CN206922678U - 一种可替换h桥的电机驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可替换H桥的电机驱动电路，包括继电器A、继电器B以及场效应管，继电器A的公共端NM与电机的一端连接，继电器B的公共端NM与电机的另一端连接，继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源的一端连接，继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC经场效应管与电源的另一端连接，场效应管的栅极用于与控制器连接，控制器用于输出PWM波形给场效应管，实现电机的转速控制，继电器A、继电器B分别通过对应的继电器驱动控制电路与控制器连接，控制器分别控制继电器A线圈、继电器B线圈的通电或断电，实现电机的正转、反转、短路、断路控制。其在实现H桥驱动电机回路的全部功能同时，降低了硬件成本。

Description

一种可替换H桥的电机驱动电路

技术领域

本实用新型涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种可替换H桥的电机驱动电路。

背景技术

传统H桥电机驱动电路需要四个场效应管（MOSFET），才能实现对电机的控制，且电机工作时，只用到其中二个场效应管，而另外二个场效应管处于关闭状态，这样硬件成本非常高，非常浪费。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种可替换H桥的电机驱动电路，其在实现H桥驱动电机回路的全部功能同时，降低了硬件成本，降低了硬件发热量，缩小了电路板尺寸。

本实用新型的目的是采用下述方案实现的：一种可替换H桥的电机驱动电路，包括继电器A、继电器B以及场效应管MOSFET，所述继电器A的公共端NM与电机的一端连接，所述继电器B的公共端NM与电机的另一端连接，所述继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源的一端连接，所述继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC经场效应管MOSFET与电源的另一端连接，所述场效应管MOSFET的栅极用于与控制器连接，所述控制器用于输出PWM波形给场效应管MOSFET，实现电机的转速控制，所述继电器A、继电器B分别通过对应的继电器驱动控制电路与控制器连接，所述控制器用于输出控制信号给继电器驱动控制电路，分别控制继电器A线圈、继电器B线圈的通电或断电，实现电机的正转、反转、短路、断路控制。控制器为MCU。

若继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源正极连接，则继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC与场效应管N-MOSFET的漏极d连接，所述场效应管N-MOSFET的源极s与电源负极连接；若继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源负极连接，则继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC与场效应管P-MOSFET的漏极d连接，所述场效应管P-MOSFET的源极s与电源正极连接。

本电机驱动电路还包括续流二极管D0，所述续流二极管D0的一端与场效应管MOSFET的漏极连接，续流二极管D0的另一端与电源一端连接，场效应管MOSFET的源极与电源的另一端连接，续流二极管D0用于与电源负极连接的一端为正极。

所述继电器A的公共端NM与继电器B的公共端NM之间设有滤波电路，比如滤波电容、RC滤波电路等，用于降低电机控制时的电磁发射。

继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源之间设有滤波、稳压电路，比如由电感和电容组成的π型滤波电路、高频滤波电容等，用于降低来至电源端的干扰。

所述继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源之间设有电源管理电路，用于打开或关闭电源供给。

所述电源管理电路包括继电器C，所述继电器C的公共端NM与继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO连接，继电器C的常开端NO与电源连接，所述继电器C通过继电器驱动控制电路与控制器连接，所述控制器用于输出控制信号给继电器驱动控制电路，控制继电器C线圈的通电或断电，实现电源供给的打开或关闭。继电器C的常闭端NC悬空。

所述继电器驱动控制电路包括三极管, 继电器线圈的一端与电源一端连接，继电器线圈的另一端经三极管与电源的另一端连接，所述三极管的基极与控制器连接。所述继电器线圈的两端并联有二极管。

所述继电器C的常开端NO与电源之间设有滤波、稳压电路，比如由电感和电容组成的π型滤波电路、高频滤波电容等，用于降低来至电源端的干扰。

所述场效应管MOSFET的栅极g与控制器之间设有EMC电路，用于降低辐射骚扰。

继电器A、继电器B采用一个双胞继电器或两个单胞继电器。

双胞继电器，具备开关的功能，内部由二个独立的继电器A和继电器B组成，用于实现电机的正转、反转、短路、断路控制。

本实用新型具有的优点是：由于本电机驱动电路，包括继电器A、继电器B以及一个场效应管MOSFET，所述继电器A的公共端NM与电机的一端连接，所述继电器B的公共端NM与电机的另一端连接，所述继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源正极连接，所述继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC与场效应管MOSFET的漏极d连接，所述场效应管MOSFET的源极s与电源负极连接，所述场效应管MOSFET的栅极g用于与控制器连接，所述控制器用于输出PWM波形给场效应管MOSFET，实现电机的转速控制，所述继电器A、继电器B分别通过对应的继电器驱动控制电路与控制器连接，所述控制器用于输出控制信号给继电器驱动控制电路，分别控制继电器A线圈、继电器B线圈的通电或断电，实现电机的正转、反转、短路、断路控制。上述电机驱动电路在实现H桥驱动电机回路的全部功能同时，降低了硬件成本、降低了硬件发热量，缩小了电路板尺寸。

所述场效应管为绝缘栅N沟道增强型场效应管（N-MOSFET），具备PWM控制、过热保护、过载保护等功能,其中场效应管的栅极g与MCU的PWM管脚连接，场效应管的源极s与功率电源负极连接，通过MCU提供的PWM波形，来实现电机的转速控制，使电机驱动的负载运行的更加流畅、平稳，提升用户体验。

所述续流二极管D0，具有续流和阻断的功能，其中二极管的P端与场效应管的漏极d连接，二极管的N端与电源正极连接，用于在电机控制中，场效应管关闭时，实现电机电流的引流作用，用于保护场效应管，增加可靠性。

所述继电器A的公共端NM与继电器B的公共端NM之间可以设有滤波电路，比如滤波电容、RC滤波电路等，用于降低电机控制时的电磁发射。

所述继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源正极之间可以设有滤波、稳压电路，比如由电感和电容组成的π型滤波电路、高频滤波电容等，用于降低来至电源端的干扰。

所述继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO、续流二极管D0的N端与电源正极之间可以设有电源管理电路，用于打开和关闭电源供给。

附图说明

图1为本实用新型的可替换H桥的电机驱动电路的第一实施例的电路图；

图2为本实用新型的可替换H桥的电机驱动电路的第二实施例的电路图；

图3为本实用新型的可替换H桥的电机驱动电路的第三实施例的电路图。

具体实施方式

参见图1至图3，一种可替换H桥的电机驱动电路，包括继电器A、继电器B以及场效应管MOSFET，所述继电器A的公共端NM与电机的一端连接，所述继电器B的公共端NM与电机的另一端连接，所述继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源的一端连接，所述继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC经场效应管MOSFET与电源的另一端连接，所述场效应管MOSFET的栅极用于与控制器连接，所述控制器用于输出PWM波形给场效应管MOSFET，实现电机的转速控制，所述继电器A、继电器B分别通过第一继电器驱动控制电路、第二继电器驱动控制电路与控制器连接，所述控制器用于输出控制信号给第一继电器驱动控制电路、第二继电器驱动控制电路，分别控制继电器A线圈、继电器B线圈的通电或断电，实现电机的正转、反转、短路、断路控制。控制器为MCU。本电机驱动电路还包括续流二极管D0，所述续流二极管D0的一端与场效应管MOSFET的漏极连接，续流二极管D0的另一端与电源一端连接，场效应管MOSFET的源极与电源的另一端连接，续流二极管D0用于与电源负极连接的一端为正极。继电器A、继电器B采用一个双胞继电器或两个单胞继电器。本实施例的继电器A、继电器B采用一个双胞继电器，该双胞继电器，具备开关的功能，内部由二个独立的继电器A和继电器B组成，用于实现电机的正转、反转、短路、断路控制。

参见图1，若继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源正极连接，则继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC与场效应管N-MOSFET的漏极d连接，所述场效应管N-MOSFET的源极s与电源负极连接。所述续流二极管D0的正极与场效应管N-MOSFET的漏极d连接，场效应管N-MOSFET的源极s与电源负极连接，续流二极管D0的负极与电源正极连接。

参见图2，若继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源负极连接，则继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC与场效应管P-MOSFET的漏极d连接，所述场效应管P-MOSFET的源极s与电源正极连接。所述续流二极管D0的正极与电源负极连接，与场效应管N-MOSFET的漏极d连接，场效应管N-MOSFET的源极s续流二极管D0的负极与电源正极连接。

第一继电器A驱动控制电路包括三极管Q2, 继电器A线圈的一端与电源一端连接，继电器A线圈的另一端经三极管Q2与电源的另一端连接，所述三极管Q2的基极与MCU的第一输出端MotorControl_A连接。所述继电器A线圈的两端并联有二极管D2。参见图1和图2，继电器A线圈的一端与电源正极连接，继电器A线圈的另一端经三极管Q2与电源负极连接，二极管D2的负极与电源正极连接。参见图3，继电器A线圈的一端经三极管Q2与电源正极连接，继电器A线圈的另一端与电源负极连接，二极管D2的正极与电源负极连接。

第二继电器B驱动控制电路包括三极管Q3, 继电器B线圈的一端与电源一端连接，继电器B线圈的另一端经三极管Q3与电源的另一端连接，所述三极管Q3的基极与MCU的第二输出端MotorControl_B连接。所述继电器B线圈的两端并联有二极管D3。参见图1和图2，继电器B线圈的一端与电源正极连接，继电器B线圈的另一端经三极管Q3与电源负极连接，二极管D3的负极与电源正极连接。参见图3，继电器B线圈的一端经三极管Q3与电源正极连接，继电器B线圈的另一端与电源负极连接，二极管D3的正极与电源负极连接。

本实用新型的基本控制原理为:

所述场效应管MOSFET的栅极g与MCU的第三输出端MotorControl_PWM连接。

本实用新型的基本工作原理为：

所述继电器A的公共端NM与继电器B的公共端NM之间设有滤波电路，比如滤波电容、RC滤波电路等，用于降低电机控制时的电磁发射。

继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源正极之间设有滤波、稳压电路，比如由电感和电容组成的π型滤波电路、高频滤波电容等，用于降低来至电源端的干扰。

所述继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源正极之间设有电源管理电路，用于打开或关闭电源供给。所述电源管理电路包括继电器C，所述继电器C的公共端NM与继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO连接，继电器C的常开端NO与电源正极连接，所述继电器C通过第三继电器驱动控制电路与控制器连接，所述控制器用于输出控制信号给继电器驱动控制电路，控制继电器C线圈的通电或断电，实现电源供给的打开或关闭。继电器C的常闭端NC悬空。第三继电器驱动控制电路包括三极管Q1,所述三极管Q1的基极与MCU的第四输出端连接，三极管Q1的发射极与电源负极连接，三极管Q1的集电极与继电器C的线圈的一端连接，继电器C的线圈的另一端与电源正极连接，所述继电器C的线圈的两端并联有二极管D1，所述二极管D1的负极与电源正极连接。所述三极管Q1为NPN型三极管。所述继电器C的常开端NO与电源正极之间设有滤波、稳压电路，比如由电感和电容组成的π型滤波电路、高频滤波电容等，用于降低来至电源端的干扰。

所述场效应管MOSFET的栅极g与控制器之间设有EMC电路，用于降低辐射骚扰。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种可替换H桥的电机驱动电路，其特征在于：包括继电器A、继电器B以及场效应管MOSFET，所述继电器A的公共端NM与电机的一端连接，所述继电器B的公共端NM与电机的另一端连接，所述继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源的一端连接，所述继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC经场效应管MOSFET与电源的另一端连接，所述场效应管MOSFET的栅极用于与控制器连接，所述控制器用于输出PWM波形给场效应管MOSFET，实现电机的转速控制，所述继电器A、继电器B分别通过对应的继电器驱动控制电路与控制器连接，所述控制器用于输出控制信号给继电器驱动控制电路，分别控制继电器A线圈、继电器B线圈的通电或断电，实现电机的正转、反转、短路、断路控制。

2.根据权利要求1所述电机驱动电路，其特征在于：若继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源正极连接，则继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC与场效应管N-MOSFET的漏极d连接，所述场效应管N-MOSFET的源极s与电源负极连接；若继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源负极连接，则继电器A的常开端NO、继电器B的常闭端NC与场效应管P-MOSFET的漏极d连接，所述场效应管P-MOSFET的源极s与电源正极连接。

3.根据权利要求1所述电机驱动电路，其特征在于：还包括续流二极管D0，所述续流二极管D0的一端与场效应管MOSFET的漏极连接，续流二极管D0的另一端与电源一端连接，场效应管MOSFET的源极与电源的另一端连接，续流二极管D0用于与电源负极连接的一端为正极。

4.根据权利要求1所述电机驱动电路，其特征在于：所述继电器A的公共端NM与继电器B的公共端NM之间设有滤波电路，用于降低电机控制时的电磁发射。

5.根据权利要求1所述电机驱动电路，其特征在于：继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源之间设有滤波、稳压电路，用于降低来至电源端的干扰。

6.根据权利要求1所述电机驱动电路，其特征在于：所述继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO与电源之间设有电源管理电路，用于打开或关闭电源供给。

7.根据权利要求6所述电机驱动电路，其特征在于：所述电源管理电路包括继电器C，所述继电器C的公共端NM与继电器A的常闭端NC、继电器B的常开端NO连接，继电器C的常开端NO与电源连接，所述继电器C通过继电器驱动控制电路与控制器连接，所述控制器用于输出控制信号给继电器驱动控制电路，控制继电器C线圈的通电或断电，实现电源供给的打开或关闭。

8.根据权利要求1或7所述电机驱动电路，其特征在于：所述继电器驱动控制电路包括三极管, 继电器线圈的一端与电源一端连接，继电器线圈的另一端经三极管与电源的另一端连接，所述三极管的基极与控制器连接。

9.根据权利要求7所述电机驱动电路，其特征在于：所述继电器C的常开端NO与电源之间设有滤波、稳压电路，用于降低来至电源端的干扰。

10.根据权利要求1所述电机驱动电路，其特征在于：所述场效应管MOSFET的栅极与控制器之间设有EMC电路，用于降低辐射骚扰。