极与所述前级比较电路的输出端连接，集电极接地，发射极通过第二限流电阻连接至MOS场效应管的栅极；

MOS场效应管，其栅极分别通过第一限流电阻及第二限流电阻与所述NPN三极管及所述PNP型三极管的发射极连接，源极接地，漏极与被驱动电机的绕组的一端连接，且所述绕组的另一端与所述供电电源连接。

本实用新型实施例提供的电机驱动电路，采用互补式射极跟随器对前级的比较结果信号进行放大，使得开关管的控制端与地之间不必再连接阻值较大的电阻，从而提高了开关管的开关速度，降低了开关过程中的功耗。

附图说明

图1是现有技术提供的电机驱动电路的电路结构图；

图2是本实用新型实施例提供的电机驱动电路的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图2示出了本实用新型实施例提供的电机驱动电路的电路结构。参见图2，所述电机驱动电路包括：前级比较电路、NPN型三极管Q4、PNP型三极管Q5、第一限流电阻R6、第二限流电阻R7以及MOS场效应管Q6。

所述前级比较电路包括运算放大器U1。所述运算放大器U1的一个输入端与所述电机驱动电路的输入电压相连接，也就是与脉宽调制输入端相连。所述运算放大器U1的另一个输入端与一个恒定电压输出电路的输出端连接。并且，所述恒定电压输出电路通过相互串联的两个分压电阻R8、R9对直流供电电压VDD进行分压而得到恒定电压。

优选的，所述第一分压电阻R8与第二分压电阻R9具有近似相等的阻值，因而通过上述两个分压电阻进行分压而得到的恒定电压是所述直流电压VDD的取值的一半。

所述运算放大器U1的输出端与所述NPN型三极管Q4及所述PNP型三极管Q5的基极相连接。

所述NPN型三极管Q4与所述PNP型三极管Q5的基极相互连接，并且与所述电压比较器U1的输出端相连接。通过与所述电压比较器U1之间的连接，所述两个三极管Q4、Q5接收所述电压比较器U1输出的比较结果信号，并对所述比较结果信号进行放大。

所述NPN型三极管Q4与所述PNP型三极管Q5的发射极分别与所述开关管Q6的控制端相连接，从而利用对所述比较结果信号放大以后的信号控制所述MOS场效应管Q6的开关。

为了防止两个三极端Q4、Q5的发射极的输出电流过大，对所述MOS场效应管Q6造成不良影响，在所述NPN型三极管Q4的发射极处连接第一限流电阻R6，并在所述PNP型三级管Q5的发射极处连接第二限流电阻R7，用于对发射极的输出电流进行限流。

另外，所述NPN型三极管Q4的集电极与供电电源VB2相连接，而所述PNP型三极管Q5的集电极接地。

所述NPN型三极管Q4、PNP型三极管Q5、第一限流电阻R6、第二限流电阻R7共同构成了互补式射极跟随器。

当输入至所述互补式射极跟随器的比较结果信号是逻辑高电平时，也就是所述输入电压的取值大于所述恒定电压时，所述NPN型三极管Q4导通，所述PNP型三极管Q5截止，所述比较结果信号通过所述NPN型三极管进行放大。当输入值所述互补式射极跟随器的比较结果信号是逻辑低电平时，也就是所述输入电压的取值小于或者等于所述恒定电压时，所述NPN型三极管Q4截止，所述PNP型三极管Q5导通，所述比较结果信号通过所述PNP型三极管进行放大。

特别的，所述NPN型三极管Q4与所述PNP型三极管Q5的发射极分别通过第一及第二限流电阻R6、R7相互连接。但是，第一及第二限流电阻R6、R7的阻值不高，一般小于或等于100Ω。

由于互补式射极跟随器的采用，在所述开关管的栅极不必再连接保护电阻来对射极跟随器中的三极管进行电流保护，因而可以得到较大的发射极输出电流，从而提高了开关管的动作速度。

所述MOS场效应管Q6的栅极与所述互补式射极跟随器的输出端相连接，所述MOS场效应管Q6的漏极与所述电机M2的绕组的一端相连接，而所述MOS场效应管的源极接地。经过所述互补式射极跟随器的放大以后，获得了较大的发射极输出电流，因而输入至所述MOS场效应管Q6的栅极的电流较大，能够控制所述MOS场效应管Q6快速的开关，提高了MOS场效应管Q6的动作速度，降低了开关动作的功耗。

所述电机M2的绕组的一端与供电电源VB2相连接，另一端与所述MOS场效应管Q6的漏极相连接。所述输入电压是PWM信号。经过所述互补式射极跟随器的放大之后，所述电机M2的转速根据放大后的信号的控制而变换。另外，由于MOS场效应管Q6的栅极不再连接有具有较大阻值的保护电阻，所述MOS场效应管Q6的栅极电流的电流值较大，能够控制所述MOS管快速的开关。

尽管词语“第一”、“第二”等可在本文中用来描述各种电子元件，但是这些元件不应受这些词语的限制。这些词语仅用于把一个元件与另一个元件区分开来。还将理解，词语“包括”和/或“包含”用在本说明书中时，表示所述特征、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特点、元件、组件和/或其组合的存在或添加。除非另有明确的规定或限定，术语“连接”是指电连接。具体的，它可以是直接电连接，也可以是通过其他元件的间接电连接。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种电机驱动电路，其特征在于，包括：

前级比较电路，用于将输入电压与一恒定电压进行比较，并从其输出端输出比较结果信号；

NPN型三极管，其基极与所述前级比较电路的输出端连接，集电极与供电电源连接，发射极通过第一限流电阻连接至MOS场效应管的栅极；

PNP型三极管，其基极与所述前级比较电路的输出端连接，集电极接地，发射极通过第二限流电阻连接至MOS场效应管的栅极；

所述MOS场效应管，其栅极分别与所述NPN三极管及所述PNP型三极管的发射极连接，源极接地，漏极与被驱动电机的绕组的一端连接，且所述绕组的另一端与所述供电电源连接。

2.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，所述前级比较电路包括：脉宽调制信号输入端、恒定电压输出电路以及运算放大器，其中，所述运算放大器的一个输入端与所述脉宽调制信号输入端连接，另一个输入端与所述恒定电压输出电路的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，所述恒定电压输出电路包括第一分压电阻及第二分压电阻，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻串联，所述运算放大器的其中一个输入端连接至所述第一分压电阻和第二分压电阻的分压节点。

4.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，所述MOS场效应管的栅极通过第一限流电阻与所述NPN三极管的发射极连接，并且通过第二限流电阻与所述PNP三极管的发射极连接。

5.根据权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于，所述第一限流电阻及所述第二限流电阻的阻值小于或等于100Ω。

6.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，所述MOS场效应管包括：P沟道MOS场效应管或者N沟道MOS场效应管。