CN209881396U - 一种电机驱动芯片的防过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机驱动技术领域，具体公开了一种电机驱动芯片的防过流保护电路，连接在所述电机驱动芯片的供电引脚与电机MCU之间，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、P‑MOS管、NPN型三极管；所述第一电阻、第二电阻分别并联在所述P‑MOS管的漏极与源极、源极与栅极之间，所述第三电阻串联在所述P‑MOS管的栅极与所述NPN型三极管的集电极之间；所述P‑MOS管的漏极连接所述电机驱动芯片的供电引脚，源极接入电源；所述NPN型三极管的基极连接所述电机MCU的第一控制输出引脚，发射极接地。本实用新型采用电阻分压限流方式，把电机启动电流限制在一定范围内，从而解决启动电流使驱动芯片过流保护的问题，无需采用输出电流较大的电机驱动芯片，节约成本。

Description

一种电机驱动芯片的防过流保护电路

技术领域

本实用新型涉及电机驱动技术领域，尤其涉及一种电机驱动芯片的防过流保护电路。

背景技术

目前，很多电机应用电路都是直接用电机驱动芯片，此类电机驱动芯片如：A4950、DRV8870、DRV8872、AT8870等，直接使用电机驱动芯片的好处在于去除开发电机驱动电路的麻烦，如过流保护、欠压保护、短路保护、设置限流等。但是在应用这些电机驱动芯片时，通常是如图1所示将电机与电机驱动芯片直连，电机MCU直接控制提供控制信号控制电机工作，但这种电路存在一个弊端，就是电机的启动电流往往大于驱动芯片的最大输出电流，导致电机驱动芯片不停进入过流保护状态，无法使电机正常工作；而启动后电机工作电流都会比驱动芯片最大输出电流小得多。现有做法通常是直接选用更大输出电流的电机驱动芯片来解决电机的启动大电流问题，最终造成电机驱动芯片性能浪费，生产成本增加。

实用新型内容

本实用新型提供一种电机驱动芯片的防过流保护电路，解决的技术问题是，传统做法直接选用更大输出电流的电机驱动芯片来解决电机的启动大电流问题，造成电机驱动芯片性能浪费，生产成本增加。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种电机驱动芯片的防过流保护电路，连接在所述电机驱动芯片的供电引脚与电机MCU之间，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、P-MOS管、NPN型三极管；

所述第一电阻、第二电阻分别并联在所述P-MOS管的漏极与源极、源极与栅极之间，所述第三电阻串联在所述P-MOS管的栅极与所述NPN型三极管的集电极之间；所述P-MOS管的漏极连接所述电机驱动芯片的供电引脚，源极接入电源电压；所述NPN型三极管的基极连接所述电机MCU的第一控制输出引脚，发射极接地。

具体地，所述电机驱动芯片还具有第一驱动输出引脚、第二驱动输出引脚，分别连接电机的两端。

具体地，所述电机驱动芯片还具有第一控制输入引脚、第二控制输入引脚，分别连接所述电机MCU的第二控制输出引脚、第三控制输出引脚。

具体地，所述电机驱动芯片还具有接地引脚，接地。

具体地，所述电机驱动芯片采用刷式直流电机驱动芯片。

优选地，所述刷式直流电机驱动芯片为A4950或DRV8870。

优选地，所述刷式直流电机驱动芯片为AT8870或AT8872。

本实用新型提供的一种电机驱动芯片的防过流保护电路，第二控制输出引脚、第三控制输出引脚输出控制信号，此时电流流经第一电阻和电机，由于电阻串联是限流分压原理，第一电阻选用适当电阻即可使电机启动电流被限制在电机驱动芯片的最大输出电流内，同时电机启动动力也得到保证。随后第一控制输出引脚输出高电平让P-MOS管和NPN型三极管导通，此时第一电阻相当于被短路，电源直接连通电机驱动芯片的供电引脚，电机进入正常的额定状态。本实用新型采用电阻分压限流方式，把电机启动电流限制在一定范围内，从而解决启动电流使驱动芯片过流保护的问题，无需采用输出电流较大的电机驱动芯片，节约成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的现有电机驱动芯片的典型应用电路图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电机驱动芯片的防过流保护电路中所用电机驱动芯片的管脚定义图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电机驱动芯片的防过流保护电路的电气连接图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括元器件的选型和取值大小及附图仅为较佳实施例，仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。

如图1所示，传统做法因为采用驱动芯片直接驱动电机，供电电源无采取任何控制电路，只要提供控制信号(图2中，MCU-M1、MCU-M2输入到电机驱动芯片的“电机控制1”、“电机控制2”端的信号)，电机就可以正反转或停止。但应用这种电路，电机的启动电流往往大于驱动芯片的最大输出电流，导致电机驱动芯片不停进入过流保护状态，无法使电机正常工作，除非使用输出电流更大的驱动芯片，但是电机驱动芯片性能则有所浪费，且这种芯片造价更高。

为了节约成本，本申请仍采用A4950、DRV8870、DRV8872、AT8870这一类驱动芯片，它们的引脚定义则如图2所示，可简单介绍如下表：

A4950是一款刷式直流电机驱动器。两个逻辑输入控制H桥驱动器，该驱动器由四个N-MOS组成，能够以高达3.6A的峰值电流双向控制电机。利用电流衰减模式，可通过对输入进行脉宽调制(PWM)来控制电机转速。如果将两个输入均置为低电平，则电机驱动器将进入低功耗休眠模式。A4950集成电流限制功能，该功能基于模拟输入VREF以及ISEN引脚的电压。该器件能够将电流限制在某一已知水平，这可显著降低系统功耗要求，并且无需大容量电容来维持稳定电压，尤其是在电机启动和停转时。其内部关断功能包含过流保护，短路保护，欠压锁定和过温保护。

A4950提供一种带有裸露焊盘的SOP-8封装，能有效改善散热性能，管脚功能完全兼容DRV8870/AT8870。

A4950的特点可总结如下：

单通道H桥电流控制电机驱动器；

宽电压供电，6.5V-38V；

低RDS(ON)电阻；3.6A峰值驱动输出，2A持续输出能力；

PWM电流整流/限流；

支持低功耗休眠模式；

过温关断电路；

短路保护；

欠压锁定保护；

自动故障。

为了将电机启动电流限制在电机驱动芯片的最大输出电流(3.6A)内，如图3所示，本实用新型实施例提供一种电机驱动芯片的防过流保护电路，连接在所述电机驱动芯片C1的供电引脚(PIN5，图3中所示的“电源”端)与电机MCU之间，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、P-MOS管Q1、NPN型三极管Q2；

所述第一电阻R1、第二电阻R2分别并联在所述P-MOS管Q1的漏极D与源极S、源极S与栅极G之间，所述第三电阻R3串联在所述P-MOS管Q1的栅极G与所述NPN型三极管Q2的集电极C之间；所述P-MOS管Q1的漏极D连接所述电机驱动芯片C1的供电引脚(PIN5，图3中所示的“电源”端)，源极S接入电源电压VCC；所述NPN型三极管Q2的基极B连接所述电机MCU的第一控制输出引脚MCU-ON，发射极E接地GND。

在本实施例中，所述电机驱动芯片C1所用到的引脚包括第一驱动输出引脚(PIN3，图3中所示的“输出1”端)、第二驱动输出引脚(PIN4，图3中所示的“输出2”端)，分别连接电机M的两端；以及第一控制输入引脚(PIN1，图3中所示的“电机控制1”端)、第二控制输入引脚(PIN2，图3中所示的“电机控制2”端)，分别连接所述电机MCU的第二控制输出引脚MCU-M1、第三控制输出引脚MCU-M1；还具有接地GND引脚(PIN6，图3中所示的“地”端)，接地GND。

作为一优选实施例，所述电机M驱动芯片C1采用刷式直流电机驱动芯片C1A4950、DRV8870、AT8870或AT8872等常用芯片，但不仅限于此。

当MCU-ON、MCU-M1和MCU-M2无控制信号，电机M处于待机状态。此时给电机驱动芯片C1提供控制信号，电机M启动，由于Q1还处于截止状态，所以电机驱动芯片C1供电引脚(PIN5，图3中所示的“电源”端)串上第一电阻R1再连接到电源VCC，电机M启动时电流流经第一电阻R1和电机M，由于电阻串联是限流分压原理，选用适当电阻值即可使电机M启动电流被限制在电机驱动芯片C1的最大输出电流内，同时电机M启动动力也得到保证。随后MUC_ON输出高电平让Q1和Q2导通，此时R1相当于被短路，电源VCC直接连通电机驱动芯片C1供电引脚(PIN5，图3中所示的“电源”端)，电机M进入正常的额定状态。

和传统做法对比，本实施例不需要选用更大的输出电流的电机驱动芯片也解决电机启动电流大而导致电机驱动芯片过流保护的问题例如DRV8870最大输出电流是3.6A，用传统做法在30V工作电压下电机启动电流是4A，额定工作电流是500mA，解决方法只能选用更大输出电流的电机驱动芯片，而采用本方案只要在电路中匹配好R1和Q1的参数和型号，即可把电机M的启动电流限制在3.6A以下，电机驱动芯片C1也不会因电流过大一直处于过流保护状态，导致电机M不能正常工作。且本申请在图1的基础上增设电阻、MOS管、三极管等常规元器件，造价较低，相比采用输出电流更大的驱动芯片，成本也更低。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电机驱动芯片的防过流保护电路，其特征在于：连接在所述电机驱动芯片的供电引脚与电机MCU之间，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、P-MOS管、NPN型三极管；

所述第一电阻、第二电阻分别并联在所述P-MOS管的漏极与源极、源极与栅极之间，所述第三电阻串联在所述P-MOS管的栅极与所述NPN型三极管的集电极之间；所述P-MOS管的漏极连接所述电机驱动芯片的供电引脚，源极接入电源；所述NPN型三极管的基极连接所述电机MCU的第一控制输出引脚，发射极接地。

2.如权利要求1所述的一种电机驱动芯片的防过流保护电路，其特征在于：所述电机驱动芯片还具有第一驱动输出引脚、第二驱动输出引脚，分别连接电机的两端。

3.如权利要求2所述的一种电机驱动芯片的防过流保护电路，其特征在于：所述电机驱动芯片还具有第一控制输入引脚、第二控制输入引脚，分别连接所述电机MCU的第二控制输出引脚、第三控制输出引脚。

4.如权利要求3所述的一种电机驱动芯片的防过流保护电路，其特征在于：所述电机驱动芯片还具有接地引脚，接地。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种电机驱动芯片的防过流保护电路，其特征在于：所述电机驱动芯片采用刷式直流电机驱动芯片。

6.如权利要求5所述的一种电机驱动芯片的防过流保护电路，其特征在于：所述刷式直流电机驱动芯片为A4950或DRV8870。

7.如权利要求5所述的一种电机驱动芯片的防过流保护电路，其特征在于：所述刷式直流电机驱动芯片为AT8870或AT8872。