本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種單相直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

長(zhǎng)期以來，直流電機(jī)以其良好的線性特性、優(yōu)異的控制性能等特點(diǎn)成為大多數(shù)變速運(yùn)動(dòng)控制和閉環(huán)位置伺服控制系統(tǒng)的最佳選擇。特別隨著計(jì)算機(jī)在控制領(lǐng)域，高開關(guān)頻率、全控型第二代電力半導(dǎo)體器件（GTR、GTO、MOSFET、IGBT等）的發(fā)展，以及脈寬調(diào)制直流調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，直流電機(jī)得到廣泛應(yīng)用。因此，為適應(yīng)小型直流電機(jī)的使用需求，各半導(dǎo)體廠商推出了直流電機(jī)控制專用驅(qū)動(dòng)電路，不僅能驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)功能，還能提供鎖定保護(hù)功能。

但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述直流電機(jī)控制專用驅(qū)動(dòng)電路在實(shí)現(xiàn)鎖定保護(hù)之后，直流電機(jī)會(huì)每隔幾秒重新啟動(dòng)，由于直流電機(jī)啟動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生啟動(dòng)電流，從而增加功耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的所要解決的技術(shù)問題在于提供一種單相直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，可以在驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)鎖定保護(hù)之后，克服直流電機(jī)啟動(dòng)過程中產(chǎn)生啟動(dòng)電流而形成的功耗。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種單相直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括IC驅(qū)動(dòng)芯片、場(chǎng)效應(yīng)管、電容、負(fù)載和兩個(gè)充放電支路；其中，

所述驅(qū)動(dòng)芯片的第一端與所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連并還通過所述負(fù)載與一內(nèi)部工作電壓源相連，第二端與電機(jī)的一定子線圈相連并還通過一充放電支路與所述電容的正極相連，第三端與所述電機(jī)的另一定子線圈相連并還通過另一充放電支路與所述電容的正極相連，第四端接地；

所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地，柵極與所述電容的正極相連；

所述電容的正極還與所述負(fù)載遠(yuǎn)離所述IC驅(qū)動(dòng)芯片的一端相連，負(fù)極接地；

所述兩個(gè)充放電支路均包括相并聯(lián)的一二極管和一阻值滿足預(yù)設(shè)條件的電阻；其中，每一二極管的正極均與所述電容的正極相連。

其中，當(dāng)所述IC驅(qū)動(dòng)芯片的第二端與第三端之中其一輸出低電平電壓信號(hào)，之中其另一輸出高電平電壓信號(hào)，使得所述電容的電壓一直保持小于所述場(chǎng)效應(yīng)管的開啟電壓，實(shí)現(xiàn)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)正常工作。

其中，當(dāng)所述IC驅(qū)動(dòng)芯片檢測(cè)到所述電機(jī)卡死后，所述IC驅(qū)動(dòng)芯片的第二端與第三端均輸出高電平電壓信號(hào)，通過所述兩個(gè)充放電支路對(duì)所述電容充電，并待一定充電時(shí)間過后，所述電容的電壓將會(huì)一直保持大于所述場(chǎng)效應(yīng)管的開啟電壓，使得所述IC驅(qū)動(dòng)芯片的電壓為0，并停止工作。

其中，當(dāng)所述IC驅(qū)動(dòng)芯片檢測(cè)到所述電機(jī)斷電后，所述電容會(huì)通過所述負(fù)載及所述IC驅(qū)動(dòng)芯片的內(nèi)阻進(jìn)行放電。

其中，所述兩個(gè)充放電支路中的二極管采用的型號(hào)均為IN4148。

其中，所述兩個(gè)充放電支路中的電阻的阻值應(yīng)滿足大于或等于1M歐姆。

其中，所述場(chǎng)效應(yīng)管采用的型號(hào)為MT3402。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括IC驅(qū)動(dòng)芯片、場(chǎng)效應(yīng)管、電容、負(fù)載和兩個(gè)充放電支路，一旦檢測(cè)到電機(jī)卡死后，IC驅(qū)動(dòng)芯片輸出高電平電壓信號(hào)，通過兩個(gè)充放電支路對(duì)電容充電，并待一定充電時(shí)間過后，電容的電壓將會(huì)一直保持大于場(chǎng)效應(yīng)管的開啟電壓，使得IC驅(qū)動(dòng)芯片的電壓為0，并停止工作，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路一直保持鎖定保護(hù)直至電機(jī)重新上電為止，克服了直流電機(jī)啟動(dòng)過程中產(chǎn)生啟動(dòng)電流而形成的功耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用場(chǎng)景圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例中，提供的一種單相直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括IC驅(qū)動(dòng)芯片1、場(chǎng)效應(yīng)管2、電容3、負(fù)載4和兩個(gè)充放電支路5；其中，

驅(qū)動(dòng)芯片1的第一端a1與場(chǎng)效應(yīng)管2的漏極D相連并還通過負(fù)載4與一內(nèi)部工作電壓源Vcc相連，第二端a2與電機(jī)（未圖示）的一定子線圈L1相連并還通過一充放電支路5與電容3的正極（+）相連，第三端a3與電機(jī)的另一定子線圈L2相連并還通過另一充放電支路5與電容3的正極（+）相連，第四端a4接地；

場(chǎng)效應(yīng)管2的源極S接地，柵極G與電容3的正極（+）相連；

電容3的正極（+）還與負(fù)載4遠(yuǎn)離IC驅(qū)動(dòng)芯片1的一端相連，負(fù)極（-）接地；

兩個(gè)充放電支路5均包括相并聯(lián)的一二極管51和一阻值滿足預(yù)設(shè)條件的電阻52；其中，每一二極管51的正極（+）均與電容3的正極（+）相連。

在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)芯片1由自己設(shè)計(jì)的霍爾元件，采用的型號(hào)為SNOW12，場(chǎng)效應(yīng)管2采用的型號(hào)為MT3402，兩個(gè)充放電支路5中的二極管51采用的型號(hào)均為IN4148，電阻52的阻值等于1M歐姆（或應(yīng)大于1M歐姆），即電阻52的阻值應(yīng)滿足大于或等于1M歐姆，電容3采用的為2.2uF/50V，負(fù)載4采用1.5K歐姆的電阻。

在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)IC驅(qū)動(dòng)芯片1的第二端a2與第三端a3之中其一輸出低電平電壓信號(hào)，之中其另一輸出高電平電壓信號(hào)，使得電容3的電壓一直保持小于場(chǎng)效應(yīng)管2的開啟電壓vgs，實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常工作。

當(dāng)IC驅(qū)動(dòng)芯片1檢測(cè)到電機(jī)卡死后， IC驅(qū)動(dòng)芯片1的第二端a2與第三端a3均輸出高電平電壓信號(hào)，通過兩個(gè)充放電支路5對(duì)電容3充電，并待一定充電時(shí)間過后，電容3的電壓將會(huì)一直保持大于2的開啟電壓vgs，使得IC驅(qū)動(dòng)芯片1的電壓為0，并停止工作。應(yīng)當(dāng)說明的是，通過兩個(gè)充放電支路5對(duì)電容3充電，是由外接電機(jī)的定子線圈L1和L2的另一工作電壓源進(jìn)行充電，該工作電壓源也可以是連接負(fù)載4的內(nèi)部工作電壓源Vcc。

當(dāng)IC驅(qū)動(dòng)芯片1檢測(cè)到電機(jī)斷電后，電容3會(huì)通過負(fù)載4及IC驅(qū)動(dòng)芯片1的內(nèi)阻進(jìn)行放電。

本發(fā)明實(shí)施例中的單相直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的工作原理為：當(dāng)初次上電時(shí)，由于電容3中的電量為零達(dá)不到場(chǎng)效應(yīng)管2的啟動(dòng)電壓Vgs門檻，故場(chǎng)效應(yīng)管2處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)IC驅(qū)動(dòng)芯片1由內(nèi)部工作電壓源Vcc通過負(fù)載4供電而正常工作，由于IC驅(qū)動(dòng)芯片1的第二端a2與第三端a3為互補(bǔ)交替高低電平電壓信號(hào)輸出，電容3將會(huì)通過兩個(gè)充放電支路5中對(duì)應(yīng)連接IC驅(qū)動(dòng)芯片1低電平電壓信號(hào)的二極管51快速放電，且電容3的充電回路僅在第二端a2與第三端a3交替變化的瞬間起作用，又由于兩個(gè)充放電支路5中的兩個(gè)電阻52取值足夠大，所以短暫的充電時(shí)間不能使電容3間的電壓上升到場(chǎng)效應(yīng)管2的開啟電壓，使得電容3的電壓一直保持小于場(chǎng)效應(yīng)管2的開啟電壓vgs，故場(chǎng)效應(yīng)管2會(huì)一直處于截止?fàn)顟B(tài)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常工作。

當(dāng)電機(jī)卡死后，此時(shí)IC驅(qū)動(dòng)芯片1鎖定保護(hù)功能起作用，IC驅(qū)動(dòng)芯片1的第二端a2與第三端a3同時(shí)輸出高電平，此時(shí)電容3的充電回路為：由外接電機(jī)的定子線圈L1和L2的工作電壓源經(jīng)過電機(jī)的定子線圈L1和L2，再經(jīng)過兩個(gè)充放電支路5中的兩個(gè)電阻52給電容3充電，由于鎖定保護(hù)時(shí)間為3-5S,這段時(shí)間足夠電容3的電壓上升到場(chǎng)效應(yīng)管2的開啟電壓vgs，從而場(chǎng)效應(yīng)管2開啟，IC驅(qū)動(dòng)芯片1的第一端被拉低為0V，故IC驅(qū)動(dòng)芯片1停止工作。由于IC驅(qū)動(dòng)芯片1斷電停止工作時(shí)，IC驅(qū)動(dòng)芯片1的第二端a2與第三端a3為開路輸出，故充電回路持續(xù)，維持正反饋，IC驅(qū)動(dòng)芯片1進(jìn)入永久保護(hù)，直至電機(jī)重新上電為止，克服了直流電機(jī)啟動(dòng)過程中產(chǎn)生啟動(dòng)電流而形成的功耗。

當(dāng)電機(jī)斷電后，電容3會(huì)通過負(fù)載4及IC驅(qū)動(dòng)芯片1的內(nèi)阻進(jìn)行放電，很快電容3的電量被消耗盡。

如圖2所示，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的單相直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用場(chǎng)景做進(jìn)一步說明：

圖中，U1為IC驅(qū)動(dòng)芯片1，引腳1至4分別對(duì)應(yīng)IC驅(qū)動(dòng)芯片1的第一至第四端；TM1為場(chǎng)效應(yīng)管2；C1為電容3；負(fù)載4為R1；相并聯(lián)的D3和R2和相并聯(lián)的D4和R3組成兩個(gè)充放電支路5，D3和D4對(duì)應(yīng)二極管51，R2和R3對(duì)應(yīng)電阻52；供電VCC為內(nèi)部工作電壓源Vcc；

U1為霍爾元件，引腳1為供電VCC引腳，2，3腳為驅(qū)動(dòng)引腳，4腳為GND,其感應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)來提供轉(zhuǎn)子位置信息，U1工作時(shí)，DO與DOB為互補(bǔ)且交替輸出。

當(dāng)初次上電時(shí)，由于C1中的電量為零，使得M1 處于截止?fàn)顟B(tài)，U1通過R1供電而正常工作，由于DO與DOB為互補(bǔ)交替輸出，當(dāng)DO或DOB任意一腳輸出低電平時(shí)，C1將會(huì)通過D3、D4快速放電，且C1的充電回路僅在DO與DOB交替變化的瞬間起作用，又充電電阻R2和R3的取值足夠大，所以短暫的充電時(shí)間不能使C1間的電壓上升到M1的開啟電壓Vgs，故M1一直處于關(guān)閉狀態(tài)，電機(jī)能正常工作。

當(dāng)電機(jī)被卡死后，鎖定保護(hù)功能起作用，DO與DOB同時(shí)輸出高電平，此時(shí)C1的充電回路為： VCC通過D1到COM端，再由COM端到電機(jī)的定子線圈L1與L2，再經(jīng)過R2、R3給C1充電，由于鎖定保護(hù)時(shí)間為3-5S，這段時(shí)間足夠C1間的電壓上升到M1的開啟電壓Vgs，從而M1開啟，U1的第1腳被拉低為0V，故U1停止工作，由于U1斷電停止工作時(shí)，DO與DOB為開路輸出，故充電回路持續(xù)，維持正反饋，U1進(jìn)入永久保護(hù)。

當(dāng)電機(jī)斷電后，C1的放電回路為：C1通過D2，再通過R1，再通過U1的內(nèi)阻到地，很快C1的電量被消耗盡。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括IC驅(qū)動(dòng)芯片、場(chǎng)效應(yīng)管、電容、負(fù)載和兩個(gè)充放電支路，一旦檢測(cè)到電機(jī)卡死后，IC驅(qū)動(dòng)芯片輸出高電平電壓信號(hào)，通過兩個(gè)充放電支路對(duì)電容充電，并待一定充電時(shí)間過后，電容的電壓將會(huì)一直保持大于場(chǎng)效應(yīng)管的開啟電壓，使得IC驅(qū)動(dòng)芯片的電壓為0，并停止工作，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路一直保持鎖定保護(hù)直至電機(jī)重新上電為止，克服了直流電機(jī)啟動(dòng)過程中產(chǎn)生啟動(dòng)電流而形成的功耗。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。