CN206283444U - 基于drv8303的电机驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于DRV8303的电机驱动电路，由DRV8303驱动芯片电路和三相逆变电路构成，DRV8303驱动芯片电路与电机三相逆变电路共用一路电源；DRV8303驱动芯片电路包括DRV8303驱动芯片和外围阻容，三相逆变电路包括MOSFET、采样电阻和母线支撑电容；DRV8303驱动芯片提供三个半桥驱动器，每个驱动器驱动二个MOSFET，通过接收来自控制器的六路PWM信号和使能信号对电机三相逆变电路的六路MOSFET进行驱动。本实用新型仅使用一块DRV8303芯片驱动电机三相逆变电路的六路MOSFET，并且共用母线电源，省去驱动电源，减小了驱动电路体积，简化了电路设计，降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型属于电机驱动控制领域，具体涉及一种基于DRV8303的电机驱动电路。
背景技术
随着现代电力电子技术的发展，功率MOSFET的应用越来越普及。大多数的中小功率电机驱动电路采用基于MOSFET的驱动电路。为保证可靠性和驱动性能，驱动电路通常采用集成驱动芯片，如TI UCC3732X系列等，这种芯片的特点是只能驱动单个或二个MOSFET，那么电机三相逆变电路至少需要三个驱动芯片。为提高可靠性还需额外设计过流保护电路，且驱动电路至少需要一路独立的驱动电源，从而增加了电源电路、保护电路和驱动电路设计的复杂性，同时增加了电路体积和成本。
然而电动舵轮、电动自行车、电钻等应用场合对电机驱动器尺寸敏感，电机驱动器成为制约相关产品小型化和低成本设计的主要因素。因此，致力于驱动电路小型化和低成本设计的研究，研制出高可靠、小体积、低成本的电机驱动电路，具有重要的实际应用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于DRV8303电机驱动电路。
实现本实用新型目的的技术方案为：一种基于DRV8303的电机驱动电路，由DRV8303驱动芯片电路和三相逆变电路构成，DRV8303驱动芯片电路与电机三相逆变电路共用一路电源；
所述DRV8303驱动芯片电路包括DRV8303驱动芯片和外围阻容，所述三相逆变电路包括MOSFET、采样电阻和母线支撑电容；
所述DRV8303驱动芯片提供三个半桥驱动器，每个驱动器驱动二个MOSFET，通过接收来自控制器的六路PWM信号和使能信号对电机三相逆变电路的六路MOSFET进行驱动；
所述采样电阻用于采样电机电流，通过DRV8303驱动芯片双向电流检测运放，DRV8303驱动芯片对电流采样信号进行调理，调理后的电流信号送至控制器；
母线支撑电容用于为逆变电路母线提供稳定电压；
DRV8303驱动芯片通过监测外接MOSFET的漏源电压，对外部MOSFET进行过流保护；
外部控制器通过SPI接口对DRV8303驱动芯片进行参数配置，同时读取驱动故障信息。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：
本实用新型是基于DRV8303电机驱动电路，仅使用一块DRV8303芯片就可以驱动电机三相逆变电路的六路MOSFET，并且共用母线电源，省去驱动电源，大大减小了驱动电路体积，简化了电路设计，降低了成本。
附图说明
图1是本实用新型的DRV8303驱动芯片电路图。
图2是本实用新型的电机三相逆变电路图。
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，以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
结合图1，一种基于DRV8303的电机驱动电路，由DRV8303驱动芯片电路和三相逆变电路构成，DRV8303驱动芯片电路与电机三相逆变电路共用一路电源；
所述DRV8303驱动芯片电路包括DRV8303驱动芯片U1和外围阻容，所述三相逆变电路包括MOSFET、采样电阻和母线支撑电容；
所述DRV8303驱动芯片U1提供三个半桥驱动器，每个驱动器驱动二个MOSFET，通过接收来自控制器的六路PWM信号和使能信号对电机三相逆变电路的六路MOSFET进行驱动；
所述采样电阻用于采样电机电流，通过DRV8303驱动芯片U1双向电流检测运放，DRV8303驱动芯片U1对电流采样信号进行调理，调理后的电流信号送至控制器；
母线支撑电容用于为逆变电路母线提供稳定电压；
DRV8303驱动芯片U1通过监测外接MOSFET的漏源电压，对外部MOSFET进行过流保护；
外部控制器通过SPI接口对DRV8303驱动芯片U1进行参数配置，同时读取驱动故障信息。
进一步的，所述DRV8303驱动芯片U1的第25脚PVDD作为驱动芯片的电源输入引脚，使用三相逆变电路母线电源PVDD供电，第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12相并联，一端与第25脚PVDD连接，另一端接地；第十电容C10、第十一电容C11和第十二电容C12用于电源滤波；
DRV8303驱动芯片U1的第13引脚INH_A、第14引脚INL_A用于接收来自控制器的A相PWM信号，第15引脚INH_B、第16引脚INL_B用于接收来自控制器的B相PWM信号，第17引脚INH_C、第18引脚INL_C用于接收来自控制器的C相PWM信号，第12引脚EN_GATE用于接收来自控制器的使能信号；
DRV8303驱动芯片U1的第9脚GVDD由DRV8303芯片内部产生，作为内部栅极驱动器电源，第9脚GVDD与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地；
DRV8303驱动芯片U1的第10脚CP1和第11脚CP2连接DRV8303内部电荷泵，第10脚CP1与第二电容C2一端连接，第二电容C2的另一端与第11脚CP2连接，第二电容C2用于电荷泵滤波；
DRV8303驱动芯片U1的第43引脚GH_A、第42引脚SH_A用于发出A相上桥臂MOSFET驱动信号，第41引脚GL_A、第40引脚SL_A用于发出A相下桥臂MOSFET驱动信号；DRV8303驱动芯片U1的第42脚SH_A和44脚BST_A是A相半桥的自举电容引脚，第七电容C7为A相半桥配置的自举电容，第42引脚SH_A与第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端与第44引脚BST_A连接；当EN_GATE为低电平时，GH_A和GL_A输出低电平，PWM被封锁，MOSFET断开；当EN_GATE为高电平时，GH_A和GL_A输出放大的INH_A和INL_A信号，MOSFET根据INH_A和INL_A信号电平状态导通或关断；
DRV8303驱动芯片U1的第38引脚GH_B、第37引脚SH_B用于发出B相上桥臂MOSFET驱动信号，第36引脚GL_B、第35引脚SL_B用于发出B相下桥臂MOSFET驱动信号；DRV8303栅极驱动器集成电路U1的第37脚SH_B和39脚BST_B是B相半桥的自举电容引脚，第八电容C8为B相半桥配置的自举电容，第37引脚SH_B与第八电容C8的一端连接，第八电容C8的另一端与第39引脚BST_B连接；当EN_GATE为低电平时，GH_B和GL_B输出低电平，PWM被封锁，MOSFET断开；当EN_GATE为高电平时，GH_B和GL_B输出放大的INH_B和INL_B信号，MOSFET根据INH_B和INL_B信号电平状态导通或关断；
DRV8303驱动芯片U1的第33引脚GH_C、第32引脚SH_C用于发出C相上桥臂MOSFET驱动信号，第31引脚GL_C、第30引脚SL_C用于发出C相下桥臂MOSFET驱动信号；DRV8303栅极驱动器集成电路U1的第32脚SH_C和34脚BST_C是C相半桥的自举电容引脚，第九电容C9为C相半桥配置的自举电容，第32引脚SH_C与第九电容C9的一端连接，第九电容C9的另一端与第34引脚BST_C连接；当EN_GATE为低电平时，GH_C和GL_C输出低电平，PWM被封锁，MOSFET断开；当EN_GATE为高电平时，GH_C和GL_C输出放大的INH_C和INL_C信号，MOSFET根据INH_C和INL_C信号电平状态导通或关断；
DRV8303驱动芯片U1的第45脚VDD_SPI为SPI接口供电，使用控制器+3.3V供电，第六电容C6用作电源滤波，一端与第45脚VDD_SPI连接，另一端接地；第4、5、6、7脚为SPI控制信号；
DRV8303驱动芯片U1的第1脚为过流保护指示引脚，第2脚为发生故障指示引脚，连接至控制器，供控制器做异常处理；内部为集电极开路，需接R1、R2上拉电阻，平常为高电平，发生过流或故障时为低电平；第3脚为死区时间配置引脚，通过调节外部电阻调整死区时间；
DRV8303驱动芯片U1的第23脚AVDD是6V电源，由DRV8303内部产生，第五电容C5用于电源滤波，一端与第23脚AVDD连接，另一端接地；第20脚REF为电流检测运放参考电压，使用控制器+3.3V供电，电感L2、第三电容C3用作电源滤波，电感L2的一端与第20脚REF连接，另一端接+3.3V电压，第三电容C3的一端接第20脚REF，另一端接地；第28、29脚用于采集A相电流，第26、27脚用于采集B相电流，经内部调理电路调理后送至控制器；
INH_A、INL_A、INH_B、INL_B、INH_C、INL_C、EN_GATE通过下拉电阻接地。目的是在控制器未接入时，使信号为低电平，保证MSOFET可靠断开，增加了驱动电路可靠性。
进一步的，如图2所示，所述三相逆变电路包括第一MOSFET～第六MOSFET、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和第十八电阻R18；
第一MOSFET、第三MOSFET和第五MOSFET的漏极均接PVDD，源极分别接第二MOSFET、第四MOSFET和第六MOSFET的漏极，第二MOSFET、第四MOSFET的源极分别通过第十七电阻R17、第十八电阻R18接地，第六MOSFETQ6的源极接地；第一MOSFET～第六MOSFET的栅极分别连接第十一电阻R11、第十四电阻R14、第十二电阻R12、第十五电阻R15、第十三电阻R13和第十六电阻R16的一端，第十一电阻R11、第十四电阻R14、第十二电阻R12、第十五电阻R15、第十三电阻R13和第十六电阻R16的另一端分别与DRV8303驱动芯片U1的GH_A、GL_A、GH_B、GL_B、GH_C、GL_C连接；第十一电阻R11、第十四电阻R14、第十二电阻R12、第十五电阻R15、第十三电阻R13和第十六电阻R16作为驱动电阻，用于调整MOSFET开关速度；第二MOSFET、第四MOSFET和第六MOSFET的漏极分别与电机三相绕组相接；
第十三电容C13、第十四电容C14作为母线支撑电容，第十三电容C13、第十四电容C14的正端接PVDD，负端接地；第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17分别跨接在A、B、C三相桥臂上，用作吸收开关尖峰，第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17与第十三电容C13、第十四电容C14并联，一端接PVDD，另一端接地。
第十七电阻R17和第十八电阻R18为采样电阻，用作采集A、B相电流。
以上所述，仅为本实用新型专利内容的详细描述，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型专利所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于DRV8303的电机驱动电路，其特征在于，由DRV8303驱动芯片电路和三相逆变电路构成，DRV8303驱动芯片电路与电机三相逆变电路共用一路电源；
所述DRV8303驱动芯片电路包括DRV8303驱动芯片(U1)和外围阻容，所述三相逆变电路包括MOSFET、采样电阻和母线支撑电容；
所述DRV8303驱动芯片(U1)提供三个半桥驱动器，每个驱动器驱动二个MOSFET，通过接收来自控制器的六路PWM信号和使能信号对电机三相逆变电路的六路MOSFET进行驱动；
所述采样电阻用于采样电机电流，通过DRV8303驱动芯片(U1)双向电流检测运放，DRV8303驱动芯片(U1)对电流采样信号进行调理，调理后的电流信号送至控制器；
母线支撑电容用于为逆变电路母线提供稳定电压；
DRV8303驱动芯片(U1)通过监测外接MOSFET的漏源电压，对外部MOSFET进行过流保护；
外部控制器通过SPI接口对DRV8303驱动芯片(U1)进行参数配置，同时读取驱动故障信息。
2.根据权利要求1所述的基于DRV8303的电机驱动电路，其特征在于，所述DRV8303驱动芯片(U1)的第25脚PVDD作为驱动芯片的电源输入引脚，使用三相逆变电路母线电源PVDD供电，第十电容(C10)、第十一电容(C11)、第十二电容(C12)相并联，一端与第25脚PVDD连接，另一端接地；第十电容(C10)、第十一电容(C11)和第十二电容(C12)用于电源滤波；
DRV8303驱动芯片(U1)的第13引脚INH_A、第14引脚INL_A用于接收来自控制器的A相PWM信号，第15引脚INH_B、第16引脚INL_B用于接收来自控制器的B相PWM信号，第17引脚INH_C、第18引脚INL_C用于接收来自控制器的C相PWM信号，第12引脚EN_GATE用于接收来自控制器的使能信号；
DRV8303驱动芯片(U1)的第9脚GVDD由DRV8303芯片内部产生，作为内部栅极驱动器电源，第9脚GVDD与第一电容(C1)的一端连接，第一电容(C1)的另一端接地；
DRV8303驱动芯片(U1)的第10脚CP1和第11脚CP2连接DRV8303内部电荷泵，第10脚CP1与第二电容(C2)一端连接，第二电容(C2)的另一端与第11脚CP2连接，第二电容(C2)用于电荷泵滤波；
DRV8303驱动芯片(U1)的第43引脚GH_A、第42引脚SH_A用于发出A相上桥臂MOSFET驱动信号，第41引脚GL_A、第40引脚SL_A用于发出A相下桥臂MOSFET驱动信号；DRV8303驱动芯片(U1)的第42脚SH_A和44脚BST_A是A相半桥的自举电容引脚，第七电容(C7)为A相半桥配置的自举电容，第42引脚SH_A与第七电容(C7)的一端连接，第七电容(C7)的另一端与第44引脚BST_A连接；当EN_GATE为低电平时，GH_A和GL_A输出低电平，PWM被封锁，MOSFET断开；当EN_GATE为高电平时，GH_A和GL_A输出放大的INH_A和INL_A信号，MOSFET根据INH_A和INL_A信号电平状态导通或关断；
DRV8303驱动芯片(U1)的第38引脚GH_B、第37引脚SH_B用于发出B相上桥臂MOSFET驱动信号，第36引脚GL_B、第35引脚SL_B用于发出B相下桥臂MOSFET驱动信号；DRV8303栅极驱动器集成电路(U1)的第37脚SH_B和39脚BST_B是B相半桥的自举电容引脚，第八电容(C8)为B相半桥配置的自举电容，第37引脚SH_B与第八电容(C8)的一端连接，第八电容(C8)的另一端与第39引脚BST_B连接；当EN_GATE为低电平时，GH_B和GL_B输出低电平，PWM被封锁，MOSFET断开；当EN_GATE为高电平时，GH_B和GL_B输出放大的INH_B和INL_B信号，MOSFET根据INH_B和INL_B信号电平状态导通或关断；
DRV8303驱动芯片(U1)的第33引脚GH_C、第32引脚SH_C用于发出C相上桥臂MOSFET驱动信号，第31引脚GL_C、第30引脚SL_C用于发出C相下桥臂MOSFET驱动信号；DRV8303栅极驱动器集成电路(U1)的第32脚SH_C和34脚BST_C是C相半桥的自举电容引脚，第九电容(C9)为C相半桥配置的自举电容，第32引脚SH_C与第九电容(C9)的一端连接，第九电容(C9)的另一端与第34引脚BST_C连接；当EN_GATE为低电平时，GH_C和GL_C输出低电平，PWM被封锁，MOSFET断开；当EN_GATE为高电平时，GH_C和GL_C输出放大的INH_C和INL_C信号，MOSFET根据INH_C和INL_C信号电平状态导通或关断；
DRV8303驱动芯片(U1)的第45脚VDD_SPI为SPI接口供电，使用控制器+3.3V供电，第六电容(C6)用作电源滤波，一端与第45脚VDD_SPI连接，另一端接地；第4、5、6、7脚为SPI控制信号；
DRV8303驱动芯片(U1)的第1脚为过流保护指示引脚，第2脚为发生故障指示引脚，连接至控制器，供控制器做异常处理；内部为集电极开路，需接R1、R2上拉电阻，平常为高电平，发生过流或故障时为低电平；第3脚为死区时间配置引脚，通过调节外部电阻调整死区时间；
DRV8303驱动芯片(U1)的第23脚AVDD是6V电源，由DRV8303内部产生，第五电容(C5)用于电源滤波，一端与第23脚AVDD连接，另一端接地；第20脚REF为电流检测运放参考电压，使用控制器+3.3V供电，电感(L2)、第三电容(C3)用作电源滤波，电感(L2)的一端与第20脚REF连接，另一端接+3.3V电压，第三电容(C3)的一端接第20脚REF，另一端接地；第28、29脚用于采集A相电流，第26、27脚用于采集B相电流，经内部调理电路调理后送至控制器；
INH_A、INL_A、INH_B、INL_B、INH_C、INL_C、EN_GATE通过下拉电阻接地。
3.根据权利要求2所述的基于DRV8303的电机驱动电路，其特征在于，所述三相逆变电路包括第一MOSFET(Q1)～第六MOSFET(Q6)、第十三电容(C13)、第十四电容(C14)、第十五电容(C15)、第十六电容(C16)、第十七电容(C17)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)和第十八电阻(R18)；
第一MOSFET(Q1)、第三MOSFET(Q3)和第五MOSFET(Q5)的漏极均接PVDD，源极分别接第二MOSFET(Q2)、第四MOSFET(Q4)和第六MOSFET(Q6)的漏极，第二MOSFET(Q2)、第四MOSFET(Q4)的源极分别通过第十七电阻(R17)、第十八电阻(R18)接地，第六MOSFET(Q6)的源极接地；第一MOSFET(Q1)～第六MOSFET(Q6)的栅极分别连接第十一电阻(R11)、第十四电阻(R14)、第十二电阻(R12)、第十五电阻(R15)、第十三电阻(R13)和第十六电阻(R16)的一端，第十一电阻(R11)、第十四电阻(R14)、第十二电阻(R12)、第十五电阻(R15)、第十三电阻(R13)和第十六电阻(R16)的另一端分别与DRV8303驱动芯片(U1)的GH_A、GL_A、GH_B、GL_B、GH_C、GL_C连接；第十一电阻(R11)、第十四电阻(R14)、第十二电阻(R12)、第十五电阻(R15)、第十三电阻(R13)和第十六电阻(R16)作为驱动电阻，用于调整MOSFET开关速度；第二MOSFET(Q2)、第四MOSFET(Q4)和第六MOSFET(Q6)的漏极分别与电机三相绕组相接；
第十三电容(C13)、第十四电容(C14)作为母线支撑电容，第十三电容(C13)、第十四电容(C14)的正端接PVDD，负端接地；第十五电容(C15)、第十六电容(C16)、第十七电容(C17)分别跨接在A、B、C三相桥臂上，用作吸收开关尖峰，第十五电容(C15)、第十六电容(C16)、第十七电容(C17)与第十三电容(C13)、第十四电容(C14)并联，一端接PVDD，另一端接地。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106602964A (zh) * | 2016-12-11 | 2017-04-26 | 南京晨光集团有限责任公司 | 基于drv8303的电机驱动电路 |
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