专利名称：一种马达驱动的h桥输出电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种马达驱动的H桥输出电路。
背景技术：
如图I所示，为现有技术的马达驱动H桥输出电路。输出级的H桥由四个NPN功率管101、102、103、104组成，PNP管109驱动所述的NPN功率管101构成达林顿结构作为一路高端驱动，PNP管110驱动所述的NPN功率管104构成达林顿管作为另外一路高端驱动，NPN功率管102、103分别作为两路低端驱动。线圈115的电流可以从左到右，也可以从右到左，即电流可以换向。马达正常运转时，周围磁场周期变化。由电流源111偏置的霍尔元件用来检测周围的磁场变化，霍尔元件112将磁信号转换为电信号，再由迟滞比较器处理后 送到前级驱动模块114，决定线圈的电流流向，进而决定了马达驱动的H桥输出的四个NPN管101、102、103、104的导通或者截止。假设H+较H-为高时，101、103导通，102、104截止，则电流通路为电源经外接功率二极管116、过H桥上管101、线圈115、H桥下管103到地。H桥输出将推动马达转动，霍尔元件将检测到磁场变化，H+相对H-变为低，经比较器113处理给前级驱动模块114，控制线圈换相，101、103将同时或先后被关断，二极管106、108将起到续流的作用，减小线圈115两端的过冲电压。接着，功率管102、104将会被打开，电流从电源流经二极管116、H桥输出上管104、线圈115、H桥输出下管102到地。马达继续转动，霍尔元件检测到磁场变化，H+相对H-再次变为高，经比较器113处理给前级驱动模块114，控制线圈换相，102、104将同时或先后被关断，二极管105、107将起到续流的作用，减小线圈115两端的过冲电压。接着,一小段时间后，101、103被打开。按此顺序循环。现有技术中，H桥输出上管的饱和压降由前级驱动PNP管109、110的饱和压降加上上管101、104的发射结压降，输出电流在200mA下测量，一般在0.9V左右。而相同条件下，下管102、103的饱和压降在0. 2V左右。如果提高H桥输出的驱动能力，增加输出电流，将进一步增加上管的饱和压降，增加了芯片的温升，极大地降低了芯片的可靠性。见图2，该图为现有技术的霍尔输出与芯片输出(线圈两端电压)波形。VD表示的是外接二极管的正向导通电压，Vsat (p)表示的是达林顿的PNP管109、110的饱和压降，Vsat (n)表示的是功率管下管102、103的饱和压降，Vbe表示的功率管上管101、104的发射结正向压降。为了增加上述H桥的输出能力，同时不显著增加芯片的温升，必须采用具有更强散热能力的封装，极大地增加了封装成本。
实用新型内容本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种马达驱动的H桥输出电路，能够降低芯片内部消耗的功耗。在有效增加芯片的输出电流能力的同时，不需要增加封装成本。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种马达驱动的H桥输出电
路，其特征在于其包括输出级的第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管；一第一驱动管，与第一功率管连接以驱动第一功率管；一第二驱动管，与第二功率管连接以驱动第二功率管；一外接功率二极管，其阳极与第一、第二驱动管连接，阴极与第一、第二功率管连接；所述第一驱动管、第二驱动管直接与电源连接。进一步的，所述四个功率管均为N型MOS管。进一步的，所述第一、第二驱动管为P型MOS管。本实用新型的具有以下优点通过降低H桥输出上管的饱和压降，从而降低芯片的功耗，在无需增加封装成本的前提下，提高芯片的电流输出能力；降低整个系统的功耗。
图I为现有技术的马达驱动H桥输出电路。图2为现有技术的霍尔输出与芯片输出波形图。图3是本实用新型一种实施例的电路框图。图4是本实用新型霍尔输出与芯片输出波形图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。如图3、4所示，一种用于驱动容性负载的桥式驱动电路，其输出级的H桥由四个N型MOS管第一功率管301、第二功率管302、第三功率管303、第四功率管304组成，第一驱动管为P型MOS管309，以驱动NPN功率管301构成达林顿结构作为一路高端驱动，第二驱动管为P型MOS管310，以驱动NPN功率管304构成达林顿管作为另外一路高端驱动，NPN功率管302、303分别作为两路低端驱动。线圈315的电流可以从左到右，也可以从右到左，即电流可以换向。马达正常运转时，周围磁场周期变化。由电流源311偏置的霍尔元件用来检测周围的磁场变化，霍尔元件312将磁信号转换为电信号，再由滞回比较器313处理后送到前级驱动模块314，决定线圈的电流流向，进而决定了马达驱动的H桥输出的四个NPN管301、302、303、304的导通或者截止。假设H+较H-为高时，301、303导通，302、304截止，则电流通路为电源经外接功率二极管316、过H桥上管301、线圈315、H桥下管303到地。H桥输出将推动马达转动，霍尔元件将检测到磁场变化，H+相对H-变为低，经比较器313处理给前级驱动模块314，控制线圈换相，301、303将同时或先后被关断，二极管306、308将起到续流的作用，减小线圈315两端的过冲电压。接着，功率管302、304将会被打开，电流从电源流经二极管316、H桥输出上管304、线圈315、H桥输出下管302到地。马达继续转动，霍尔元件检测到磁场变化，H+相对H-再次变为高，经比较器313处理给前级驱动模块314，控制线圈换相，302、304将同时或先后被关断，二极管305、307将起到续流的作用，减小线圈315两端的过冲电压。接着，一小段时间后，301、303被打开。按此顺序循环。在本实施例中，H桥输出上管的饱和压降为前级驱动PNP管309或310的饱和压降加上NPN管301或304的发射结压降再减去外接功率二极管的正向导通电压，其最终值将与下管302、303的饱和压降相当。假设外接功率二极管在500mA时的正向导通电压为0. 8V，则芯片减小的功耗近似为0. 4W，约近芯片总功耗的一半。见图4，该图为现有技术的霍尔输出与芯片输出(线圈两端电压)波形。VD表示的是外接二极管的正向导通电压，Vsat (p)表示的是达林顿的PNP管309、310的饱和压降，Vsat (n)表示的是功率管下管302、303的饱和压降，Vbe表示的功率管上管301、304的发射结正向压降。综上所述，本发明可以极大地减小芯片功耗，减小芯片温升，提高稳定性和可靠性。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实施例任何形式上限制。任何熟悉本领域的人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可以利用上述揭示 的方法和技术内容对本实用新型做出许多可能的变动和修饰，或者修改为等同变化的等效实施例，均仍属于本实用新型保护的范围内。
权利要求1.一种马达驱动的H桥输出电路，其特征在于其包括输出级的第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管；一第一驱动管，与第一功率管连接以驱动第一功率管；一第二驱动管，与第二功率管连接以驱动第二功率管；一外接功率二极管，其阳极与第一、第二驱动管连接，阴极与第一、第二功率管连接；所述第一驱动管、第二驱动管直接与电源连接。
2.根据权利要求I所述的一种马达驱动的H桥输出电路，其特征在于所述四个功率管均为N型MOS管。
3.根据权利要求2所述的一种马达驱动的H桥输出电路，其特征在于所述第一、第二驱动管为P型MOS管。
专利摘要本实用新型公开了一种马达驱动的H桥输出电路，其特征在于其包括输出级的第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管；一第一驱动管，与第一功率管连接以驱动第一功率管；一第二驱动管，与第二功率管连接以驱动第二功率管；一外接功率二极管，其阳极与第一、第二驱动管连接，阴极与第一、第二功率管连接；所述第一驱动管、第二驱动管直接与电源连接。本实用新型通过降低H桥输出上管的饱和压降，从而降低芯片的功耗，在无需增加封装成本的前提下，提高芯片的电流输出能力；降低整个系统的功耗。
文档编号H02P25/16GK202586764SQ201220080940
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者田剑彪, 俞明华, 夏存宝 申请人:绍兴光大芯业微电子有限公司