阅读说明：本技术 一种电机驱动电路及其开关管驱动电路 (Motor drive circuit and switching tube drive circuit thereof ) 是由 王永秋 孙盼龙 吴青艳 于 2018-07-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种电机驱动电路及其开关管驱动电路,开关管驱动电路包括比较器和状态检测模块,各比较器的反相输入端连接状态检测模块,正相输入端连接控制器上的控制信号输出接口,输出端连接H桥电机驱动电路中开关管的控制极；状态检测模块用于检测控制器是否处于上电和/或复位状态；当控制器处于上电和/或复位状态时,状态检测模块向比较器的反相输入端发送高电位信号,否则向比较器的反相输入端发送低电位信号。本发明所提供的技术方案,当控制器上电或复位时,被驱动的开关管接收不到控制器所发出的控制信号,H桥驱动电路中不会出现同侧开关管同时导通的现象,所以能够提高H桥驱动电路的安全性。(The invention provides a motor driving circuit and a switching tube driving circuit thereof, wherein the switching tube driving circuit comprises comparators and a state detection module, the inverting input end of each comparator is connected with the state detection module, the non-inverting input end of each comparator is connected with a control signal output interface on a controller, and the output end of each comparator is connected with a control electrode of a switching tube in an H-bridge motor driving circuit; the state detection module is used for detecting whether the controller is in a power-on state and/or a reset state; when the controller is in a power-on and/or reset state, the state detection module sends a high-potential signal to the inverting input end of the comparator, otherwise, the state detection module sends a low-potential signal to the inverting input end of the comparator. According to the technical scheme provided by the invention, when the controller is powered on or reset, the driven switch tube cannot receive the control signal sent by the controller, and the phenomenon that the switch tubes on the same side are simultaneously conducted in the H-bridge driving circuit cannot occur, so that the safety of the H-bridge driving circuit can be improved.)

一种电机驱动电路及其开关管驱动电路

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种电机驱动电路及其开关管驱动电路。

背景技术

H桥驱动电路是一种非常典型的电机驱动电路，其结构如图1所示，包括T1、T2、T3和T4共四个开关管，通过控制各开关管的通断，实现对电机的驱动。由于电机驱动电路的形状酷似字母H，因此被称为H桥驱动电路。

在H桥驱动电路工作时，其中一个开关管对正极导通，实现电机电位的上拉，另一个MOS管对负极导通，实现对电机电位的下拉，通过切换实现对电机的驱动。

H桥驱动电路中的各开关管通常采用单片机等控制器产生的驱动信号来驱动控制，但是在控制器上电或复位时，其管脚一般处于输入状态，如果此时受到外界干扰，将会导致H桥驱动电路中同侧的开关管导通，电机工作异常；如果H桥驱动电路中同侧的开关管导通，将会使电源正极与负极之间的短路，烧坏该桥臂上设置的开关管，造成H桥驱动电路安全性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机驱动电路及其开关管驱动电路，用于解决现有的开关管控制电路中在控制器上电或复位时，由于控制器管脚处于输入状态而导致H桥驱动电路中同侧开关管导通，进而造成H桥驱动电路安全性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种电机驱动电路，包括控制器，以及由第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管构成H桥电机驱动电路，各开关管的控制极分别设置有相应的开关管驱动电路；

所述H桥电机驱动电路同侧的开关管中，至少一个开关管的驱动电路为防误动开关管驱动电路；

各防误动开关管驱动电路包括相应的比较器和状态检测模块，各比较器的反相输入端连接相应的状态检测模块，正相输入端连接控制器上相应的控制信号输出接口，输出端连接H桥电机驱动电路中相应开关管的控制极；

所述状态检测模块用于检测控制器是否处于上电和/或复位状态；当控制器处于上电和/或复位状态时，状态检测模块向相应比较器的反相输入端发送高电位信号，否则向相应比较器的反相输入端发送低电位信号。

本发明所提供的技术方案，在防误动开关管驱动电路中设置有比较器，在比较器的作用下，当控制器上电或复位时，被驱动的开关管接收不到控制器所发出的控制信号，H桥驱动电路中不会出现同侧开关管同时导通的现象，所以能够提高H桥驱动电路的安全性。

作为对状态检测模块的进一步改进，各状态检测模块包括相应的第五开关管；各第五开关管的阳极连接相应比较器的反相输入端，阴极和控制极用于接地，并且在各开关管控制极用于接地的线路上分别设置有相应的下拉电阻；各第五开关管的控制极还与控制器上相应的使能输出端连接，当控制器上电完成时控制器的各使能输出端口输出高电平信号。

作为对各比较器反相输入端的进一步改进，各比较器反相输出端用于连接电源的线路上设置有相应的第一上拉电阻。

作为对各比较器输出端的进一步改进，各比较器的输出端还用于连接电源，并且在各比较器输出端用于连接电源的相应线路上分别设置有相应的第二上拉电阻。

作为对第五开关管的进一步改进，各第五开关管均为三极管。

作为对H桥电机驱动电路中各开关管的进一步改进，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均为MOS管。

一种开关管驱动电路，包括控制器、比较器和状态检测模块；比较器的反相输入端连接有状态检测模块，正相输入端连接控制器的控制信号输出接口，输出端用于连接被驱动开关管的控制极；

所述状态检测模块用于检测控制器是否处于上电和/或复位状态，当控制器处于上电和/或复位状态时状态检测模块向比较器的反相输入端发送高电位信号，否则向比较器的反相输入端发送低电位信号。

作为对状态检测模块的进一步改进，所述状态检测模块包括开关管；开关管的阳极连接比较器的反相输入端，阴极和控制极用于接地，并且在开关管控制极用于接地的线路上分别设置有下拉电阻；开关管的控制极还与控制器上使能输出端连接，当控制器上电完成时控制器的使能输出端口输出高电平信号。

作为对比较器的进一步改进，所述比较器反相输入端用于连接电源的线路上设置有第一上拉电阻。

作为对比较器的进一步改进，所述比较器的输出端还用于连接电源，并且在比较器输出端用于连接电源的相应线路上设置有第二上拉电阻。

附图说明

图1为现有技术中H桥驱动电路的结构原理图；

图2为电机驱动电路实施例中H桥驱动电路的结构原理图；

图3为电机驱动电路实施例中H桥驱动电路中第一MOS管Q1的驱动电路图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种电机驱动电路及其开关管驱动电路，用于解决现有的开关管控制电路中在控制器上电或复位时，由于控制器管脚处于输入状态而导致H桥驱动电路中同侧开关管导通，进而造成H桥驱动电路安全性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种电机驱动电路，包括控制器，以及由第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管构成H桥电机驱动电路，各开关管的控制极分别设置有相应的开关管驱动电路；

所述H桥电机驱动电路同侧的开关管中，至少一个开关管的驱动电路为防误动开关管驱动电路；

各防误动开关管驱动电路包括相应的比较器和状态检测模块，各比较器的反相输入端连接相应的状态检测模块，正相输入端连接控制器上相应的控制信号输出接口，输出端连接H桥电机驱动电路中相应开关管的控制极；

所述状态检测模块用于检测控制器是否处于上电和/或复位状态；当控制器处于上电和/或复位状态时，状态检测模块向相应比较器的反相输入端发送高电位信号，否则向相应比较器的反相输入端发送低电位信号。

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

电机驱动电路实施例：

本实施例提供一种电机驱动电路，采用MOS管构成的H桥驱动电路驱动电机，并且在控制器上电或复位时，不会因为受到干扰信号的影响而出现同侧MOS管同时导通的现象。

本实施例所提供的电机驱动电路，其结构如图2所示，包括控制器U1，以及由第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4组成的H桥驱动电路，该H桥驱动电路与电机M1连接，用于驱动电机M1。

每个MOS管都对应设置有一条MOS管驱动电路，H桥电机驱动电路同侧的开关管中至少一个开关管的驱动电路为防误动开关管驱动电路，如图2中第一MOS管Q1和第三MOS管Q3同侧，第二MOS管Q2和第四MOS管Q4同侧，则第一MOS管Q1和第三MOS管Q3中至少有一个的驱动电路为防误动开关管驱动电路，第二MOS管Q2和第四MOS管Q4中至少有一个的驱动电路为防误动开关管驱动电路。本实施例中以第一MOS管Q1的驱动电路为防误动开关管驱动电路进行说明。

第一MOS管Q1的驱动电路如图3所示，其中包括三极管Q5和比较器U2，控制器U1上的第一使能端通过电阻R1连接三极管Q5的基极，三极管Q5的基极还通过下拉电阻R2接地；三极管Q5的发射极接地，集电极与电源Vbat连接，并在三极管Q5集电极连接电源Vbat的线路上串联设置有电阻R3和电阻R4。比较器U2的正相输入端与控制器的第一控制信号输出端连接，反相输入端连接电阻R3和电阻R4的连接点，输出端连接第一MOS管Q1的控制极，并且为了保证对第一MOS管Q1的驱动效果，比较器U2的输出端还通过上拉电阻R5连接电源Vbat。

控制器U1的第一使能端，是指控制器U1上用于发出驱动第一MOS管Q1的使能信号的端口，该端口在控制器U1上电和/或复位时在电阻R1和电阻R2的作用下电位拉低，为低电位，当控制器U1上电和/或复位完成时输出高电位信号。

控制器U1的第一控制信号输出端，是指控制器U1上用于发出驱动第一MOS管Q1的控制信号的端口，本实施例中控制器U1的第一控制信号输出端输出的是PWM波信号。

本实施例中控制器U1驱动第一MOS管Q1的方法为：

当控制器U1处于上电和/或复位状态时，在电阻R1和电阻R2的作用下，将控制器U1第一使能端的电位拉低，此时三极管Q5基极的电位为低电位，三极管Q5处于关断状态，比较器U2反相输入端为高电平，即使比较器U2的正相输入端为高电平，其输出端输出的信号也为低电平信号，第一MOS管Q1不会被触发导通，避免在控制器U1在上电和/或复位时H桥驱动电路中出现同侧MOS管同时导通的现象；

当控制器U1上电和/或复位完成后处于正常工作状态时，第一使能端输出为高电位信号，此时三极管Q5的基极为高电位，三极管Q5被触发到导通，比较器U2反相输入端的电位被拉低，此时比较器U2输出端输出的信号与控制器U1第一控制信号输出端输出的控制信号相同，在上拉电阻R5的作用下，第一MOS管Q1根据控制器U1第一控制信号输出端输出的控制信号工作。

本实施例中，H桥驱动电路中的开关管采用的是MOS管；作为其他实施方式，H桥驱动电路中的开关管可以采用其他如三极管、场效应管等全控开关器件。

本实施例中的第五开关管采用的是三极管Q5，作为其他实施方式，第五开关管可以采用其他如MOS管、场效应管等全控开关器件。

开关管驱动电路实施例：

本实施例提供一种开关管驱动电路，与上述电机驱动电路实施例中H桥驱动电路的MOS管驱动电路相同，该驱动电路已在上述电机驱动电路实施例中做了详细介绍，这里不多做说明。