直流马达驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直流马达驱动电路，包括：控制芯片U1、连接于所述控制芯片U1的控制电压输出单元、关断控制单元、电流放大单元及全桥整流单元，所述关断控制单元的输入端连接于所述控制芯片U1的关断控制端，所述关断控制单元的输出端、控制电压输出单元及控制芯片U1的电源端均连接于电源，所述电流放大单元的输入端连接于直流工作电源，所述电流放大单元的输出端连接于全桥整流单元的输入端，所述全桥整流单元的输出端连接于电机，所述全桥整流单元的接地端与所述控制芯片U1的电流反馈端连接有可变电阻Rx。本实用新型直流马达驱动电路具有较佳的过热过流保护功能，提高马达工作的稳定性及可靠性，且成本较低。
【专利说明】直流马达驱动电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电路控制【技术领域】，特别涉及一种直流马达驱动电路。
【背景技术】
[0002] 在军用设备的随动系统中，通常需要马达进行驱动。马达驱动器由功率电子器件 和集成电路等构成，其功能包括：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启 动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断及产 生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。
[0003] 现有直流马达驱动电路通常结构较复杂，成本较高；且现有直流马达驱动电路缺 乏过热过流的保护功能，从而影响到马达工作的稳定性及可靠性。 实用新型内容
[0004] 本实用新型提出一种直流马达驱动电路，具有较佳的过热过流保护功能，提高马 达工作的稳定性及可靠性，且成本较低。
[0005] 为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0006] 一种直流马达驱动电路，包括：控制芯片U1、连接于所述控制芯片U1的控制电压 输出单元、关断控制单元、电流放大单元及全桥整流单元，所述关断控制单元的输入端连接 于所述控制芯片U1的关断控制端，所述关断控制单元的输出端、控制电压输出单元及控制 芯片U1的电源端均连接于电源，所述电流放大单元的输入端连接于直流工作电源，所述电 流放大单元的输出端连接于全桥整流单元的输入端，所述电流放大单元的第一控制端连接 于所述控制芯片U1的第一脉宽调制控制端，所述电流放大单元的第二控制端连接于所述 控制芯片U1的第二脉宽调制控制端，所述全桥整流单元的输出端连接于电机，所述全桥整 流单元的接地端与所述控制芯片U1的电流反馈端连接有可变电阻Rx。
[0007] 进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述控制电压输出单元包括依次串联 的第一分压电阻R01、第二分压电阻R02、第三分压电阻R03及第四分压电阻R04,所述第一 分压电阻R01接+15V直流电源，所述第四分压电阻R04的一端接-15V直流电源，所述第二 分压电阻R02与第三分压电阻R03的公共端通过第五分压电阻R05接控制芯片U1的电压 控制端。
[0008] 进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述关断控制单元包括光电耦合器U2 及限流电阻R，所述限流电阻R的一端连接于所述控制芯片U1的关断控制端，所述限流电 阻R的另一端连接于所述光电耦合器U2的正输入端，所述光电耦合器U2的负输入端连接 于外接控制电压端，所述光电稱合器U2的正输出端连接于控制芯片U1，所述光电稱合器U2 的负输出端接地。
[0009] 进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述电流放大单元包括第一三极管Q1、 第二三极管Q2、第三三极管Q3及第四三极管Q4、第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第一二极 管D1、第二二极管D2及第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、 第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8 ;所述第一三极管Q1的集电极通过第一电阻R1连接 于直流工作电源，所述第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2连接于全桥整流单元，所述 第一三极管Q1的基极连接于所述第一二极管D1的正极及第三电阻R3的一端，所述第一二 极管D1的负极与第三电阻R3的另一端并联后连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端； [0010] 所述第二三极管Q2的发射极接直流工作电源，所述第二三极管Q2的集电极连接 于所述全桥整流单元，所述第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4连接于所述第一稳压管 Z1的负极，所述第二三极管Q2的基极与发射极之间连接有第五电阻R5 ;所述第一稳压管 Z1的正极连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端；所述第三三极管Q3的发射极接直流 工作电源，所述第三三极管Q3的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第三三极管Q3的基 极通过第六电阻R6连接于第二稳压管Z2的负极，所述第二稳压管Z2的正极连接于控制芯 片U1的第二脉宽调制控制端，所述第三三极管Q3的基极与发射极之间连接有第七电阻R7 ; 所述第四三极管Q4的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第四三极管Q4的发射极连接 于全桥整流单元，所述第四三极管Q4的基极连接于所述第二二极管D2的正极，所述第二二 极管D2的负极连接于控制芯片U1的第二脉宽调制控制端；所述第二二极管D2的两端还并 联有第八电阻R8。
[0011] 进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述第四三极管Q4的集电极与直流工 作电源之间串联有第九电阻R9。
[0012] 进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述第一三极管Q1及第四三极管Q4为 NPN型三极管，所述第二三极管Q2及第三三极管Q3为PNP型三极管。
[0013] 进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述全桥整流单元包括第一 M0S管Q5、 第二M0S管Q6、第三M0S管Q7及第四M0S管Q8,所述第一 M0S管Q5的栅极连接于第四三极 管Q4的集电极，所述第一 M0S管Q5的源极连接于直流工作电源，所述第一 M0S管Q5的漏极 连接于所述第二M0S管Q6的漏极，所述第二M0S管Q6的源极接地，所述第二M0S管Q6的 栅极通过第二电阻R2连接于第一三极管Q1的发射极，所述第三M0S管Q7的栅极连接于所 述第一三极管Q1的集电极，所述第三M0S管Q7的源极连接于直流工作电源，所述第三M0S 管Q7的漏极连接于所述第四M0S管Q8的漏极，所述第四M0S管Q8的源极接地，所述第四 M0S管Q8的栅极连接于第四三极管Q4的发射极。
[0014] 进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述第一 M0S管Q5及第三M0S管Q7为 P沟道M0S管，所述第二M0S管Q6及第四M0S管Q8为N沟道M0S管。
[0015] 进一步地，在上述的直流马达驱动电路中，所述控制芯片U1的型号为UC2637。
[0016] 本实用新型直流马达驱动电路具有较佳的过热过流保护功能，提高马达工作的稳 定性及可靠性，且成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型直流马达驱动电路的原理图。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019] 请参阅图1，本实用新型直流马达驱动电路包括控制芯片U1、连接于所述控制芯 片U1的控制电压输出单元1、关断控制单元2、电流放大单元3及全桥整流单元4,所述关断 控制单元2的输入端连接于所述控制芯片U1的关断控制端（SHDN引脚)，所述关断控制单元 2的输出端、控制电压输出单元1及控制芯片U1的电源端均连接于电源VCC，所述电流放大 单元3的输入端连接于直流工作电源（+28V)，所述电流放大单元3的输出端连接于全桥整 流单元4的输入端，所述电流放大单元3的第一控制端连接于所述控制芯片U1的第一脉宽 调制控制端I，所述电流放大单元3的第二控制端连接于所述控制芯片U1的第二脉宽调制 控制端Π ，所述全桥整流单元4的输出端连接于电机5,所述全桥整流单元4的接地端与所 述控制芯片U1的电流反馈端连接有可变电阻Rx。
[0020] 其中，所述控制芯片U1的型号为UC2637。
[0021] 所述控制电压输出单元1包括依次串联的第一分压电阻R01、第二分压电阻R02、 第三分压电阻R03及第四分压电阻R04,所述第一分压电阻R01接+15V直流电源，所述第四 分压电阻R04的一端接-15V直流电源，所述第二分压电阻R02与第三分压电阻R03的公共 端通过第五分压电阻R05接控制芯片U1的电压控制端。
[0022] 所述关断控制单元2包括光电耦合器U2及限流电阻R，所述限流电阻R的一端连 接于所述控制芯片U1的关断控制端（SHDN引脚)，所述限流电阻R的另一端连接于所述光 电奉禹合器U2的正输入端，所述光电稱合器U2的负输入端连接于外接控制电压端，所述光电 耦合器U2的正输出端连接于控制芯片U1，所述光电耦合器U2的负输出端接地。通过该变 外接控制电压端的电压值，使得光电耦合器U2导通工作，从而实现对控制芯片U1的关断或 恢复工作。
[0023] 所述电流放大单元3包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3及第四三 极管Q4、第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第一二极管D1、第二二极管D2及第一电阻R1、第二 电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8 ;所 述第一三极管Q1的集电极通过第一电阻R1连接于直流工作电源（+28V)，所述第一三极管 Q1的发射极通过第二电阻R2连接于全桥整流单元4,所述第一三极管Q1的基极连接于所 述第一二极管D1的正极及第三电阻R3的一端，所述第一二极管D1的负极与第三电阻R3的 另一端并联后连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端I ;所述第二三极管Q2的发射极 接直流工作电源（+28V)，所述第二三极管Q2的集电极连接于所述全桥整流单元4,所述第 二三极管Q2的基极通过第四电阻R4连接于所述第一稳压管Z1的负极，所述第二三极管Q2 的基极与发射极之间连接有第五电阻R5 ;所述第一稳压管Z1的正极连接于控制芯片U1的 第一脉宽调制控制端I ;所述第三三极管Q3的发射极接直流工作电源（+28V)，所述第三三 极管Q3的集电极连接于所述全桥整流单元4,所述第三三极管Q3的基极通过第六电阻R6 连接于第二稳压管Z2的负极，所述第二稳压管Z2的正极连接于控制芯片U1的第二脉宽调 制控制端II，所述第三三极管Q3的基极与发射极之间连接有第七电阻R7 ;所述第四三极管 Q4的集电极连接于所述全桥整流单元4,所述第四三极管Q4的发射极连接于全桥整流单元 4,所述第四三极管Q4的基极连接于所述第二二极管D2的正极，所述第二二极管D2的负极 连接于控制芯片U1的第二脉宽调制控制端II，所述第二二极管D2的两端还并联有第八电 阻R8。
[0024] 所述第四三极管Q4的集电极与直流工作电源（+28V)之间串联有第九电阻R9。
[0025] 本实施例中，所述第一三极管Q1及第四三极管Q4为NPN型三极管，所述第二三极 管Q2及第三三极管Q3为PNP型三极管。
[0026] 所述全桥整流单元4包括第一 M0S管Q5、第二M0S管Q6、第三M0S管Q7及第四M0S 管Q8,所述第一 M0S管Q5的栅极连接于第四三极管Q4的集电极，所述第一 M0S管Q5的源 极连接于直流工作电源（+28V)，所述第一 M0S管Q5的漏极连接于所述第二M0S管Q6的漏 极，所述第二M0S管Q6的源极接地，所述第二M0S管Q6的栅极通过第二电阻R2连接于第 一三极管Q1的发射极，所述第三M0S管Q7的栅极连接于所述第一三极管Q1的集电极，所 述第三M0S管Q7的源极连接于直流工作电源（+28V)，所述第三M0S管Q7的漏极连接于所 述第四M0S管Q8的漏极，所述第四M0S管Q8的源极接地，所述第四M0S管Q8的栅极连接 于第四三极管Q4的发射极；所述第一 M0S管Q5的漏极与第二M0S管Q6的漏极作为全桥整 流单元4的输出端连接于电机5,所述第三M0S管Q7的漏极与第四M0S管Q8的漏极作为全 桥整流单元4的另一输出端连接于电机5。
[0027] 其中，所述第一 M0S管Q5及第三M0S管Q7为P沟道M0S管，所述第二M0S管Q6 及第四M0S管Q8为N沟道M0S管。
[0028] 本实用新型直流马达驱动电路的工作原理如下：
[0029] 所述控制电压输出单元1通过第一分压电阻R01、第二分压电阻R02、第三分压电 阻R03及第四分压电阻R04输出两个+9V电压给控制芯片U1，所述控制芯片U1的内部设有 一三角波发生器极两比较器，通过该三角波发生器产生一个线形度很高的三角波送至比较 器的负端和另一比较器的正端，假设初始状态时500 Ω关于输入电压上下对称的，每个比 较器输出占空比为50%的方波，这样，控制芯片U1的第一脉宽调制控制端I及第二脉宽调 制控制端II就输出了两组PWM方波去控制驱动级全桥整流单元4。
[0030] 同时，所述直流工作电源输出的电流通过电流放大单元3的第一三极管Q1、第 二三极管Q2、第三三极管Q3及第四三极管Q4逐级进行放大，以提供电机5的驱动电流；在 全桥整流单元4中，第一 M0S管Q5与第四M0S管Q8同时导通时，第二M0S管Q6与第三M0S 管Q7同时关断，这样电流经电源流过第一 M0S管Q5、电机5,第四M0S管Q8到地，电机5实 现正转；反之，第二M0S管Q6与第三M0S管Q7开关管同时导通时，第一 M0S管Q5与第四 M0S管Q8同时关断，这样电流经电源流过第二M0S管Q6、电机5、第三M0S管Q7到地，电机 5实现反转。当PWM方波处于死区时，第一 M0S管Q5、第二M0S管Q6、第三M0S管Q7及第四 M0S管Q8同时关断，电机5此时完成正反转切换。
[0031] 在全桥整流单元4工作时，所述控制芯片U1的电流反馈端通过所述可变电阻Rx 检测全桥整流单元4的驱动电流，当流过可变电阻Rx的驱动电流过大时，所述控制芯片U1 控制改变所述可变电阻Rx的阻值，从而降低了所述全桥整流单元4的驱动电流，防止流向 电机5的驱动电流过大。
[0032] 相比于现有技术，本实用新型直流马达驱动电路具有较佳的过热过流保护功能， 提高马达工作的稳定性及可靠性，且成本较低。
[0033] 这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上 述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人 员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱 离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例， 以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这 里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【权利要求】
1. 一种直流马达驱动电路，其特征在于，包括：控制芯片U1、连接于所述控制芯片U1的 控制电压输出单元、关断控制单元、电流放大单元及全桥整流单元，所述关断控制单元的输 入端连接于所述控制芯片U1的关断控制端，所述关断控制单元的输出端、控制电压输出单 元及控制芯片U1的电源端均连接于电源，所述电流放大单元的输入端连接于直流工作电 源，所述电流放大单元的输出端连接于全桥整流单元的输入端，所述电流放大单元的第一 控制端连接于所述控制芯片U1的第一脉宽调制控制端，所述电流放大单元的第二控制端 连接于所述控制芯片U1的第二脉宽调制控制端，所述全桥整流单元的输出端连接于电机， 所述全桥整流单元的接地端与所述控制芯片U1的电流反馈端连接有可变电阻Rx。
2. 根据权利要求1所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述控制电压输出单元包 括依次串联的第一分压电阻R01、第二分压电阻R02、第三分压电阻R03及第四分压电阻 R04,所述第一分压电阻R01接+15V直流电源，所述第四分压电阻R04的一端接-15V直流 电源，所述第二分压电阻R02与第三分压电阻R03的公共端通过第五分压电阻R05接控制 心片U1的电压控制$而。
3. 根据权利要求2所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述关断控制单元包括光 电耦合器U2及限流电阻R，所述限流电阻R的一端连接于所述控制芯片U1的关断控制端， 所述限流电阻R的另一端连接于所述光电耦合器U2的正输入端，所述光电耦合器U2的负 输入端连接于外接控制电压端，所述光电稱合器U2的正输出端连接于控制芯片U1，所述光 电耦合器U2的负输出端接地。
4. 根据权利要求3所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述电流放大单元包括第 一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3及第四三极管Q4、第一稳压管Z1、第二稳压管 Z2、第一二极管D1、第二二极管D2及第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、 第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8 ;所述第一三极管Q1的集电极通过第 一电阻R1连接于直流工作电源，所述第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2连接于全桥 整流单元，所述第一三极管Q1的基极连接于所述第一二极管D1的正极及第三电阻R3的一 端，所述第一二极管D1的负极与第三电阻R3的另一端并联后连接于控制芯片U1的第一脉 览调制控制端； 所述第二三极管Q2的发射极接直流工作电源，所述第二三极管Q2的集电极连接于所 述全桥整流单元，所述第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4连接于所述第一稳压管Z1的 负极，所述第二三极管Q2的基极与发射极之间连接有第五电阻R5 ;所述第一稳压管Z1的 正极连接于控制芯片U1的第一脉宽调制控制端；所述第三三极管Q3的发射极接直流工作 电源，所述第三三极管Q3的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第三三极管Q3的基极通 过第六电阻R6连接于第二稳压管Z2的负极，所述第二稳压管Z2的正极连接于控制芯片U1 的第二脉宽调制控制端，所述第三三极管Q3的基极与发射极之间连接有第七电阻R7 ;所述 第四三极管Q4的集电极连接于所述全桥整流单元，所述第四三极管Q4的发射极连接于全 桥整流单元，所述第四三极管Q4的基极连接于所述第二二极管D2的正极，所述第二二极管 D2的负极连接于控制芯片U1的第二脉宽调制控制端；所述第二二极管D2的两端还并联有 第八电阻R8。
5. 根据权利要求4所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述第四三极管Q4的集电 极与直流工作电源之间串联有第九电阻R9。
6. 根据权利要求5所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述第一三极管Q1及第 四三极管Q4为NPN型三极管，所述第二三极管Q2及第三三极管Q3为PNP型三极管。
7. 根据权利要求6所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述全桥整流单元包括第 一 MOS管Q5、第二MOS管Q6、第三MOS管Q7及第四MOS管Q8,所述第一 MOS管Q5的栅极 连接于第四三极管Q4的集电极，所述第一 MOS管Q5的源极连接于直流工作电源，所述第一 MOS管Q5的漏极连接于所述第二MOS管Q6的漏极，所述第二MOS管Q6的源极接地，所述第 二MOS管Q6的栅极通过第二电阻R2连接于第一三极管Q1的发射极，所述第三MOS管Q7 的栅极连接于所述第一三极管Q1的集电极，所述第三MOS管Q7的源极连接于直流工作电 源，所述第三MOS管Q7的漏极连接于所述第四MOS管Q8的漏极，所述第四MOS管Q8的源 极接地，所述第四MOS管Q8的栅极连接于第四三极管Q4的发射极。
8. 根据权利要求7所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述第一 MOS管Q5及第三 MOS管Q7为P沟道MOS管，所述第二MOS管Q6及第四MOS管Q8为N沟道MOS管。
9. 根据权利要求1-8任一项所述的直流马达驱动电路，其特征在于，所述控制芯片U1 的型号为UC2637。
【文档编号】H02P7/28GK203896238SQ201420199987
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】曲建军 申请人:深圳市时代创新科技有限公司