[实用新型]H桥直流电机驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机驱动电路，具体地，涉及一种H桥直流电机驱动电路。

背景技术

就目前而言，采用H桥的电路形式对直流电机进行驱动是一种很常见的方式，其应用非常广泛。

图1为典型的采用H桥(H-bridge)直流电机驱动电路的工作原理图，如图1所示，之所以称为“H桥直流电机驱动电路”是因为电路的形状酷似字母H。驱动电路包括4个三极管Q1、Q2、Q3、Q4和一个电机M，其中，Q1，Q3为两个处于高端的P沟道场效应管或者PNP型三极管(图1、图2采用PNP型三极管示例)；Q2，Q4为两个处于低端的N沟道场效应管或者NPN型三极管(图1、图2采用NPN型三极管示例)。要使电机M运转，则必须导通处于对角线位置上的一对三极管，例如，可以导通三极管对Q1与Q4，也可以导通三极管对Q2与Q3。根据不同三极管对的导通情况，通过直流电机的电流可能会从左至右或者从右至左，从而实现控制电机按照顺时针方向或者逆时针方向的转动。

图2为直流电机顺时针转动时，H桥直流电路的工作状态示意图，如图2所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。

图3为直流电机逆时针转动时，H桥直流电路的工作状态示意图，如图3所示，当Q2管和Q3管导通时，电流就从电源正极经Q3从右至左穿过电机，然后再经Q2回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机逆时针转动。

对于上述驱动电路来说，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要：因为如果位于同一侧的三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极，而此时，由于电路中除了三极管外没有其他任何负载，将有可能导致烧毁三极管，对于场效应管也存在同样的问题。

基于上述原因，在实际驱动电路中要添加硬件电路来控制三极管或者场效应管，通常的做法是采用集成芯片的方案，将硬件电路集成到芯片中，例如，芯片L293D、芯片L298N、芯片TA7257P、芯片SN754410等，这样做的优点是，除了可以避免同一侧的三极管或者场效应管同时导通被烧毁之外，一般还具有死区控制、过压/欠压、过流、过热等保护措施，因此可以更好的保护电路；缺点是成本比较高。针对中、低端价位产品而言，采用集成芯片控制的方案可能成为阻碍产品开发的瓶颈问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种H桥直流电机驱动电路，能够在降低驱动电路成本的前提下，实现H桥直流电机驱动电路。

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种H桥直流电机驱动电路，包括用于驱动直流电机的H桥控制单元，与H桥控制单元分立设置并电连接的H桥使能单元，以及与H桥使能单元相连接的信号接收单元；其中，H桥控制单元包括四个分立设置的场效应管，四个场效应管包括两个处于高端的P沟道场效应管和两个处于低端的N沟道场效应管；信号接收单元用于接收方向控制信号和速度控制信号；H桥使能单元用于依据方向控制信号和速度控制信号，通过至少两种分立设置的逻辑门电路，使得在同一时刻实现一个高端场效应管—电机—低端场效应管的电流通路。

优选地，H桥使能单元中的逻辑门电路包括或门以及非门，或门包括第一或门和第二或门，非门包括第一非门、第二非门和第三非门；方向控制信号与第一非门相连接构成支路一；速度控制信号与第二非门相连接构成支路二，并且支路一和支路二作为第一或门的输入信号，第一或门的输出端与H桥控制单元的一个高端场效应管相连接；支路一与第三非门的输入端连接，第三非门的输出端和支路二作为第二或门的输入信号，第二或门的输出端与H桥控制单元的另外一个高端场效应管相连接。

优选地，支路一还与H桥控制单元的一个低端场效应管相连接；第三非门的输出端还与H桥控制单元的另外一个低端场效应管相连接。

优选地，第一或门和第二或门采用四二输入的或门器件CD4071实现；第一非门、第二非门和第三非门采用六非门器件CD4069实现。

优选地，H桥控制单元还连接有电流检测单元。

优选地，电流检测单元由检测电阻组成。

优选地，在驱动电路和电源之间还包括总保险开关。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

针对现有技术中，对于驱动直流电机的集成芯片成本高的问题，采用了分立元器件构造驱动电路，从而，降低了驱动电路的成本。

附图说明