一種地線端防反接保護的大電流電機驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車電機大電流驅(qū)動反接保護以及驅(qū)動應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種地線端防反接保護的大電流電機驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)逐漸上升為我國經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，伴隨著現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的自動變速器的開始涌現(xiàn)，自動變速器的市場占有率也逐步提高；AMT換擋器將汽車運行工況的傳感器信號傳遞給電子控制單元(ECU-Electronic Control Unit)，EQJ經(jīng)過分析處理，發(fā)送PWM指令控制直流電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)選檔電機的角度轉(zhuǎn)動和傳動機構(gòu)的執(zhí)行；因此行業(yè)內(nèi)不僅對大電流電機驅(qū)動電源端防反接保護電路動電路的耐久性、可靠性、穩(wěn)定性、耐高溫環(huán)境性能要求嚴格，同時，解決負載本身輸出過流、輸出短路、輸出開路、ESD帶來的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為:在地線端增加MOS管，利用N溝道的MOS管實現(xiàn)大電流電機驅(qū)動的電源反接保護的同時，使用兩個半橋集成芯片組成全橋驅(qū)動實現(xiàn)電機大電流的控制，避免輸出負載出現(xiàn)輸出過流、輸出短路、輸出開路、ESD帶來的問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)手段具體為:一種地線端防反接保護的大電流電機驅(qū)動電路，包括控制模塊、電源模塊、地線端反接保護模塊、第一半橋驅(qū)動模塊、第二半橋驅(qū)動模塊、第一預(yù)驅(qū)動模塊、第二預(yù)驅(qū)動模塊、第一負載診斷模塊和第二負載診斷模塊;所述地線端反接保護模塊包括分壓電路單元和N溝道MOS管，所述電源模塊與分壓電路單元連接，所述分壓電路單元與N溝道MOS管的柵極連接且給N溝道MOS管的柵極提供控制電壓，所述N溝道MOS管的源極接地，所述N溝道MOS管的漏極與第一半橋驅(qū)動模塊、第二半橋驅(qū)動模塊的接地端連接，所述第一半橋驅(qū)動模塊與第二半橋驅(qū)動模塊組成H橋驅(qū)動模塊用于驅(qū)動電機，所述電源模塊與第一半橋驅(qū)動模塊、第二半橋驅(qū)動模塊的電源輸入端連接，所述控制模塊與與第一預(yù)驅(qū)動模塊、第二預(yù)驅(qū)動模塊連接，所述第一預(yù)驅(qū)動模塊與第一半橋驅(qū)動模塊連接，所述第二預(yù)驅(qū)動模塊與第二半橋驅(qū)動模塊連接，所述第一半橋驅(qū)動模塊與第一負載診斷模塊連接，所述第一負載診斷模塊與控制模塊連接，所述第二半橋驅(qū)動模塊與第二負載診斷模塊連接，所述第二負載診斷模塊與控制模塊連接。
[0005]本發(fā)明中，各功能電路可采用現(xiàn)有相應(yīng)功能電路形式，驅(qū)驅(qū)模塊可采用現(xiàn)有半橋驅(qū)動集成芯片，N溝道MOS管及其周邊處理電路為現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明基于現(xiàn)有半橋驅(qū)動集成芯片應(yīng)用技術(shù)，即通過控制模塊經(jīng)過預(yù)驅(qū)動模塊應(yīng)用于H橋驅(qū)動模塊，并實時PID算法輸出PWM信號至預(yù)驅(qū)模塊，控制H橋驅(qū)動模塊以實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，控制模塊連接至預(yù)驅(qū)動模塊，預(yù)驅(qū)動模塊連接至H橋驅(qū)動模塊，再由負載診斷模塊連接至控制模塊，由控制模塊通過負載診斷模塊實時監(jiān)控負載的運行狀態(tài)，一旦負載出現(xiàn)異常，通過控制模塊的策略，并及時關(guān)閉負載驅(qū)動，反饋診斷信息。在應(yīng)用時，所述電源模塊經(jīng)輸入電源濾波穩(wěn)壓保護模塊后給地線端反接保護模塊、第一半橋驅(qū)動模塊和第二半橋驅(qū)動模塊供電。
[0006]進一步地，所述地線端反接保護模塊還包括濾波過壓保護電路單元、TVS管TVS2和吸收電路單元，所述濾波過壓保護電路單元包括電容C13和TVS管TVS3，所述吸收電路包括電阻R13和電容C14，所述分壓電路單元包括電阻R14和電阻R15，所述電阻R14的一端與電源模塊連接，其另一端與電阻Rl 5—端、N溝道MOS管的柵極連接，所述電阻Rl 5另一端與N溝道MOS管的源極連接且接地，所述電容C13和TVS管TVS3并聯(lián)且其一公共端與N溝道MOS管的柵極連接，其另一公共端與N溝道MOS管的源極連接，所述TVS管TVS2—端與N溝道MOS管的柵極連接，其另一端與N溝道MOS管的漏極連接，所述電阻Rl 3的一端與N溝道MOS管的漏極連接，其另一端與電容C14 一端連接，所述電容C14另一端與N溝道MOS管的的源極連接。
[0007]進一步地，所述第一半橋驅(qū)動模塊由型號為BTN8962TA的驅(qū)動芯片Ul構(gòu)成，所述第一預(yù)驅(qū)動模塊與驅(qū)動芯片Ul的2腳、3腳連接，所述第一負載診斷模塊與驅(qū)動芯片Ul的5腳、6腳連接，所述電源模塊與驅(qū)動芯片Ul的7腳連接，所述驅(qū)動芯片Ul的I腳與N溝道MOS管的漏極連接;所述第二半橋驅(qū)動模塊由型號為BTN8962TA的驅(qū)動芯片U2構(gòu)成，所述第二預(yù)驅(qū)動模塊與驅(qū)動芯片U2的2腳、3腳連接，所述第二負載診斷模塊與驅(qū)動芯片1]2的5腳、6腳連接，所述電源模塊與驅(qū)動芯片U2的7腳連接，所述驅(qū)動芯片U2的I腳與N溝道MOS管的漏極連接;所述驅(qū)動芯片Ul的4腳和驅(qū)動芯片U2的4腳用于驅(qū)動電機。
[0008]進一步地，所述第一半橋驅(qū)動模塊還包括電阻R7、電容Cll、電容C5、電容C8和電容ClO，所述電阻R7的一端與驅(qū)動芯片Ul的4腳連接，其另一端與電容Cll的一端連接，所述電容Cll的另一端與電容ClO的一端連接后再與N溝道MOS管的漏極連接，所述電容ClO的另一端與電容C8的一端連接，所述電容C8的另一端與驅(qū)動芯片Ul的7腳連接，所述電容C5的一端與驅(qū)動芯片Ul的7腳連接，其另一端與N溝道MOS管的漏極連接;所述第一半橋驅(qū)動模塊還包括電阻R8、電容C12、電容C9、電容C7和電容C6，所述電阻R8的一端與驅(qū)動芯片U2的4腳連接，其另一端與電容Cl 2的一端連接，所述電容Cl 2的另一端與電容C9的一端連接后再與N溝道MOS管的漏極連接，所述電容C9的另一端與電容C7的一端連接，所述電容C7的另一端與驅(qū)動芯片U2的7腳連接，所述電容C6的一端與驅(qū)動芯片U2的7腳連接，其另一端與N溝道MOS管的漏極連接。
[0009]進一步地，所述第一預(yù)驅(qū)動模塊包括電阻R1、電阻R3和電阻R5，所述電阻R3—端連接與控制模塊、電阻Rl—端連接，所述電阻R3的另一端與驅(qū)動芯片Ul的3腳連接，所述電阻Rl另一端接地，所述電阻R5的一端與控制模塊連接，其另一端與驅(qū)動芯片Ul的2腳連接;所述第二預(yù)驅(qū)動模塊包括電阻R2、電阻R4和電阻R6，所述電阻R4—端連接與控制模塊、電阻R2一端連接，所述電阻R4的另一端與驅(qū)動芯片U2的3腳連接，所述電阻R2另一端接地，所述電阻R6的一端與控制模塊連接，其另一端與驅(qū)動芯片U2的2腳連接。
[0010]進一步地，所述第一負載診斷模塊包括電阻R9和電阻R10;所述驅(qū)動芯片Ul的6腳與控制模塊連接，所述電阻R9的一端與驅(qū)動芯片Ul的6腳連接，其另一端與電阻RlO的一端連接且接地，所述電阻RlO的另一端與驅(qū)動芯片Ul的5腳連接;所述第二負載診斷模塊包括電阻Rll和電阻R12;所述驅(qū)動芯片U2的6腳與控制模塊連接，所述電阻Rll的一端與驅(qū)動芯片U2的6腳連接，其另一端與電阻R12的一端連接且接地，所述電阻R12的另一端與驅(qū)動芯片U2的5腳連接。
[0011]進一步地，還包括輸入電源濾波穩(wěn)壓保護模塊，所述輸入電源濾波穩(wěn)壓保護模塊包括高頻濾波單元、過壓保護單元和穩(wěn)壓單元，所述高頻濾波單元、過壓保護單元和穩(wěn)壓單元依次串聯(lián);所述電源模塊經(jīng)輸入電源濾波穩(wěn)壓保護模塊后給地線端反接保護模塊、第一半橋驅(qū)動模塊和第二半橋驅(qū)動模塊供電。
[0012]進一步地，所述高頻濾波單元包括電容Cl和電容C3;所述過壓保護單元包括TVS管TVSl ；所述穩(wěn)壓單元包括電解電容El、電容C2和電容C4；所述電容Cl的一端與TVS管TVSl的一端連接，所述TVS管TVSI的另一端接地，所述電容CI的另一端與電容C3的一端連接，所述電容C3的另一端接地，所述電解電容E1、電容C2和電容C4并聯(lián)且其一公共端與電容Cl的一端連接，其另一公共端接地。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:當大電流電機驅(qū)動電路電源端和接地端出現(xiàn)電源反接時，N溝道的MOS管處于截止狀態(tài)，實現(xiàn)H橋驅(qū)動模塊電機驅(qū)動反接保護，避免了電路回路的燒毀；當大電流電機驅(qū)動電路的負載開路時，控制模塊通過負載診斷模塊，監(jiān)控負載的電流狀態(tài)，識別負載是否開路，實現(xiàn)負載的開路診斷；當大電流電機驅(qū)動電路輸出過流時，控制模塊通過負載診斷模塊，監(jiān)控負載的電流狀態(tài)，識別負載