CN211579896U - 一种可防反峰电压的直流电机驱动h桥电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路，电机M的A端口分别与P型场效应管Q1的漏极、N型场效应管Q5的漏极电连接，电机M的B端口分别与P型场效应管Q2的漏极和N型场效应管Q6的漏极电连接，P型场效应管Q1的源极、P型场效应管Q2的源极分别与电源正极连接，N型场效应管Q5的源极、N型场效应管Q6的源极分别与电源负极连接。本实用新型采用两个P型场效应管和两个N型场效应管实现H桥驱动，降低了H桥驱动电路的导通电阻，提高了驱动性能及可靠性；同时在H桥内侧增加了四个快速恢复二极管，用以吸收直流电机启停瞬间反峰电压，保护电机及电子元器件免遭损坏，提高了电路的可靠性、灵敏性和使用寿命。

Description

一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路

技术领域

本实用新型涉及电机驱动技术领域，尤其涉及一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路。

背景技术

现有的直流电机通常采用H桥电路驱动，即采用四个MOS管或者功率三极管与直流电机组成H桥式的电路结构，以实现驱动直流电机进行正反转运动。由于直流电机是感性负载，在电机通断瞬间(即电机启动和停止瞬间)，尤其是在电机断开瞬间会产生很大的反峰电压，通常高出正常电压数倍，对直流电机、电路、设备均会形成较大的冲击，轻则降低电路中电子元器件的使用寿命，重则可能击穿MOS管或功率三极管，容易造成电路损坏。H桥驱动电路是给与直流电机正反转信号，反峰电压会导致电机正反转切换过程的可靠性降低，也会影响电机的稳定可靠工作。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路，在电源正极与电机之间设有两个P型场效应管，在电源负极与电机之间设有两个N型场效应管，通过四个场效应管组成直流电机的H桥电路，可降低H桥电路的导通电阻，提高整个H桥驱动电路的驱动性能，在H桥电路中增加四个续流二极管，该二极管分别与四个场效应管漏级和源级并联，用以吸收反峰电压，保护场效应管，提高H桥的可靠性。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路，包括电机M、电源正极、电源负极、P型场效应管Q1、N型场效应管Q5、P型场效应管Q2和N型场效应管Q6，所述电机M具有A端口和B端口，电机M的A端口分别与P型场效应管Q1的漏极、N型场效应管Q5的漏极电连接，电机M的B端口分别与P型场效应管Q2的漏极和N型场效应管Q6的漏极电连接，P型场效应管Q1的源极、P型场效应管Q2的源极分别与电源正极连接，N型场效应管Q5的源极、N型场效应管Q6的源极分别与电源负极连接；所述P型场效应管Q1的漏极与源极之间并联有二极管D3，P型场效应管Q2的漏极与源极之间并联有二极管D4，N型场效应管Q5的漏极与源极之间并联有二极管D6，N型场效应管Q6的漏极与源极之间并联有二极管D7；所述电源正极与P型场效应管Q1的栅极之间设有电阻R1和稳压二极管D1，电源负极与N型场效应管Q6的栅极之间设有电阻R13和稳压二极管D5；所述P型场效应管Q1的栅极与N型场效应管Q6的栅极之间设有电阻R5、光电耦合器P1、电阻R7，光电耦合器P1与电源正极之间设有电阻R3，光电耦合器P1与电源负极之间设有三极管Q3；所述电源正极与P型场效应管Q2的栅极之间设有电阻R2和稳压二极管D2，电源负极与N型场效应管Q5的栅极之间设有电阻R14和稳压二极管D8；所述P型场效应管Q2的栅极与N型场效应管Q5的栅极之间设有电阻R6、光电耦合器P2和电阻R8，光电耦合器P2与电源正极之间设有电阻R4，光电耦合器P2与电源负极之间设有三极管Q4。

为了更好地实现本实用新型，所述三极管Q3的基极还连接有电阻R9，所述三极管Q4的基极还连接有电阻R10。

作为优选，所述电阻R1与稳压二极管D1相互并联，所述电阻R13与稳压二极管D5相互并联，所述电阻R2与稳压二极管D2相互并联，所述电阻R14与稳压二极管D8相互并联。

作为优选，所述P型场效应管Q1与P型场效应管Q2均为IXTR170P10P型号的P沟道场效应管，所述N型场效应管Q5与N型场效应管Q6均为FDI045N10A型号的N沟道场效应管。

作为优选，所述三极管Q3与三极管Q4均为FMMT493型号的NPN型三极管，所述二极管D3、二极管D4、二极管D6、二极管D7均为DPG60I300HA型号的二极管。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型在电源正极与电机之间设有两个P型场效应管，在电源负极与电机之间设有两个N型场效应管，通过四个场效应管组成直流电机的H桥电路，可以有效降低H桥驱动电路的导通电阻，提高了整个H桥驱动电路的驱动性能。

(2)本实用新型在电机M的两个接线端与电源正极之间设有二极管D3、二极管D4，在电机M的两个接线端与电源负极之间设有二极管D6、二极管D7，四个二极管分别在电源正负极与电机之间用以吸收直流电机启停瞬间的反峰电压，可以保护电机以及防止电路中的其他电子元器件免遭冲击损坏，提高了电路的可靠性、灵敏性和使用寿命。

(3)本实用新型的电源正极与P型场效应管Q1的栅极之间设有电阻R1和稳压二极管D1，电源负极与N型场效应管Q6的栅极之间设有电阻R13和稳压二极管D5，P型场效应管Q1的栅极和N型场效应管Q6的栅极之间设有电阻R5、R7和光电耦合器P1；当正转指令有效，反转指令无效时，光电耦合器P1导通，通过电阻R1、R5、R7和R13的分压，P型场效应管Q1和N型场效应管Q6都处于饱和导通状态，此时P型场效应管Q1和N型场效应管Q6具有较小的通态电阻，提高了整个H桥电路的驱动性能。稳压二极管D1和稳压二极管D5分别对P型场效应管Q1和N型场效应管Q6起到保护作用，光电耦合器P1除了用作开关外，还起到电气隔离作用，防止外部干扰影响电机的正常运行，提高了电路的稳定性。

(4)本实用新型的电源正极与P型场效应管Q2的栅极之间设有电阻R2和稳压二极管D2，电源负极与N型场效应管Q5的栅极之间设有电阻R14和稳压二极管D8，P型场效应管Q2的栅极和N型场效应管Q5的栅极之间设有电阻R6、R8和光电耦合器P2；当反转指令有效，正转指令无效时，光电耦合器P2导通，通过电阻R2、R6、R8和R14的分压，P型场效应管Q2和N型场效应管Q5都处于饱和导通状态，此时P型场效应管Q2和N型场效应管Q5具有较小的通态电阻，提高了整个H桥电路的驱动性能。稳压二极管D2和稳压二极管D8分别对P型场效应管Q2和N型场效应管Q5起到保护作用，光电耦合器P2除了用作开关外，还起到电气隔离作用，防止外部干扰影响电机的正常运行，提高了电路的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例

如图1所示，一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路，包括电机M、电源正极、电源负极、P型场效应管Q1、N型场效应管Q5、P型场效应管Q2和N型场效应管Q6，电机M具有A端口(如图1所示，A端口为电机M的一个接线位置端)和B端口(如图1所示，B端口为电机M的另一个接线位置端)，本实用新型的A端口可以等效为正极或负极(当A端口等效为正极时，B端口即等效为负极；当A端口等效为负极时，B端口即等效为正极)，电机M的A端口分别与P型场效应管Q1的漏极、N型场效应管Q5的漏极电连接，电机M的B端口分别与P型场效应管Q2的漏极和N型场效应管Q6的漏极电连接，P型场效应管Q1的源极、P型场效应管Q2的源极分别与电源正极连接，N型场效应管Q5的源极、N型场效应管Q6的源极分别与电源负极连接。P型场效应管Q1的漏极与源极之间并联有二极管D3，P型场效应管Q2的漏极与源极之间并联有二极管D4，N型场效应管Q5的漏极与源极之间并联有二极管D6，N型场效应管Q6的漏极与源极之间并联有二极管D7。电源正极与P型场效应管Q1的栅极之间设有电阻R1和稳压二极管D1，稳压二极管D1可以起到P型场效应管Q1稳压作用，电阻R1起到对P型场效应管Q1、稳压二极管D1的保护作用。如图1所示，当正转指令有效，反转指令无效时，光电耦合器P1导通，通过电阻R1、R5、R7和R13的分压，P型场效应管Q1和N型场效应管Q6都处于饱和导通状态，此时P型场效应管Q1和N型场效应管Q6具有较小的通态电阻，提高了整个H桥电路的驱动性能。电源负极与N型场效应管Q6的栅极之间设有电阻R13和稳压二极管D5，稳压二极管D5可以起到N型场效应管Q6稳压作用，电阻R13起到对N型场效应管Q6、稳压二极管D5的保护作用。

如图1所示，P型场效应管Q1的栅极与N型场效应管Q6的栅极之间设有电阻R5、光电耦合器P1、电阻R7，光电耦合器P1与电源正极之间设有电阻R3，光电耦合器P1以光为媒介传输电信号,提高了信号传输的高效、快捷、准确,光电耦合器P1与电源负极之间设有三极管Q3，三极管Q3的基极还连接有电阻R9，三极管Q3的发射极与电源负极连接，三极管Q3的集电极与光电耦合器P1连接。电源正极与P型场效应管Q2的栅极之间设有电阻R2和稳压二极管D2，稳压二极管D2可以起到P型场效应管Q2稳压作用，电阻R2起到对P型场效应管Q2、稳压二极管D2的保护作用。如图1所示，当反转指令有效，正转指令无效时，光电耦合器P2导通，通过电阻R2、R6、R8和R14的分压，P型场效应管Q2和N型场效应管Q5都处于饱和导通状态，此时P型场效应管Q2和N型场效应管Q5具有较小的通态电阻，提高了整个H桥电路的驱动性能。电源负极与N型场效应管Q5的栅极之间设有电阻R14和稳压二极管D8，稳压二极管D8可以起到N型场效应管Q5稳压作用，电阻R14起到对N型场效应管Q5、稳压二极管D8的保护作用。P型场效应管Q2的栅极与N型场效应管Q5的栅极之间设有电阻R6、光电耦合器P2和电阻R8，光电耦合器P2以光为媒介传输电信号,提高了信号传输的高效、快捷、准确,光电耦合器P2与电源正极之间设有电阻R4，光电耦合器P2与电源负极之间设有三极管Q4，三极管Q4的基极还连接有电阻R10，三极管Q4的发射极与电源负极连接，三极管Q4的集电极与光电耦合器P2连接。直流电机正反转驱动时，通过电阻R9给与电压信号，此时电机M接收信号并正转(或反转)，通过电阻R10给与电压信号，此时电机M接收信号并反转(或正转)。

本实用新型优选的三极管Q3与三极管Q4均为FMMT493型号的NPN型三极管。本实用新型优选的二极管D3、二极管D4、二极管D6、二极管D7均为DPG60I300HA型号的快速恢复二极管，如图1所示，二极管D3、二极管D4分别电连接于电机M的两个接线端与电源正极之间，二极管D6、二极管D7分别电连接于电机M的两个接线端与电源负极之间，上述四个二极管分别在电源正负极与电机之间用以吸收电机的反峰电压，可以保护电机以及防止电路中的其他电子元器件免遭冲击损坏。传统的H桥驱动电路也存在二极管，但是传统电路的二极管与电容组合，其目的在于滤波。

本实用新型的电阻R1与稳压二极管D1相互并联，电阻R13与稳压二极管D5相互并联，电阻R2与稳压二极管D2相互并联，电阻R14与稳压二极管D8相互并联。

本实用新型的P型场效应管Q1与P型场效应管Q2的型号均优选选用IXTR170P10P。本实用新型N型场效应管Q5与N型场效应管Q6的型号均优选选用FDI045N10A型号。

本实用新型在电源正极与电机M之间设有两个P型场效应管Q1、Q2，在电源负极与电机M之间设有两个N型场效应管Q5、Q6，通过四个场效应管组成直流电机的H桥驱动电路，实现了直流电机的H桥驱动，通过光电耦合器光媒介传输驱动信号，可以有效降低H桥驱动电路的导通电阻，提高了整个H桥驱动电路的驱动性能。本实用新型在电机M的两个接线端与电源正极之间设有二极管D3、二极管D4，在电机M的两个接线端与电源负极之间设有二极管D6、二极管D7，四个二极管分别在电源正负极与电机M之间用以吸收直流电机启停瞬间的反峰电压，可以保护电机M以及防止电路中的其他电子元器件免遭冲击损坏，提高了电路的可靠性、灵敏性和使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路，包括电机(M)、电源正极和电源负极，所述电机(M)具有A端口和B端口，其特征在于：还包括P型场效应管(Q1)、N型场效应管(Q5)、P型场效应管(Q2)和N型场效应管(Q6)，电机(M)的A端口分别与P型场效应管(Q1)的漏极、N型场效应管(Q5)的漏极电连接，电机(M)的B端口分别与P型场效应管(Q2)的漏极和N型场效应管(Q6)的漏极电连接，P型场效应管(Q1)的源极、P型场效应管(Q2)的源极分别与电源正极连接，N型场效应管(Q5)的源极、N型场效应管(Q6)的源极分别与电源负极连接；所述P型场效应管(Q1)的漏极与源极之间并联有二极管(D3)，P型场效应管(Q2)的漏极与源极之间并联有二极管(D4)，N型场效应管(Q5)的漏极与源极之间并联有二极管(D6)，N型场效应管(Q6)的漏极与源极之间并联有二极管(D7)；所述电源正极与P型场效应管(Q1)的栅极之间设有电阻(R1)和稳压二极管(D1)，电源负极与N型场效应管(Q6)的栅极之间设有电阻(R13)和稳压二极管(D5)；所述P型场效应管(Q1)的栅极与N型场效应管(Q6)的栅极之间设有电阻(R5)、光电耦合器(P1)、电阻(R7)，光电耦合器(P1)与电源正极之间设有电阻(R3)，光电耦合器(P1)与电源负极之间设有三极管(Q3)；所述电源正极与P型场效应管(Q2)的栅极之间设有电阻(R2)和稳压二极管(D2)，电源负极与N型场效应管(Q5)的栅极之间设有电阻(R14)和稳压二极管(D8)；所述P型场效应管(Q2)的栅极与N型场效应管(Q5)的栅极之间设有电阻(R6)、光电耦合器(P2)和电阻(R8)，光电耦合器(P2)与电源正极之间设有电阻(R4)，光电耦合器(P2)与电源负极之间设有三极管(Q4)。

2.按照权利要求1所述的一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路，其特征在于：所述三极管(Q3)的基极还连接有电阻(R9)，所述三极管(Q4)的基极还连接有电阻(R10)。

3.按照权利要求1或2所述的一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路，其特征在于：所述电阻(R1)与稳压二极管(D1)相互并联，所述电阻(R13)与稳压二极管(D5)相互并联，所述电阻(R2)与稳压二极管(D2)相互并联，所述电阻(R14)与稳压二极管(D8)相互并联。

4.按照权利要求1所述的一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路，其特征在于：所述P型场效应管(Q1)与P型场效应管(Q2)均为P沟道场效应管，所述N型场效应管(Q5)与N型场效应管(Q6)均为N沟道场效应管。

5.按照权利要求1所述的一种可防反峰电压的直流电机驱动H桥电路，其特征在于：所述三极管(Q3)与三极管(Q4)均为FMMT493型号的NPN型三极管，所述二极管(D3)、二极管(D4)、二极管(D6)、二极管(D7)均为DPG60I300HA型号的二极管。

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