一种单口控制的h桥电机驱动电路及电器
阅读说明：本技术 一种单口控制的h桥电机驱动电路及电器 (Single-port controlled H-bridge motor driving circuit and electric appliance ) 是由 谢海军 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种单口控制的H桥电机驱动电路及电器。H桥电机驱动电路由第一开关管NMOS1、第二开关管NMOS2、第三开关管NMOS3和第四开关管NMOS4组成,第一半桥驱动芯片IC1分别控制第一开关管NMOS1和第三开关管NMOS3的通断,第二半桥驱动芯片IC2分别控制第二开关管NMOS2和第四开关管NMOS4的通断；同一个PWM输出端口分别连接第一半桥驱动芯片IC1和第二半桥驱动芯片IC2,且PWM输出端口通过反相器IC3连接第二半桥驱动芯片IC2。本发明仅需一个I/O口即可实现对电机正反转的控制,节省主控器资源；同时有效地防止H桥电机驱动电路的上下MOS管同时直通而产生的大电流损坏MOS管,提高产品的可靠性。(The invention relates to a single-port controlled H-bridge motor driving circuit and an electric appliance. The H-bridge motor driving circuit consists of a first switch tube NMOS1, a second switch tube NMOS2, a third switch tube NMOS3 and a fourth switch tube NMOS4, a first half-bridge driving chip IC1 controls the on-off of the first switch tube NMOS1 and the third switch tube NMOS3 respectively, and a second half-bridge driving chip IC2 controls the on-off of the second switch tube NMOS2 and the fourth switch tube NMOS4 respectively; the same PWM output port is connected to the first half-bridge driver IC1 and the second half-bridge driver IC2, respectively, and the PWM output port is connected to the second half-bridge driver IC2 through the inverter IC 3. The invention can realize the control of the positive and negative rotation of the motor by only one I/O port, thereby saving the resources of the main controller; meanwhile, the MOS tube is effectively prevented from being damaged by large current generated by the simultaneous direct connection of the upper MOS tube and the lower MOS tube of the H-bridge motor driving circuit, and the reliability of the product is improved.)
技术领域
本发明涉及电机驱动领域，更具体地说，涉及一种单口控制的H桥电机驱动电路及电器。
背景技术
现在技术中常使用H桥电路去驱动电机的正转和反转，这种H桥电路都是用主控器的两个I/O口去控制四个MOS管的开通和关断，从而达到控制电机的正转和反转的目的。而使用此种电路会有两个不利之处：一是主控器的资源占用多，二是主控需要两个I/O口去控制MOS管的开关和关断，会存在H桥电路的上下两个MOS管直通的现象，导致MOS管损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种单口控制的H桥电机驱动电路及电器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种单口控制的H桥电机驱动电路，包括第一半桥驱动芯片IC1、第二半桥驱动芯片IC2、第一开关管NMOS1、第二开关管NMOS2、第三开关管NMOS3、第四开关管NMOS4、反相器IC3；
所述第一半桥驱动芯片IC1的输入引脚IN连接PWM输出端口，所述第一半桥驱动芯片IC1的供电引脚VDD连接第一供电电源，所述第一半桥驱动芯片IC1的接地引脚GND接地；所述第一半桥驱动芯片IC1的高电平输出引脚HO连接所述第一开关管NMOS1的栅极，所述第一半桥驱动芯片IC1的低电平输出引脚LO连接所述第三开关管NMOS3的栅极；所述第一开关管NMOS1的漏极连接第二供电电源，所述第一开关管NMOS1的源极连接电机的第一输入端；所述第三开关管NMOS3的漏极连接所述电机的第一输入端，所述第三开关管NMOS3的源极接地；
所述PWM输出端口连接所述反相器IC3的输入端，所述反相器IC3的输出端连接所述第二半桥驱动芯片IC2的输入引脚IN，所述反相器IC3的供电端连接第三供电电源，所述反相器IC3的接地端接地；所述第二半桥驱动芯片IC2的供电引脚VDD连接所述第一供电电源，所述第二半桥驱动芯片IC2的接地引脚GND接地；所述第二半桥驱动芯片IC2的高电平输出引脚HO连接所述第二开关管NMOS2的栅极，所述第二半桥驱动芯片IC2的低电平输出引脚LO连接所述第四开关管NMOS4的栅极；所述第二开关管NMOS2的漏极连接所述第二供电电源，所述第二开关管NMOS2的源极连接电机的第二输入端；所述第四开关管NMOS4的漏极连接所述电机的第二输入端，所述第四开关管NMOS4的源极接地；
若所述PWM输出端口输出高电平，所述第一半桥驱动芯片IC1的高电平输出引脚HO输出高电平，所述第一开关管NMOS1导通；所述第一半桥驱动芯片IC1的低电平输出引脚LO输出低电平，所述第三开关管NMOS3关断；所述PWM输出端口输出高电平经所述反相器IC3反向后输出低电平，所述第二半桥驱动芯片IC2的高电平输出引脚HO输出低电平，所述第二开关管NMOS2关断，所述第二半桥驱动芯片IC2的低电平输出引脚LO输出高电平，所述第四开关管NMOS4导通，所述电机按照第一预设方向转动；
若所述PWM输出端口输出低电平，所述第一半桥驱动芯片IC1的高电平输出引脚HO输出低电平，所述第一开关管NMOS1关断；所述第一半桥驱动芯片IC1的低电平输出引脚LO输出高电平，所述第三开关管NMOS3导通；所述PWM输出端口输出低电平经所述反相器IC3反向后输出高电平，所述第二半桥驱动芯片IC2的高电平输出引脚HO输出高电平，所述第二开关管NMOS2导通，所述第二半桥驱动芯片IC2的低电平输出引脚LO输出低电平，所述第四开关管NMOS4关断，所述电机按照第二预设方向转动；所述第一预设方向和所述第二预设方向为相反转动方向。
进一步，在本发明所述的单口控制的H桥电机驱动电路中，若所述PWM输出端口输出高电平，可通过调节PWM信号的占空比来调节所述电机的转速。
进一步，在本发明所述的单口控制的H桥电机驱动电路中，若所述PWM输出端口输出低电平，可通过调节PWM信号的占空比来调节所述电机的转速。
进一步，本发明所述的单口控制的H桥电机驱动电路还包括电阻R1，所述第三开关管NMOS3的源极连接所述电阻R1的第一端，所述第四开关管NMOS4的源极连接所述电阻R1的第一端，所述电阻R1的第二端接地。
进一步，本发明所述的单口控制的H桥电机驱动电路还包括运算放大器，所述运算放大器的输入端连接所述电阻R1的第一端，所述运算放大器的输出端输出放大后的采样电流。
进一步，在本发明所述的单口控制的H桥电机驱动电路中，所述第一供电电源为12V直流电源，所述第二供电电源为12V直流电源，所述第三供电电源为3.3V直流电源。
另外，本发明还提供一种电器，该电器包括电机，所述电器还包括如上述的单口控制的H桥电机驱动电路。
实施本发明的一种单口控制的H桥电机驱动电路及电器，具有以下有益效果：本发明仅需一个I/O口即可实现对电机正反转的控制，节省主控器资源；同时有效地防止H桥电机驱动电路的上下MOS管同时直通而产生的大电流损坏MOS管，提高产品的可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是实施例提供的一种单口控制的H桥电机驱动电路的电路图；
图2是实施例提供的一种单口控制的H桥电机驱动电路的电路图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
参考图1，本实施例的单口控制的H桥电机驱动电路包括第一半桥驱动芯片IC1、第二半桥驱动芯片IC2、第一开关管NMOS1、第二开关管NMOS2、第三开关管NMOS3、第四开关管NMOS4、反相器IC3，其中由第一开关管NMOS1、第二开关管NMOS2、第三开关管NMOS3和第四开关管NMOS4组成H桥电机驱动电路，且第一开关管NMOS1、第二开关管NMOS2、第三开关管NMOS3和第四开关管NMOS4为N型MOS管。
第一半桥驱动芯片IC1的输入引脚IN连接PWM输出端口，PWM输出端口为主控器上的一个I/O口，主控器通过PWM输出端口输出PWM信号。第一半桥驱动芯片IC1的供电引脚VDD连接第一供电电源，第一半桥驱动芯片IC1的接地引脚GND接地；第一半桥驱动芯片IC1的高电平输出引脚HO连接第一开关管NMOS1的栅极，第一半桥驱动芯片IC1的低电平输出引脚LO连接第三开关管NMOS3的栅极；第一开关管NMOS1的漏极连接第二供电电源，第一开关管NMOS1的源极连接电机的第一输入端；第三开关管NMOS3的漏极连接电机的第一输入端，第三开关管NMOS3的源极接地。
PWM输出端口连接反相器IC3的输入端，反相器IC3的输出端连接第二半桥驱动芯片IC2的输入引脚IN，反相器IC3的供电端连接第三供电电源，反相器IC3的接地端接地；反相器IC3可参考现有技术。第二半桥驱动芯片IC2的供电引脚VDD连接第一供电电源，第二半桥驱动芯片IC2的接地引脚GND接地；第二半桥驱动芯片IC2的高电平输出引脚HO连接第二开关管NMOS2的栅极，第二半桥驱动芯片IC2的低电平输出引脚LO连接第四开关管NMOS4的栅极；第二开关管NMOS2的漏极连接第二供电电源，第二开关管NMOS2的源极连接电机的第二输入端；第四开关管NMOS4的漏极连接电机的第二输入端，第四开关管NMOS4的源极接地。
进一步，本实施例的单口控制的H桥电机驱动电路的工作原理为：
若PWM输出端口输出高电平，第一半桥驱动芯片IC1的高电平输出引脚HO输出高电平，第一开关管NMOS1导通；第一半桥驱动芯片IC1的低电平输出引脚LO输出低电平，第三开关管NMOS3关断；PWM输出端口输出高电平经反相器IC3反向后输出低电平，第二半桥驱动芯片IC2的高电平输出引脚HO输出低电平，第二开关管NMOS2关断，第二半桥驱动芯片IC2的低电平输出引脚LO输出高电平，第四开关管NMOS4导通，电机按照第一预设方向转动；
若PWM输出端口输出低电平，第一半桥驱动芯片IC1的高电平输出引脚HO输出低电平，第一开关管NMOS1关断；第一半桥驱动芯片IC1的低电平输出引脚LO输出高电平，第三开关管NMOS3导通；PWM输出端口输出低电平经反相器IC3反向后输出高电平，第二半桥驱动芯片IC2的高电平输出引脚HO输出高电平，第二开关管NMOS2导通，第二半桥驱动芯片IC2的低电平输出引脚LO输出低电平，第四开关管NMOS4关断，电机按照第二预设方向转动；第一预设方向和第二预设方向为相反转动方向。
作为选择，在本实施例的单口控制的H桥电机驱动电路中，若PWM输出端口输出高电平，可通过调节PWM信号的占空比来调节电机的转速。
作为选择，在本实施例的单口控制的H桥电机驱动电路中，若PWM输出端口输出低电平，可通过调节PWM信号的占空比来调节电机的转速。
作为选择，本实施例的单口控制的H桥电机驱动电路中第一供电电源为12V直流电源，第二供电电源为12V直流电源，第三供电电源为3.3V直流电源；其中第一供电电源和第二供电电源可为同一供电电源。
本实施例仅需一个I/O口即可实现对电机正反转的控制，节省主控器资源；同时有效地防止H桥电机驱动电路的上下MOS管同时直通而产生的大电流损坏MOS管，提高产品的可靠性。
实施例2
参考图2，在实施例1的基础上，本实施例的单口控制的H桥电机驱动电路还包括电阻R1，电阻R1为采样电阻，用于采集电机的工作电流。第三开关管NMOS3的源极连接电阻R1的第一端，第四开关管NMOS4的源极连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端接地。
本实施例的单口控制的H桥电机驱动电路还包括运算放大器，运算放大器的输入端连接电阻R1的第一端，运算放大器的输入端输入采集的电机的工作电流，运算放大器的输出端输出放大后的采样电流；其中运算放大器可参考现有技术。放大后的采样电流可输入至主控器或其它监测电路，以检测电机的工作电流，在电流出现异常时进行对应的安全控制，例如停止电机工作。
本实施例仅需一个I/O口即可实现对电机正反转的控制，节省主控器资源；同时有效地防止H桥电机驱动电路的上下MOS管同时直通而产生的大电流损坏MOS管，提高产品的可靠性。并且可监测电机电流，放置电机电流异常对电机造成损坏。
实施例3
本实施例的电器包括电机，电器还包括如上述实施例的单口控制的H桥电机驱动电路，该电器使用上述实施例的单口控制的H桥电机驱动电路驱动电机转动。本实施例的电机可为工业应用电机、车载电机等。
作为选择，电器包括但不限于搅拌机、榨汁机等。
本实施例仅需一个I/O口即可实现对电机正反转的控制，节省主控器资源；同时有效地防止H桥电机驱动电路的上下MOS管同时直通而产生的大电流损坏MOS管，提高产品的可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。