CN210578327U - 一种电动升降桌的电机驱动与检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动升降桌的电机驱动与检测电路，包括电机驱动电路和检测电路，本实用新型电路具有极低的导通电阻，大大减小了电枢回路总电阻。同时可以提高MOSFET的开关速度，使PWM控制方式的调制频率可以得到提高，从而减少电枢电流脉动。并且具有防同臂导通、硬件死区、欠电压保护等功能，可以提高电路工作的可靠性。

Description

一种电动升降桌的电机驱动与检测电路

技术领域

本实用新型涉及一种电动升降桌的电机驱动与检测电路。

背景技术

现代社会的不断发展，人们对自动化控制的要求不断提高，而电机在工业生产，智能机器人应用等方面发挥着至关重要的作用，因此设计出具有高性能的电机驱动与检测电路，有助于充分发挥电机的性能。

目前常用的电机驱动有两种方式：一、采用集成电机驱动芯片；二、采用N沟道MOSFET和专用栅极驱动芯片设计。市面上常见的集成H桥式电机驱动芯片中，有些芯片性能虽较为出色，具有完善的过流、欠压、过温保护等功能，内部MOSFET导通电阻约为120毫欧，具有最大5A的连续工作电流。但是性能受限，由于部分电机内阻仅为几毫欧，而集成芯片内部的每个MOSFET导通电阻在120毫欧以上，大大增加了电枢回路总电阻，使得直流电动机机械特性较差，转速降落较大，驱动电路效率较低，电机性能不足以充分发挥。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种专门为设计电动升降桌的电机驱动与检测电路，具有极低的导通电阻，大大减小了电枢回路总电阻。

本实用新型提供的技术方案是：

一种电动升降桌的电机驱动与检测电路，包括电机驱动电路和检测电路，所述的电机驱动电路包含半桥式驱动器IR2104芯片U1，电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电阻R10，电容C1、电容C4，二极管D1、二极管D3、二极管D5，N沟道MOSFET IRF3205以及直流电压12V，所述的半桥式驱动器IR2104芯片U1的输入端IN接收PWM1信号，

端接收一个SD使能信号，当接到高电平，该电路工作，VCC端接电压12V，并通过二极管D1和电阻R1同芯片U1的VB端相连，所述的半桥式驱动器IR2104芯片U1的HO端通过电阻R5与电阻R3、二极管D3并联和N沟道MOSFET IRF3205 Q2相连，LO端通过电阻R7与电阻R9、二极管D5并联和N沟道MOSFET IRF3205 Q4相连，所述的半桥式驱动器IR2104芯片U1的VCC端同GND之间还有电容C1相连。VB端与VS端之间接了电容C4，COM端为低压端驱动供电，在本电路中接地；

所述检测电路包含运放LM358芯片U3A，电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R19、电阻R0、电阻Rx1，电容C6、电容C8，二极管D9，所述的运放LM358输入电源电压5V，电源地接模拟地，输入信号通过电阻Rx1接入同相输入端，同时经过电阻R19、二极管D9接地，同相输入端经过电容C8、电阻R0与地相连，反向输入端通过电阻R14与模拟地相连，输出端经过电阻R13与反向输入端相连，同时经过电阻R15、电容C6滤波后输出电流信号。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1.驱动电路具有极低的导通电阻，电枢回路总电阻小，MOSFET的开关速度快，PWM控制方式的调制频率能够得到提高，可以减少电枢电流脉动。

2.具有防同臂导通、硬件死区、欠电压保护等功能，电路工作的可靠性高。

3.所采用的芯片功能完善，价格低廉且容易采购，整个电机驱动及检测电路所需成本低。

附图说明

图1是本实用新型的电机驱动电路。

图2是本实用新型的检测电路。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本实用新型包括电机驱动电路和检测(采样滤波)电路，如图1，所述的电机驱动电路包含半桥式驱动器IR2104芯片U1，电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电阻R10，电容C1、电容C4，二极管D1、二极管D3、二极管D5，N沟道MOSFET IRF3205 Q2、N沟道MOSFETIRF3205 Q4以及直流电压12V。

IR2104芯片U1的输入端IN接收PWM1信号，

端接收一个SD(使能)信号，当接到高电平，该电路工作，VCC端接电压12V，并通过二极管D1和电阻R1同芯片U1的VB端相连，所述的IR2104芯片U1的HO端(高压端驱动输出)通过电阻R5与电阻R3、二极管D3并联和N沟道MOSFET IRF3205 Q2相连，LO端(低压端驱动输出)通过电阻R7与电阻R9、二极管D5并联和N沟道MOSFET IRF3205 Q4相连，所述的IR2104芯片U1的VCC端同GND之间还有电容C1相连。VB端与VS端(高压端供电)之间接了电容C4，COM端为低压端驱动供电，在本电路中接地。

对于IR2104芯片，当SD＝1时，即接收到使能信号时，其输出端信号HO＝IN，LO＝IN'；即HO的波形与IN波形相同，LO波形与IN波形则是反相的关系。所以当IN为高电平时，HO端输出高电平，LO端输出低电平，此时N沟道MOSFET IRF3205 Q2导通，N沟道MOSFETIRF3205 Q4关断；当IN为低电平时，HO端输出低电平，LO端输出高电平，此时N沟道MOSFETIRF3205 Q2关断，N沟道MOSFET IRF3205 Q4导通。

如图1所示，此驱动电路的上下桥臂是交替导通的,每当下桥臂开通,上桥臂关断时Vs脚的电位为下桥臂功率管Q4的饱和导通压降,基本上接近地电位,此时直流电源12V通过自举二极管D1对自举电容C4充电使其接近12V电压。

当Q4关断时VS端的电压就会升高,由于电容两端的电压不能突变,因此VB端的电平接近于VS和VCC端电压之和,而VB和VS之间的电压还是接近VCC电压。

当Q4导通时,电容C4作为一个浮动的电压源驱动Q4，而电容C4在Q4开通期间损失的电荷在下一个周期又会得到补充,这种自举供电方式就是利用VS端的电平在高低电平之间不停地摆动来实现的。由于自举电路无需浮动电源,因此价格低廉。

图中的二极管D1和电容C4是IR2104在脉宽调制(PWM)应用时应严格挑选和设计的元器件,根据一定的规则进行计算分析；并在电路实验时进行调整,使电路工作处于最佳状态，其中二极管D1是一个重要的自举器件,应能阻断直流干线上的高压,为了减少电荷损失,应选择反向漏电流小的快恢复二极管，芯片内高压部分的供电都来自图中自举电容C4上的电荷；为保证高压部分电路有足够的能量供给，适当选取电容C4的大小。

如图2所示，所述的检测(采样滤波)电路包含通用运放LM358芯片U3A，电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R19、电阻R0、电阻Rx1，电容C6、电容C8，二极管D9。LM358芯片U3A输入电源电压5V，电源地接模拟地。输入信号通过电阻Rx1接入同相输入端，同时经过电阻R19、二极管D9接地，同相输入端经过电容C8、电阻R0与地相连，反向输入端通过电阻R14与模拟地相连，输出端经过电阻R13与反向输入端相连，同时经过电阻R15、电容C6滤波后输出电流信号。

LM358芯片U3A内部包括有两个独立、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，是一个低功耗、宽供电范围的性能运算放大器。如图输入信号经过采样电阻，被转换为微小电流信号，经过差分运放放大(放大倍数约为10倍)，然后通过电阻R15和电容C6低通滤波后，输入至ADC采样接口。

Claims (1)

1.一种电动升降桌的电机驱动与检测电路，其特征在于，包括电机驱动电路和检测电路，所述的电机驱动电路包含半桥式驱动器IR2104芯片U1，电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电阻R10，电容C1、电容C4，二极管D1、二极管D3、二极管D5，N沟道MOSFETIRF3205以及直流电压12V，所述的半桥式驱动器IR2104芯片U1的输入端IN接收PWM1信号，

端接收一个SD使能信号，当接到高电平，该电路工作，VCC端接电压12V，并通过二极管D1和电阻R1同芯片U1的VB端相连，所述的半桥式驱动器IR2104芯片U1的HO端通过电阻R5与电阻R3、二极管D3并联和N沟道MOSFET IRF3205Q2相连，LO端通过电阻R7与电阻R9、二极管D5并联和N沟道MOSFET IRF3205 Q4相连，所述的半桥式驱动器IR2104芯片U1的VCC端同GND之间还有电容C1相连，VB端与VS端之间接了电容C4，COM端为低压端驱动供电，在本电路中接地；

所述检测电路包含运放LM358芯片U3A，电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R19、电阻R0、电阻Rx1，电容C6、电容C8，二极管D9，所述的运放LM358输入电源电压5V，电源地接模拟地，输入信号通过电阻Rx1接入同相输入端，同时经过电阻R19、二极管D9接地，同相输入端经过电容C8、电阻R0与地相连，反向输入端通过电阻R14与模拟地相连，输出端经过电阻R13与反向输入端相连，同时经过电阻R15、电容C6滤波后输出电流信号。

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