CN207968360U - 一种控制直流马达输出稳定fg信号的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种控制直流马达输出稳定FG信号的电路，包括：一驱动模块，其根据马达运转时的换相信号输出对应的驱动信号，当换相信号由高电平变为低电平时，驱动信号同步地由低电平变为高电平，当换相信号由低电平变为高电平时，驱动信号相对于换相信号延时一段预定延时时间后由高电平变为低电平；以及一连接至驱动模块的输出控制模块，其根据驱动信号输出对应的FG信号，当驱动信号为低电平时，输出的FG信号为低电平，当驱动信号为高电平时，输出的FG信号为高电平。本实用新型通过控制FG上升沿相对换相无延时同步、下降沿相对换相有延时，从而实现在输出换相期间内部电压不稳的情况下，FG能够稳定的输出，保障了外部设备系统能够正常运作。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流马达电路领域，具体涉及一种控制直流马达输出稳定FG信号的电路。
背景技术
马达在通信、工业、仪器制造等领域中已经得到广泛的应用，在各种马达的应用中，直流马达是最常用和最普遍的。FG(频率产生器，frequency generator)是直流马达的重要功能之一，FG信号代表马达的转速、位置等信息，以脉冲形式从FG输出。外部设备可以根据FG信号计算电机的运行情况，如速度、流量、是否故障停转等，多个FG信号还可以实现电磁编码对设备系统进行调控，因此通过FG信号可以实现设备的智能化操作。而实现智能化操作的前提是，需要稳定的FG信号。
目前，市场上的直流马达驱动芯片中，FG信号直接跟随马达换相信息而变化。如图1所示，在马达芯片的两个输出信号OUT1、OUT2换相的同时，FG发生变化。在实际应用中，由于马达芯片的OUT1、OUT2外接电感，换相时会产生负电流，触发寄生三极管导通，导致内部电源不稳，若此时FG信号由高电平变低电平，即FG的输出管导通，则不稳的电源会使FG输出管的驱动不足，致使FG由低电平变回高电平；待输出信号OUT1、OUT2稳定后，内部电源稳定，FG的输出管驱动充足，FG信号则再次由高电平变为低电平，从而引起FG信号异常。为实现马达的静音效果，若驱动芯片的输出端接电容，当输出信号OUT1、OUT2切换时，电容会充放电，同样引起内部电源不稳，致使FG信号异常，从而导致外部设备无法正常工作。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种控制直流马达输出稳定FG信号的电路，从而有效避免因FG信号异常导致外部设备不能正常工作的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种控制直流马达输出稳定FG信号的电路，包括：
一驱动模块，其根据马达运转时的换相信号输出对应的驱动信号，其中，当所述换相信号由高电平变为低电平时，所述驱动信号同步地由低电平变为高电平，当所述换相信号由低电平变为高电平时，所述驱动信号相对于所述换相信号延时一段预定延时时间后由高电平变为低电平；以及
一连接至所述驱动模块的输出控制模块，其根据所述驱动信号输出对应的FG信号，其中，当所述驱动信号为低电平时，输出的FG信号为低电平，当所述驱动信号为高电平时，输出的FG信号为高电平。
进一步地，所述驱动模块包括：
一第一延时器，其接收所述换相信号，并自接收到所述换相信号后开始计时，当计时达到所述预定延时时间后输出一时钟信号；以及
一第一触发器，其时钟输入端接所述第一延时器的输出端，置位端接VDD电源,复位端接收所述换相信号，反相输出端输出所述驱动信号。
进一步地，所述驱动模块包括：
一第二延时器，其接收所述换相信号，并自接收到所述换相信号后开始计时，当计时达到所述预定延时时间后输出一时钟信号；
一第二触发器，其时钟输入端接所述第二延时器的输出端，置位端接收所述换相信号；
一反相器，其输入端接收所述换相信号；以及
一或门，其第一输入端接所述反相器的输出端，第二输入端接所述第二触发器的反相输出端，输出端输出所述驱动信号。
进一步地，所述输出控制模块包括：
一第一NMOS管，其漏极输出所述FG信号，源极接地；
一上拉电阻，其一端接VCC电源，另一端接所述第一NMOS管的漏极；
一电流源，其输入端接VDD电源；
一第二NMOS管，其漏极和栅极接所述电流源的输出端，源极接地；以及
一第三NMOS管，其栅极接所述驱动模块的输出端，源极接地，漏极接所述第一NMOS管和第二NMOS管的栅极。
由于采用上述技术方案，与现有技术FG信号在上升沿、下降沿均无延时而易出现异常脉冲相比，本实用新型通过控制FG上升沿相对换相无延时同步、下降沿相对换相有延时，从而实现在输出换相期间内部电压不稳的情况下，FG能够稳定的输出，从而保障了外部设备系统能够正常运作。
附图说明
图1为现有技术FG信号在马达输出换相期间的波形图；
图2为本实用新型一种控制直流马达输出稳定FG信号的电路的原理图；
图3为本实用新型驱动模块的第二个实施例的原理图；
图4为本实用新型产生的FG信号在马达输出换相期间的波形图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本实用新型的较佳实实例，并予以详细描述。
如图2所示，本实用新型，即一种控制直流马达输出稳定FG信号的电路包括驱动模块1和输出控制模块2。其中，驱动模块1用于根据马达运转时的换相信号Drive输出对应的驱动信号CTR_FG，其中，当换相信号Drive由高电平变为低电平时，驱动信号CTR_FG同步地由低电平变为高电平，当换相信号Drive由低电平变为高电平时，驱动信号CTR_FG相对于换相信号Drive延时一段预定延时时间T后由高电平变为低电平；输出控制模块2用于根据驱动信号CTR_FG输出对应的FG信号，其中，当驱动信号CTR_FG为低电平时，输出的FG信号为低电平，当驱动信号CTR_FG为高电平时，输出的FG信号为高电平。
在图2的实施例中，驱动模块1包括一第一延时器101和一第一触发器102，其中，第一延时器101用于接收马达运转时的换相信号Drive，并自接收到换相信号Drive后开始计时，当计时达到预定延时时间T后输出一时钟信号Td，以供第一触发器102的时钟需求；第一触发器102的时钟输入端接延时器101的输出端，置位端接VDD电源，复位端接收换相信号Drive，反相输出端QB输出一驱动信号CTR_FG，为后续输出控制模块2提供驱动使能信号，以决定其输出的FG信号的高低电平。
在图2的实施例中，输出控制模块2包括一第一NMOS管NM1，其漏极输出FG信号，源极接地；一上拉电阻RL，其一端接VCC电源，另一端接第一NMOS管的漏极；一电流源I0，其输入端接VDD电源；一第二NMOS管NM2，其漏极和栅极接电流源I0的输出端，源极接地；以及一第三NMOS管NM3，其栅极接驱动模块1的输出端，源极接地，漏极接第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的栅极。
图2实施例的工作步骤如下：
当马达发生换相，Drive由高电平变为低电平时，执行第一、二步：
第一步，第一触发器102的复位端此时接收的Drive为低电平，第一触发器102处于复位为状态，不再接收第一延时器101输出的时钟信号Td；同时，其反向输出端QB输出的CTR_FG为高电平，信号CTR_FG与Drive同步变化。
第二步，在同步变化的CTR_FG高电平的激励下，输出控制模块2中NM3导通，致使NM1的栅极为低电平，NM1管关闭，输出信号FG由低电平变为高电平，则FG同步Drive变化。此时，若输出换相发生，将导致内部电流源I0不稳定，即NM2的栅压不稳定，由于NM3同步于Drive，其优先将NM1栅极拉低，使其不再受内部电流源变化影响，输出的FG信号将稳定地由低电平变为高电平。
当马达发生换相，Drive由低电平变为高电平时，跳过上述第一、二步，直接顺序执行第三、四、五步：
第三步，在Drive发生变化的激励下，第一延时器101重新计时，计时达到预定延时时间T后，输出时钟信号Td。
第四步，第一触发器102的复位端此时接收的Drive为高电平，可以工作。在时钟信号Td的激励下，将高电平VDD输出，则触发器的反向输出端QB输出的驱动信号CTR_FG为低电平，其相对Drive变化延时了时间T。延时后，此时换相完成，电源已经稳定。
第五步，在延时的驱动信号CTR_FG低电平的激励下，输出控制模块2中NM3关闭，NM2与NM1构成电流镜，即：NM2为NM1提供栅极驱动电压，NM1导通，输出FG为低电平。则FG由高电平变为低电平相对换相信号Drive延时了时间T。避免了在换相期间，FG输出不稳。
图3给出了本实用新型驱动模块1的第二个实施例来实现CTR_FG信号上升沿无延时同步于换相信号Drive、下降沿相于Drive有延时的功能。在本实施例中，驱动模块1包括：一第二延时器103，其接收换相信号Drive，并自接收到换相信号Drive后开始计时，当计时达到预定延时时间T后输出一时钟信号Td；一第二触发器104，其时钟输入端接第二延时器103的输出端，置位端接收换相信号Drive；一反相器105，其输入端接收换相信号Drive；以及一或门106，其第一输入端接反相器105的输出端，第二输入端接第二触发器104的反相输出端，输出端输出驱动信号CTR_FG。
从图4可以看出，本实用新型FG信号由低电平变为高电平时同步于Drive信号变化；由高电平变为低电平时相对于Drive延时时间T后变化，FG信号稳定，无误脉冲，从而实现在马达输出换相期间内部电压不稳的情况下，FG信号能够稳定的输出，从而保障了外部设备系统能够正常运作。
以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规内容。
Claims (4)
1.一种控制直流马达输出稳定FG信号的电路，其特征在于，包括：
一驱动模块，其根据马达运转时的换相信号输出对应的驱动信号，其中，当所述换相信号由高电平变为低电平时，所述驱动信号同步地由低电平变为高电平，当所述换相信号由低电平变为高电平时，所述驱动信号相对于所述换相信号延时一段预定延时时间后由高电平变为低电平；以及
一连接至所述驱动模块的输出控制模块，其根据所述驱动信号输出对应的FG信号，其中，当所述驱动信号为低电平时，输出的FG信号为低电平，当所述驱动信号为高电平时，输出的FG信号为高电平。
2.根据权利要求1所述的控制直流马达输出稳定FG信号的电路，其特征在于，所述驱动模块包括：
一第一延时器，其接收所述换相信号，并自接收到所述换相信号后开始计时，当计时达到所述预定延时时间后输出一时钟信号；以及
一第一触发器，其时钟输入端接所述第一延时器的输出端，置位端接VDD电源,复位端接收所述换相信号，反相输出端输出所述驱动信号。
3.根据权利要求1所述的控制直流马达输出稳定FG信号的电路，其特征在于，所述驱动模块包括：
一第二延时器，其接收所述换相信号，并自接收到所述换相信号后开始计时，当计时达到所述预定延时时间后输出一时钟信号；
一第二触发器，其时钟输入端接所述第二延时器的输出端，置位端接收所述换相信号；
一反相器，其输入端接收所述换相信号；以及
一或门，其第一输入端接所述反相器的输出端，第二输入端接所述第二触发器的反相输出端，输出端输出所述驱动信号。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制直流马达输出稳定FG信号的电路，其特征在于，所述输出控制模块包括：
一第一NMOS管，其漏极输出所述FG信号，源极接地；
一上拉电阻，其一端接VCC电源，另一端接所述第一NMOS管的漏极；
一电流源，其输入端接VDD电源；
一第二NMOS管，其漏极和栅极接所述电流源的输出端，源极接地；以及
一第三NMOS管，其栅极接所述驱动模块的输出端，源极接地，漏极接所述第一NMOS管和第二NMOS管的栅极。
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Cited By (1)
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2018
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