基于半內(nèi)置集成半橋驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于半內(nèi)置集成半驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，主要由集成在芯片（1）內(nèi)部的控制器（1），以及集成在芯片（1）內(nèi)部并與控制器（2）相連接的四個前置驅(qū)動器（3）組成，其特征在于：所述四個前置驅(qū)動器（3）的輸出端均與半橋驅(qū)動電路的輸入端相連接，且該半橋驅(qū)動電路的一部分集成在芯片（1）內(nèi)部，另一部分則設(shè)置于芯片（1）的外部。本實用新型采用創(chuàng)新的半內(nèi)置式驅(qū)動電路，其不僅整體結(jié)構(gòu)非常簡單，而且其結(jié)構(gòu)也完全不同于傳統(tǒng)的全內(nèi)置和全外置驅(qū)動結(jié)構(gòu)，從而能有效避免全外置驅(qū)動結(jié)構(gòu)所存在的外圍電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性能較差的缺陷。
【專利說明】基于半內(nèi)置集成半橋驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，具體是指一種基于半內(nèi)置集成半橋驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大電流電機(jī)工作時的驅(qū)動電路大都采用的是全內(nèi)置或全外置兩種驅(qū)動結(jié)構(gòu)。所謂的全內(nèi)置驅(qū)動結(jié)構(gòu)是指將驅(qū)動電路和場效應(yīng)管全部集成在芯片內(nèi)部，以實現(xiàn)對外部電機(jī)的驅(qū)動；相反，所謂的全外置驅(qū)動結(jié)構(gòu)則是指將驅(qū)動電路和四個或六個場效應(yīng)管全部外置在芯片外部，以實現(xiàn)對外部電機(jī)的驅(qū)動。
[0003]雖然這兩種驅(qū)動結(jié)構(gòu)技術(shù)較為成熟，但在運行時，全內(nèi)置驅(qū)動結(jié)構(gòu)卻不能承受大電流工作范圍，只能工作在很小的電流范圍，否則會使芯片溫度上升過快導(dǎo)致?lián)p壞芯片；而全外置驅(qū)動結(jié)構(gòu)則需要使用四個/六個場效應(yīng)管，不僅會極大的增加場效應(yīng)管的損耗，而且還會增加外圍電路的復(fù)雜度，其性能便得不到很好的保證。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于克服目前全內(nèi)置和全外置驅(qū)動電路所存在的工作電流范圍小和場效應(yīng)管能耗高，穩(wěn)定性能較差的缺陷，提供一種能同時克服以上兩種缺陷的基于半內(nèi)置集成半橋驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路。
[0005]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):基于半內(nèi)置集成半驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，主要由集成在芯片內(nèi)部的控制器，以及集成在芯片內(nèi)部并與控制器相連接的四個前置驅(qū)動器組成，所述四個前置驅(qū)動器的輸出端均與半橋驅(qū)動電路的輸入端相連接，且該半橋驅(qū)動電路的一部分集成在芯片內(nèi)部，另一部分則設(shè)置于芯片的外部。
[0006]進(jìn)一步地，所述半橋驅(qū)動電路由集成在芯片內(nèi)部的場效應(yīng)管MOSl和場效應(yīng)管M0S2，以及設(shè)置在芯片外部的場效應(yīng)管M0S3和場效應(yīng)管M0S4組成，所述四個前置驅(qū)動器的輸出端分別與上述的場效應(yīng)管M0S1、場效應(yīng)管M0S2、場效應(yīng)管M0S3及場效應(yīng)管M0S4的輸入端相連接。
[0007]為了較好的實現(xiàn)本實用新型，在場效應(yīng)管M0S4的源級上還串接有分壓電阻R。同時，集成在芯片內(nèi)部的場效應(yīng)管MOSl和場效應(yīng)管M0S2分別為N溝道場效應(yīng)管和P溝道場效應(yīng)管，而設(shè)置在芯片外部的場效應(yīng)管M0S3和場效應(yīng)管M0S4分別為P溝道場效應(yīng)管和N溝道場效應(yīng)管。
[0008]本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0009](I)本實用新型采用創(chuàng)新的半內(nèi)置式驅(qū)動電路，其不僅整體結(jié)構(gòu)非常簡單，而且其結(jié)構(gòu)也完全不同于傳統(tǒng)的全內(nèi)置和全外置驅(qū)動結(jié)構(gòu)，從而能有效避免全外置驅(qū)動結(jié)構(gòu)所存在的外圍電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性能較差的缺陷。
[0010](2)本實用新型采用半內(nèi)置半橋式驅(qū)動結(jié)構(gòu)后，能有效的突破驅(qū)動電流的限制，從而有效克服傳統(tǒng)全內(nèi)置驅(qū)動電路存在的電流范圍小的缺陷。[0011](3)本實用新型同時具備全內(nèi)置驅(qū)動電路和全外置驅(qū)動電路的優(yōu)點，使得其應(yīng)用范圍極為廣泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的輸出信號和電機(jī)繞組的back-emf之間的關(guān)系曲線圖。
[0014]以上附圖中的附圖標(biāo)記名稱分別為:
[0015]I —芯片，2—控制器，3—前置驅(qū)動器。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0017]實施例1
[0018]如圖1所示，本實用新型的控制器2和四個前置驅(qū)動器3均集成在芯片I的內(nèi)部，該控制器2和前置驅(qū)動器3均為市面上所流通的電子產(chǎn)品。四個前置驅(qū)動器3均與控制器2的輸出端相連接，以確保這些前置驅(qū)動器3能接收控制器2的控制指令。
[0019]為了有效的融合傳統(tǒng)全內(nèi)置驅(qū)動電路和全外置驅(qū)動電路的優(yōu)點，有效克服其各自的缺陷，本實用新型突破性的采用了由場效應(yīng)管所構(gòu)成的半橋驅(qū)動電路。如圖所示，該半橋驅(qū)動電路包括四個場效應(yīng)管，即場效應(yīng)管M0S1、場效應(yīng)管M0S2、場效應(yīng)管M0S3及場效應(yīng)管M0S4，其數(shù)量與前置驅(qū)動器3的數(shù)量相一致。其中，兩個場效應(yīng)管要集成在芯片I的內(nèi)部，另兩個場效應(yīng)管要設(shè)置在芯片I的外部，且這四個場效應(yīng)管首尾相連形成一個回路。
[0020]如圖所示，場效應(yīng)管MOSl和場效應(yīng)管M0S2集成在芯片I內(nèi)部，場效應(yīng)管M0S3和場效應(yīng)管M0S4則設(shè)置在芯片I外部。其中，場效應(yīng)管MOSl和場效應(yīng)管M0S4為N溝道場效應(yīng)管，場效應(yīng)管M0S2和場效應(yīng)管M0S3為P溝道場效應(yīng)管，即集成在芯片I內(nèi)部的兩個場效應(yīng)管分別為N溝道和P溝道,而位于芯片I外部的兩個場效應(yīng)管也要分別為N溝道和P溝道。
[0021]兩個前置驅(qū)動器3的輸出端直接與場效應(yīng)管MOSl和場效應(yīng)管M0S2的柵極相連接，另外兩個前置驅(qū)動器3的輸出端則直接在芯片I的引腳處形成H-PV和L-NV輸出端。同時，場效應(yīng)管M0S2的漏極在芯片I的引腳處形成電壓輸出端VCC，場效應(yīng)管MOSl的源極則在芯片I的引腳處形成RNF輸出端。
[0022]場效應(yīng)管MOSl的漏極與場效應(yīng)管M0S2的源極相連接，場效應(yīng)管M0S3的源極與場效應(yīng)管M0S4的漏極相連接；同時，場效應(yīng)管M0S3的漏極與芯片I的VCC端相連接，其柵極與芯片I的H-PV端相連接；場效應(yīng)管M0S4的柵極與芯片I的L-NV端相連接，其源極則與芯片I的RNF端相連接。為了確保效果，場效應(yīng)管MM00S4的源極還串接有分壓電阻R。
[0023]場效應(yīng)管MOSl的漏極還在芯片I的引腳處形成有輸出端M0TU，該輸出端MOTU與場效應(yīng)管M0S4的漏極引出端共同形成電機(jī)的驅(qū)動輸入端。電機(jī)M的驅(qū)動電流便從該輸入端獲取。
[0024]實際運行時，電機(jī)的驅(qū)動輸入端與電機(jī)的驅(qū)動線圈相連接，芯片I則通過判斷霍爾傳感器的輸出電壓來進(jìn)行工作。如果霍爾傳感器安裝正確，則芯片I根據(jù)反電勢(back-emf )的極性來發(fā)出控制4個MOSFET管子的導(dǎo)通和斷開，使得電機(jī)的繞組在其back-emf為正的時候，MOSFET管M0S2和M0S4導(dǎo)通而MOSl和M0S3關(guān)斷，以使得繞組的電流為正向；當(dāng)back-emf為負(fù)的時候，MOSFET管M0S2和M0S4關(guān)斷而MOSl和M0S3導(dǎo)通，以使得繞組的電流為負(fù)向。這樣能夠保證流入線圈的電流所產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩始終為正值，電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，其輸出信號和電機(jī)繞組的back-emf之間的關(guān)系如圖其檢測電壓波形如圖2所
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【權(quán)利要求】
1.基于半內(nèi)置集成半驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，主要由集成在芯片(I)內(nèi)部的控制器(2)，以及集成在芯片(I)內(nèi)部并與控制器(2)相連接的四個前置驅(qū)動器(3)組成，其特征在于:所述四個前置驅(qū)動器(3)的輸出端均與半橋驅(qū)動電路的輸入端相連接，且該半橋驅(qū)動電路的一部分集成在芯片(I)內(nèi)部，另一部分則設(shè)置于芯片(I)的外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于半內(nèi)置集成半驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，其特征在于:所述半橋驅(qū)動電路由集成在芯片(I)內(nèi)部的場效應(yīng)管MOSl和場效應(yīng)管M0S2，以及設(shè)置在芯片(I)外部的場效應(yīng)管M0S3和場效應(yīng)管M0S4組成，所述四個前置驅(qū)動器(3)的輸出端分別與上述的場效應(yīng)管M0S1、場效應(yīng)管M0S2、場效應(yīng)管M0S3及場效應(yīng)管M0S4的輸入端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于半內(nèi)置集成半驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，其特征在于:在場效應(yīng)管M0S4的源級上還串接有分壓電阻R。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于半內(nèi)置集成半驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，其特征在于:集成在芯片(I)內(nèi)部的場效應(yīng)管MOSl和場效應(yīng)管M0S2分別為N溝道場效應(yīng)管和P溝道場效應(yīng)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于半內(nèi)置集成半驅(qū)動結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，其特征在于:設(shè)置在芯片(I)外部的場效應(yīng)管M0S3和場效應(yīng)管M0S4分別為P溝道場效應(yīng)管和N溝道場效應(yīng)管。
【文檔編號】H02P27/06GK203377807SQ201320453649
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】畢磊 申請人:峰岹科技（深圳）有限公司