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一种直流有刷电机 驱动器

阅读：180发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种直流有刷电机驱动器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种直流有刷电机驱动器，包括：P型MOS管、N型MOS管、P型MOS管控制电路、N型MOS管控制电路、正/反转控制电路、PWM控制电路、保护电路、电源接口、电机接口、控制接口，为减少电机启动时的电流，还设有NTC热敏电阻，可以有效延长电机换向碳刷的寿命。本实用新型可以支持频率 18kHz以上的PWM，可以有效地降低电机噪音，并且能支持100%占空比的PWM。本实用新型MOS管的控制电路采用简单可靠的三极管、电阻、二极管和电容，不仅成本低，而且可靠性高，适合大规模推广使用。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种直流有刷电机驱动器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种直流有刷电机驱动器，其特征在于，包括：P型MOS管、N型MOS管、P型MOS管控制电路、N型MOS管控制电路、正/反转控制电路、PWM控制电路、保护电路、电源接口、电机接口、控制接口，P型MOS管控制电路主要由PNP三级管、电阻和稳压二级管组成，N型MOS管控制电路主要由NPN三级管、电阻和稳压二级管组成，正/反转控制电路主要由电阻、肖特基二极管、电容组成，PWM控制电路主要由PNP三极管、电阻、电容组成，保护电路主要由保险丝、肖特基二极管、TVS二极管、电容组成，两组主要由P型MOS管和N型MOS管连接的电路组成H桥电路，电机接口与H桥电路上下臂中间处连接，控制接口与正/反转控制电路和PWM控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的直流有刷电机驱动器，其特征是：还设有NTC热敏电阻，NTC热敏电阻串联在P型MOS管和N型MOS管之间。
3.根据权利要求1或2所述的直流有刷电机驱动器，其特征是：所述的电机接口设有正/反转LED指示灯电路。
4.根据权利要求1或2所述的直流有刷电机驱动器，其特征是：所述的肖特基二极管可以用快恢复二极管、超快恢复二极管或整流二极管替换。
5.根据权利要求1或2所述的直流有刷电机驱动器，其特征是：所述的保护电路的保险丝为PTC自恢复保险丝。
6.根据权利要求1或2所述的直流有刷电机驱动器，其特征是：所述的保护电路的保险丝为快断型保险丝。
7.根据权利要求1或2所述的直流有刷电机驱动器，其特征是：所述的正/反转控制电路和PWM控制电路设有光耦隔离电路。

说明书全文

一种直流有刷电机 驱动器

技术领域

[0001] 本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种直流有刷电机驱动器。

背景技术

[0002] 直流电机在日常生活和工业领域都有广泛的应用。直流电机根据换向方式不同可以分为有刷电机和无刷电机。无刷电机的换向是通过电子控制实现的，它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，但控制电路复杂，成本高，一般在要求较高的场合使用。而有刷电机的换向是通过碳刷来实现的，它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单，以及成本低廉的优点，但有刷电机的缺点也很明显，其缺点主要是转动噪音大，启动电流大以及碳刷寿命短。现有的直流有刷电机驱动器大多都能满足电机调速和正反转控制，但是很少能有一款驱动器既成本低，又能很好地解决直流有刷电机转动噪音大，碳刷寿命短的难题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种直流有刷电机驱动器。本发明通过在电机驱动器电路中加入NTC热敏电阻，能很好地解决直流有刷电机启动电流大的缺点，从而可以延长电机换向碳刷的寿命。本发明可以支持频率18kHz以上的PWM，可以有效地降低电机噪音，并且能支持100%占空比的PWM。本发明MOS管的控制电路采用简单可靠的三极管、电阻、二极管和电容，不仅成本低，而且可靠性高，适合大规模推广使用。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0005] 一种直流有刷电机驱动器，包括：P型MOS管、N型MOS管、P型MOS管控制电路、N型MOS管控制电路、正/反转控制电路、PWM控制电路、保护电路、电源接口、电机接口、控制接口，P型MOS管控制电路主要由PNP三级管、电阻和稳压二级管组成，N型MOS管控制电路主要由NPN三级管、电阻和稳压二级管组成，正/反转控制电路主要由电阻、肖特基二极管、电容组成，PWM控制电路主要由PNP三极管、电阻、电容组成，保护电路主要由保险丝、肖特基二极管、TVS二极管、电容组成，两组主要由P型MOS管和N型MOS管连接的电路组成H桥电路，电机接口与H桥电路上下臂中间处连接，控制接口与正/反转控制电路和PWM控制电路连接。

[0006] 作为本发明进一步的方案：还设有NTC热敏电阻，NTC热敏电阻串联在P型MOS管和N型MOS管之间。NTC热敏电阻是一种可以随温度升高电阻阻值下降的电阻，常温下热敏电阻的阻值一般为5-10欧姆。电机启动瞬间电机线圈电阻较低且没有反向电动势，因此电流往往很大，当电路中由于串联了NTC热敏电阻后就可以有效降低电机启动瞬间的电流。当电机启动后，NTC热敏电阻的温度会随着时间升高，阻值可以降到很低，此时几乎不会影响电机的正常运转。

[0007] 作为本发明进一步的方案：所述的电机接口设有正/反转LED指示灯电路。

[0008] 作为本发明进一步的方案：所述的肖特基二极管可以用快恢复二极管、超快恢复二极管或整流二极管替换。

[0009] 作为本发明进一步的方案：所述的保护电路的保险丝为PTC自恢复保险丝。

[0010] 作为本发明进一步的方案：所述的保护电路的保险丝为快断型保险丝。

[0011] 作为本发明进一步的方案：所述的正/反转控制电路和PWM控制电路设有光耦隔离电路。附图说明

[0012] 图1是本发明实施例H桥电路左半部分示意图。

[0013] 图2是本发明实施列的正/反转控制电路示意图。

[0014] 图3是本发明实施例PWM控制电路示意图。

[0015] 图4是本发明实施例电源和保护电路示意图。

[0016] 图5是本发明实施例正/反转LED指示灯电路示意图。

具体实施方式

[0017] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0018] 本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

[0019] 本发明提供了一种直流有刷电机驱动器，包括：P型MOS管、N型MOS管、P型MOS管控制电路、N型MOS管控制电路、正/反转控制电路、PWM控制电路、保护电路、电源接口、电机接口、控制接口，P型MOS管控制电路主要由PNP三级管、电阻和稳压二级管组成，N型MOS管控制电路主要由NPN三级管、电阻和稳压二级管组成，正/反转控制电路主要由电阻、肖特基二极管、电容组成，PWM控制电路主要由PNP三极管、电阻、电容组成，保护电路主要由保险丝、肖特基二极管、TVS二极管、电容组成，两组主要由P型MOS管和N型MOS管连接的电路组成H桥电路，电机接口与H桥电路上下臂中间处连接，控制接口与正/反转控制电路和PWM控制电路连接。参见图1、图2、图3和图4所示。T1为P型MOS管，T2为N型MOS管，D1、D2和D6为稳压二极管，D4、D5和D8为肖特基二极管，D7为TVS二极管，Q1、Q2和Q5为PNP三极管，Q3和Q4为NPN三极管，R2-R14为金属膜电阻，C1、C2和C3为瓷片电容，C4为电解电容。图1为H桥电路左半部分，H桥电路右半部分与左半部分成镜像对称，故说明书附图省略了H桥右半部分电路。

[0020] 作为本发明优选的方案：还设有NTC热敏电阻，NTC热敏电阻串联在P型MOS管和N型MOS管之间。图1电阻R1为NTC热敏电阻。

[0021] 作为本发明优选的方案：所述的电机接口设有正/反转LED指示灯电路。参见图5所示，D9和D10为 LED灯。

[0022] 作为本发明优选的方案：所述的保护电路的保险丝为PTC自恢复保险丝。图4保险丝F1为PTC自恢复保险丝。

[0023] 本发明实施例的控制接口有3个端口，即PWM 信号端口、正转信号端口和反转信号端口。当要让电机正转时，只要把正转信号端口和PWM信号端口都接地，当要让电机反转时，只要把反转信号端口和PWM信号端口都接地。如果要控制电机转速，可以通过控制PWM信号端口的占空比来实现，PWM信号端口低电平占比越大，电机转速越快。如果要让电机处于刹车状态，可以通过把正转信号端口和反转信号端口都接地设为低电平来实现。

[0024] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有多种更改、组合或变化。凡在本发明的精神和原则之内所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

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