CN220067254U - 一种电机控制电路及电机唤醒电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电机控制电路及电机唤醒电路。所述电机控制电路包括：供电电源，其用于输出供电电压VBAT；电机驱动电路，其电源端与所述供电电源输出的供电电压VBAT相连，其输出端与电机相连；电机唤醒电路，其电源端与所述供电电源输出的供电电压VBAT相连，其检测端与所述电机的线圈端相连，其输出端与所述电机驱动电路的唤醒端相连。与现有技术相比，本实用新型增设有电机唤醒电路，该电机唤醒电路可以在单片机驱动处于休眠状态对电机产生的反电动势信号进行检测，从而可以在低功耗的休眠状态实现电机唤醒功能，进而实现更低的功耗。

Description

一种电机控制电路及电机唤醒电路

【技术领域】

本实用新型涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机控制电路及电机唤醒电路。

【背景技术】

如今汽车电机遍布在汽车各个位置，用来驱动车窗、雨刮、后门、后视镜、充电盖等等。而随着新能源汽车的不断普及，对这些驱动电机的功耗也提出了更低的要求，以满足更长的续航里程。

比如充电盖的自动闭合控制系统中，一般是将系统处于停机状态，当检测到外力作用于充电盖产生的反电动势后再启动电机进行运转，从而自动关闭充电盖。以上控制系统虽然处于停机状态，但是控制检测的单片机内核还是需要一直供电运行来不断采集检测信号进行判断，无法在更低功耗的休眠状态实现上述功能。

因此，有必要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的之一在于提供一种电机控制电路及电机唤醒电路，其可以在低功耗的休眠状态实现电机唤醒功能，从而可以实现更低的功耗。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种电机控制电路，其包括：供电电源，其用于输出供电电压VBAT；电机驱动电路，其电源端与所述供电电源输出的供电电压VBAT相连，其输出端与电机相连；电机唤醒电路，其电源端与所述供电电源输出的供电电压VBAT相连，其检测端与所述电机的线圈端相连，其输出端与所述电机驱动电路的唤醒端相连。

进一步的，所述电机驱动电路用于驱动所述电机运转；所述电机唤醒电路用于采集所述电机的线圈产生的反向电动势VIN，并基于采集到的所述反向电动势VIN产生唤醒信号WAKE，所述唤醒信号WAKE经所述电机唤醒电路的输出端输出给所述电机驱动电路的唤醒端，所述唤醒信号WAKE用于唤醒处于休眠状态的所述电机驱动电路。

进一步的，当采集到的所述反向电动势VIN小于预定电压阈值时，所述电机驱动电路输出所述唤醒信号WAKE的第一逻辑电平，其不会对所述电机驱动电路的运行产生影响；当采集到的所述反向电动势VIN大于预定电压阈值时，所述电机驱动电路输出所述唤醒信号WAKE的第二逻辑电平，其唤醒处于休眠状态的所述电机驱动电路。

进一步的，所述电机唤醒电路包括电阻R1、电阻R2和比较器COMP，所述电阻R2和电阻R1依次串联于所述供电电压VBAT和接地端之间；所述电阻R2和电阻R1之间的连接节点A的电压为参考电压Vref；所述比较器COMP的电源端与所述供电电压VBAT相连，其接地端接地；所述比较器COMP的第一输入端与所述电阻R2和电阻R1之间的连接节点A相连，其第二输入端与所述电机唤醒电路的检测端VIN相连，其输出端与所述电机唤醒电路的输出端相连；所述比较器COMP用于比较其第二输入端的电压和所述参考电压Vref的大小，并通过其输出端输出比较结果。

进一步的，当所述第二输入端的电压小于所述参考电压Vref时，所述比较器COMP的输出端输出第一比较结果，表示采集到的所述反向电动势VIN小于预定电压阈值，此时所述电机驱动电路120的输出端输出所述唤醒信号WAKE的第一逻辑电平；当所述第二输入端的电压大于参考电压Vref时，所述比较器COMP的输出端输出第二比较结果，表示采集到的所述反向电动势VIN大于预定电压阈值，此时，所述电机驱动电路的输出端输出所述唤醒信号WAKE的第二逻辑电平。

进一步的，所述电机唤醒电路还包括电阻R3、电阻R4和电阻R6，所述电阻R3连接于所述比较器COMP的电源端和输出端之间；所述电阻R4连接于所述比较器COMP的输出端和所述电机唤醒电路的输出端之间；所述电阻R6连接于所述电机唤醒电路的输出端WAKE和接地端之间。

进一步的，所述电机唤醒电路还包括二极管D1、稳压管D2、电阻R5和电阻R7，所述二极管D1的正极与所述电机驱动电路的检测端VIN相连，其负极经电阻R5与所述比较器COMP的第二输入端相连；所述电阻R7的一端与所述二极管D1和所述电阻R5之间的连接节点相连，其另一端接地；所述稳压管D2的正极接地，其负极与所述电阻R5和所述比较器COMP的第二输入端之间的连接节点相连。

进一步的，所述电机唤醒电路还包括电容C1和电容C2，所述电容C1连接于所述比较器COMP的电源端和接地端之间；所述电容C2连接于所述连接节点A和接地端之间。

进一步的，所述电机的线圈端连接任意一相；所述电机唤醒电路的输出端连接到所述电机驱动电路具有唤醒功能的任意引脚。

进一步的，所述比较器COMP的第一输入端和第二输入端分别为其正相输入端和反相输入端；或所述比较器COMP的第一输入端和第二输入端分别为其反相输入端和正相输入端。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提出一种电机唤醒电路，其包括电阻R1、电阻R2和比较器COMP，所述电阻R2和电阻R1依次串联于供电电压VBAT和接地端之间；所述电阻R2和电阻R1之间的连接节点A的电压为参考电压Vref；所述比较器COMP的电源端与所述供电电压VBAT相连，其接地端接地；所述比较器COMP的第一输入端与所述电阻R2和电阻R1之间的连接节点A相连，其第二输入端与所述电机唤醒电路的检测端VIN相连，其输出端与所述电机唤醒电路的输出端相连；所述比较器COMP用于比较其第二输入端的电压和所述参考电压Vref的大小，并通过其输出端输出比较结果。

与现有技术相比，本实用新型增设有电机唤醒电路，该电机唤醒电路可以在单片机驱动(或电机驱动电路)处于休眠状态对电机产生的反电动势信号进行检测，从而可以在低功耗的休眠状态实现电机唤醒功能，进而实现更低的功耗。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型在一个实施例中的电机控制系统的电路示意图。

图2为本实用新型在一个实施例中的电机唤醒电路的电路示意图。

【具体实施方式】

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的耦接、连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接相连，比如A与B相连，既包括A和B直接电性相连，还包括A通过电元器件或电路与B相连。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“正”、“背”、“左”、“右”、“竖直”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参考图1所示，其为本实用新型在一个实施例中的电机控制系统的电路示意图。图1所示的电机控制系统包括电机控制电路100和电机200。

电机控制电路100包括供电电源110、电机驱动电路120和电机唤醒电路130。其中，供电电源110用于输出供电电压VBAT，以为整个电机控制电路100供电。电机驱动电路(例如，单片机驱动)120的电源端与供电电源110输出的供电电压VBAT相连，其输出端与电机200相连。电机唤醒电路130的电源端与供电电源110输出的供电电压VBAT相连，其检测端VIN与电机200的线圈端相连，其输出端与电机驱动电路120的唤醒端WAKE相连。

电机驱动电路120用于驱动电机200运转；电机唤醒电路130用于采集电机200的线圈产生的反向电动势VIN，并基于采集到的反向电动势VIN产生唤醒信号WAKE，唤醒信号WAKE经电机唤醒电路130的输出端输出给电机驱动电路120的唤醒端，该唤醒信号WAKE用于唤醒处于休眠状态的电机驱动电路120。

当电机驱动电路120正常工作时，由供电电源110给电机驱动电路120供电，电机驱动电路120可以通过程序软件驱动电机200进行运转。当电机驱动电路120处于休眠状态时，电机驱动电路120几乎完全关闭，处于极低功耗状态。当外力作用到电机200上，电机200的线圈产生反向电动势VIN，电机唤醒电路130检测到反向电动势VIN会输出唤醒信号WAKE给电机驱动电路120，以唤醒处于休眠状态的电机驱动电路120，从而驱动电机200进行运转。

在一个实施例中，当采集到的反向电动势VIN小于预定电压阈值时，电机驱动电路120输出唤醒信号WAKE的第一逻辑电平，其不会对电机驱动电路120的运行产生影响(或不会唤醒电机驱动电路120)；当采集到的反向电动势VIN大于预定电压阈值时，电机驱动电路120输出唤醒信号WAKE的第二逻辑电平，其唤醒处于休眠状态的电机驱动电路120，从而驱动电机200进行运转。

请参考图2所示，其为本实用新型在一个实施例中的电机唤醒电路的电路示意图。图2所示的电机唤醒电路130包括电阻R1、电阻R2和比较器COMP，其中，电阻R2和电阻R1依次串联于供电电压VBAT和接地端之间，电阻R2和电阻R1之间的连接节点A的电压为参考电压Vref；比较器COMP的第一输入端与电阻R2和电阻R1之间的连接节点A相连，其第二输入端与电机唤醒电路130的检测端(或电机200的线圈端)VIN相连，其输出端与电机唤醒电路130的输出端(或电机驱动电路120的唤醒端WAKE)相连，其电源端与供电电压VBAT相连，其接地端接地。比较器COMP用于比较其第二输入端的电压和参考电压Vref的大小，并通过其输出端输出比较结果。当第二输入端的电压小于参考电压Vref时，比较器COMP的输出端输出第一比较结果，表示采集到的反向电动势VIN小于预定电压阈值，此时电机驱动电路120的输出端输出唤醒信号WAKE的第一逻辑电平；当第二输入端的电压大于参考电压Vref时，比较器COMP的输出端输出第二比较结果，表示采集到的反向电动势VIN大于预定电压阈值，此时，电机驱动电路120的输出端输出唤醒信号WAKE的第二逻辑电平。

在图2所示的具体实施例中，电机唤醒电路130还包括电阻R3、电阻R4和电阻R6，其中，电阻R3连接于比较器COMP的电源端和输出端之间；电阻R4连接于比较器COMP的输出端和电机唤醒电路130的输出端WAKE之间；电阻R6连接于电机唤醒电路130的输出端WAKE和接地端之间。

在图2所示的具体实施例中，电机唤醒电路130还包括二极管D1、稳压管D2、电阻R5和电阻R7，其中，二极管D1的正极与电机驱动电路130的检测端VIN相连，其负极经电阻R5与比较器COMP的第二输入端相连；电阻R7的一端与二极管D1和电阻R5之间的连接节点相连，其另一端接地；稳压管D2的正极接地，其负极与电阻R5和比较器COMP的第二输入端之间的连接节点相连。

在图2所示的具体实施例中，电机唤醒电路130还包括电容C1和电容C2，电容C1连接于比较器COMP的电源端和接地端之间；电容C2连接于所述连接节点A和接地端之间。

在图2所示的具体实施例中，比较器COMP的第一输入端和第二输入端分别为其正相输入端和反相输入端。

以下具体介绍图1所示的电机控制系统和图2所示的电机唤醒电路的工作原理。

当电机驱动电路120正常工作时，由供电电压VBAT给电机驱动电路120供电，电机200正常运转，电机唤醒电路130产生的唤醒信号WAKE不会对电机驱动电路120运行产生影响。

当电机驱动电路120处于休眠状态后，电机唤醒电路130开始运行，供电电压VBAT连接到电阻R1、R2用来产生一个参考电压Vref，电容C2起到滤波作用，令参考电压Vref更加稳定。供电电压VBAT也为比较器COMP供电，比较器COMP作用是将其第二输入端(在图2所示的具体实施例中为反相输入端)的电压与设置的参考电压Vref进行对比，当比较器COMP第二输入端的电压高于参考电压Vref时输出低电平(其可以称为第二比较结果)，当比较器COMP第二输入端的电压低于参考电压Vref时输出高电平(其可以称为第一比较结果)。电容C1起到滤波作用。电机200产生的反向电动势信号VIN通过二极管D1、电阻R5、电阻R7、稳压管D2后接入比较器COMP的第二输入端，其中，二极管D1为防反接作用，防止供电电源110接反向电压时，电压通过电机驱动电路130的检测端VIN对电机200造成损坏。电阻R5起到限流作用，防止电机驱动电路130的检测端VIN输入到比较器COMP的电流过大损耗比较器COMP。电阻R7为下拉电阻，当没有反向电动势信号VIN时可以保持比较器COMP的第二输入端为低电平。稳压管D2用来限制比较器COMP的第二输入端的输入电压值，防止过高的电压对比较器COMP造成损坏。比较器COMP的输出端通过电阻R3、R4、R6连接到电机驱动电路120的输出端(或电机驱动电路120的唤醒端WAKE)，其中，R3为上拉电阻，当没有反向电动势信号VIN时，保证电机驱动电路120的唤醒端WAKE保持稳定的高电平(其可以称为唤醒信号WAKE的第一逻辑电平)，电阻R4为限流电阻，防止输出的唤醒信号WAKE电流过大损坏电机驱动电路120，电阻R6为下拉分压电阻，可以通过改变阻值来设置唤醒信号WAKE的电压值，来匹配不同电平的电机驱动电路120。

当休眠后没有推动电机200时，电机驱动电路130的检测端VIN没有电压信号，此时比较器COMP的第二输入端为低电平小于参考电压Vref，比较器COMP会输出高电平，此时由于其输出端的上拉电阻R3，唤醒信号WAKE的电平不会发生变化，保持高电平状态(其可以称为唤醒信号WAKE的第一逻辑电平)，电机驱动电路120不会被唤醒。

当休眠后推动电机200时，电机驱动电路130的检测端VIN产生反向电动势的电压信号，当比较器COMP的第二输入端的电压大于参考电压Vref后，比较器COMP输出低电平，从而唤醒信号WAKE被拉低(其可以称为唤醒信号WAKE的第二逻辑电平)，此时唤醒信号WAKE的电平从高电平到低电平变化的信号沿会唤醒电机驱动电路120从休眠状态进入正常运行模式。

在另一个实施例中，比较器COMP的第一输入端和第二输入端分别为其反相输入端和正相输入端。对应的，当休眠后没有推动电机200时，电机驱动电路130的检测端VIN没有电压信号，此时比较器COMP的第二输入端(其为正相输入端)为低电平小于参考电压Vref，比较器COMP会输出低电平(其可以称为唤醒信号WAKE的第一逻辑电平)，此时由于其输出端的下拉电阻R6，唤醒信号WAKE的电平不会发生变化，保持低电平状态，电机驱动电路120不会被唤醒。当休眠后推动电机200时，电机驱动电路130的检测端VIN产生反向电动势的电压信号，当比较器COMP的第二输入端(其为正相输入端)的电压大于参考电压Vref后，比较器COMP输出高电平(其可以称为唤醒信号WAKE的第二逻辑电平)，从而唤醒信号WAKE被拉高，此时唤醒信号WAKE的电平从低电平到高电平变化的信号沿会唤醒电机驱动电路120从休眠状态进入正常运行模式。

也就是说，通过在比较器COMP上交换反向电动势信号VIN和参考电压Vref，可以将唤醒信号WAKE配置成下降沿信号或者上升沿信号，以此满足不同类型电机驱动电路120的唤醒要求。

在一个实施例中，电机200的线圈端可以连接任意一相；电机唤醒电路130的输出端可以连接到电机驱动电路120具有唤醒功能的任意引脚。

综上所述，本实用新型增设有电机唤醒电路130，该电机唤醒电路130可以在单片机驱动(或电机驱动电路120)处于休眠状态对电机200产生的反电动势信号VIN进行检测，从而可以在低功耗的休眠状态实现电机唤醒功能，进而实现更低的功耗。本实用新型利用纯硬件来实现低功耗的检测，并可以随意调节检测阈值，可以应用在不同电机驱动设备上；此电路具有成本低、无软件、控制灵活等特点。本实用新型不需要单片机内核一直保持运行状态，大大降低了设备功耗，同时纯硬件电路也减少了单片机的软件开发工作。

需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (14)

1.一种电机控制电路，其特征在于，其包括：

供电电源，其用于输出供电电压VBAT；

电机驱动电路，其电源端与所述供电电源输出的供电电压VBAT相连，其输出端与电机相连；

电机唤醒电路，其电源端与所述供电电源输出的供电电压VBAT相连，其检测端与所述电机的线圈端相连，其输出端与所述电机驱动电路的唤醒端相连。

2.根据权利要求1所述的电机控制电路，其特征在于，

所述电机驱动电路用于驱动所述电机运转；

所述电机唤醒电路用于采集所述电机的线圈产生的反向电动势VIN，并基于采集到的所述反向电动势VIN产生唤醒信号WAKE，所述唤醒信号WAKE经所述电机唤醒电路的输出端输出给所述电机驱动电路的唤醒端，所述唤醒信号WAKE用于唤醒处于休眠状态的所述电机驱动电路。

3.根据权利要求2所述的电机控制电路，其特征在于，

当采集到的所述反向电动势VIN小于预定电压阈值时，所述电机驱动电路输出所述唤醒信号WAKE的第一逻辑电平，其不会对所述电机驱动电路的运行产生影响；

当采集到的所述反向电动势VIN大于预定电压阈值时，所述电机驱动电路输出所述唤醒信号WAKE的第二逻辑电平，其唤醒处于休眠状态的所述电机驱动电路。

4.根据权利要求3所述的电机控制电路，其特征在于，所述电机唤醒电路包括电阻R1、电阻R2和比较器COMP，

所述电阻R2和电阻R1依次串联于所述供电电压VBAT和接地端之间；所述电阻R2和电阻R1之间的连接节点A的电压为参考电压Vref；

所述比较器COMP的电源端与所述供电电压VBAT相连，其接地端接地；所述比较器COMP的第一输入端与所述电阻R2和电阻R1之间的连接节点A相连，其第二输入端与所述电机唤醒电路的检测端VIN相连，其输出端与所述电机唤醒电路的输出端相连；

所述比较器COMP用于比较其第二输入端的电压和所述参考电压Vref的大小，并通过其输出端输出比较结果。

5.根据权利要求4所述的电机控制电路，其特征在于，

当所述第二输入端的电压小于所述参考电压Vref时，所述比较器COMP的输出端输出第一比较结果，表示采集到的所述反向电动势VIN小于预定电压阈值，此时所述电机驱动电路120的输出端输出所述唤醒信号WAKE的第一逻辑电平；

当所述第二输入端的电压大于参考电压Vref时，所述比较器COMP的输出端输出第二比较结果，表示采集到的所述反向电动势VIN大于预定电压阈值，此时，所述电机驱动电路的输出端输出所述唤醒信号WAKE的第二逻辑电平。

6.根据权利要求4所述的电机控制电路，其特征在于，所述电机唤醒电路还包括电阻R3、电阻R4和电阻R6，

所述电阻R3连接于所述比较器COMP的电源端和输出端之间；

所述电阻R4连接于所述比较器COMP的输出端和所述电机唤醒电路的输出端之间；

所述电阻R6连接于所述电机唤醒电路的输出端WAKE和接地端之间。

7.根据权利要求6所述的电机控制电路，其特征在于，所述电机唤醒电路还包括二极管D1、稳压管D2、电阻R5和电阻R7，

所述二极管D1的正极与所述电机驱动电路的检测端VIN相连，其负极经电阻R5与所述比较器COMP的第二输入端相连；

所述电阻R7的一端与所述二极管D1和所述电阻R5之间的连接节点相连，其另一端接地；

所述稳压管D2的正极接地，其负极与所述电阻R5和所述比较器COMP的第二输入端之间的连接节点相连。

8.根据权利要求7所述的电机控制电路，其特征在于，

所述电机唤醒电路还包括电容C1和电容C2，

所述电容C1连接于所述比较器COMP的电源端和接地端之间；

所述电容C2连接于所述连接节点A和接地端之间。

9.根据权利要求1所述的电机控制电路，其特征在于，

所述电机的线圈端连接任意一相；

所述电机唤醒电路的输出端连接到所述电机驱动电路具有唤醒功能的任意引脚。

10.根据权利要求1-9任一所述的电机控制电路，其特征在于，

所述比较器COMP的第一输入端和第二输入端分别为其正相输入端和反相输入端；或

所述比较器COMP的第一输入端和第二输入端分别为其反相输入端和正相输入端。

11.一种电机唤醒电路，其特征在于，其包括电阻R1、电阻R2和比较器COMP，

所述电阻R2和电阻R1依次串联于供电电压VBAT和接地端之间；所述电阻R2和电阻R1之间的连接节点A的电压为参考电压Vref；

所述比较器COMP的电源端与所述供电电压VBAT相连，其接地端接地；所述比较器COMP的第一输入端与所述电阻R2和电阻R1之间的连接节点A相连，其第二输入端与所述电机唤醒电路的检测端VIN相连，其输出端与所述电机唤醒电路的输出端相连；

所述比较器COMP用于比较其第二输入端的电压和所述参考电压Vref的大小，并通过其输出端输出比较结果。

12.根据权利要求11所述的电机唤醒电路，其特征在于，

当所述第二输入端的电压小于所述参考电压Vref时，所述比较器COMP的输出端输出第一比较结果，表示采集到的反向电动势VIN小于预定电压阈值，此时所述电机驱动电路120的输出端输出唤醒信号WAKE的第一逻辑电平；

当所述第二输入端的电压大于参考电压Vref时，所述比较器COMP的输出端输出第二比较结果，表示采集到的所述反向电动势VIN大于预定电压阈值，此时，所述电机驱动电路的输出端输出所述唤醒信号WAKE的第二逻辑电平。

13.根据权利要求11所述的电机唤醒电路，其特征在于，其还包括电阻R3、电阻R4、电阻R6、二极管D1、稳压管D2、电阻R5、电阻R7、电容C1和电容C2，

所述电阻R3连接于所述比较器COMP的电源端和输出端之间；

所述电阻R4连接于所述比较器COMP的输出端和所述电机唤醒电路的输出端之间；

所述电阻R6连接于所述电机唤醒电路的输出端WAKE和接地端之间，

所述二极管D1的正极与所述电机唤醒电路的检测端VIN相连，其负极经电阻R5与所述比较器COMP的第二输入端相连；

所述电阻R7的一端与所述二极管D1和所述电阻R5之间的连接节点相连，其另一端接地；

所述稳压管D2的正极接地，其负极与所述电阻R5和所述比较器COMP的第二输入端之间的连接节点相连，

所述电容C1连接于所述比较器COMP的电源端和接地端之间；

所述电容C2连接于所述连接节点A和接地端之间。

14.根据权利要求11所述的电机唤醒电路，其特征在于，

所述电机唤醒电路的检测端VIN与电机的线圈的任意一相相连；

所述电机唤醒电路的输出端连接到电机驱动电路具有唤醒功能的任意引脚。