專利名稱：玩具鎖具直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今市場(chǎng)上的玩具鎖具運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)均需采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，很大一部分玩具鎖具用的直流電機(jī)需具有正反轉(zhuǎn)功能，普遍采用的是H橋式驅(qū)動(dòng)電路(如圖1、圖2所示)。目前市場(chǎng)上玩具鎖具用的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路大多采用分離器件實(shí)現(xiàn)，這些分立器件方案存在如下缺點(diǎn)1、該結(jié)構(gòu)對(duì)輸入控制信號(hào)要求較高，輸入信號(hào)IA、IB禁止同時(shí)出現(xiàn)為高的情況，否則將出現(xiàn)電源到地的通路，將電路燒毀，出現(xiàn)嚴(yán)重后果；2、為了實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)功能， 每個(gè)直流電機(jī)至少需采用4個(gè)三極管及若干電阻實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，其所占PCB面積很大，而且器件焊點(diǎn)很多加工不良率也較高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種玩具鎖具用的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有同類產(chǎn)品存在的對(duì)輸入控制信號(hào)要求高、采用多個(gè)電子零件對(duì)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)占用面積大的問題。本實(shí)用新型的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路，包括控制驅(qū)動(dòng)電路和H橋式結(jié)構(gòu)輸出管； 控制驅(qū)動(dòng)電路有兩個(gè)接收微控制信號(hào)的輸入端IA和IB，控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接H橋式結(jié)構(gòu)輸出管；所述H橋式結(jié)構(gòu)輸出管由四個(gè)三極管NPN4、NPN5、NPN8、NPN9構(gòu)成，三極管NPN5、NPN4、NPN9和NPN8的基極分別連接控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，(ΝΡN4)的發(fā)射極與 (ΝΡΝ4)的集電極并接構(gòu)成該玩具(鎖具)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路的輸出端(0Β)，連接玩具直流電機(jī)(M)的輸入端；三極管(ΝΡΝ9)的發(fā)射極與三極管(ΝΡΝ8)的集電極并接構(gòu)成該玩具直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路的輸出端(OA)，連接玩具直流電機(jī)(M)的另一輸入端。本實(shí)用新型提出了一種電路，將H橋式驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)集成在一塊芯片上，并且增加有控制電路，即使在輸入信號(hào)同時(shí)為高的情況下，也不會(huì)出現(xiàn)電源到地的通路，有效的保護(hù)了電路；控制電路還能有效抑制當(dāng)輸入信號(hào)切換時(shí)功率管出現(xiàn)共態(tài)導(dǎo)通的情況，可有效降低電路損耗；可有效抑制感性負(fù)載帶來的反向擊穿電壓脈沖；有效防止靜電對(duì)芯片造成損害；該芯片封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的S0P8或DIP8的塑料封裝中，大大降低了電路控制板的成本以及電路板加工復(fù)雜度，提高了可靠性。
圖1是背景技術(shù)中常用H橋式分立器件驅(qū)動(dòng)電路(含4個(gè)功率管，其中NPN管、PNP 管可用相應(yīng)的NMOS管、PMOS管代替)；圖2是背景技術(shù)中常用H橋式分立器件驅(qū)動(dòng)電路(含6個(gè)功率管，其中NPN管、PNP 管可用相應(yīng)的NMOS管、PMOS管代替)；圖3是驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部功能框圖；[0009]圖4是驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部電路圖；圖5是驅(qū)動(dòng)電路輸入輸出邏輯圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并用最佳的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。玩具鎖具直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路，包括控制驅(qū)動(dòng)電路和H橋式結(jié)構(gòu)輸出管；控制驅(qū)動(dòng)電路有兩個(gè)接收微控制信號(hào)的輸入端IA和IB，控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接H橋式結(jié)構(gòu)輸出管；所述H橋式結(jié)構(gòu)輸出管由四個(gè)三極管NPN4、NPN5、NPN8、NPN9構(gòu)成，三極管NPN5、 NPN4、NPN9和NPN8的基極分別連接控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，(NPN5)的發(fā)射極與(NPN4)的集電極并接構(gòu)成該玩具(鎖具)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路的輸出端(OB)，連接玩具(鎖具) 直流電機(jī)(M)的輸入端；三極管(NPN9)的發(fā)射極與三極管(NPN8)的集電極并接構(gòu)成該玩具(鎖具)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路的輸出端(OA)，連接玩具(鎖具)直流電機(jī)(M)的另一輸入端。上述芯片封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的S0P8或DIP8的塑料封裝中。本實(shí)用新型的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路，通過高度集成減少外圍元器件數(shù)，增加控制功能，具有三種輸出狀態(tài)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及高阻狀態(tài)，功能框圖如圖3所示。本實(shí)用新型提的單片H橋式直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路具有如下特點(diǎn)1、將H橋式驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)集成在一塊芯片上，并且增加有控制電路，即使在輸入信號(hào)同時(shí)為高的情況下，也不會(huì)出現(xiàn)電源接地的通路，有效的保護(hù)了電路；2、控制電路還能有效抑制當(dāng)輸入信號(hào)切換時(shí)功率管出現(xiàn)共態(tài)導(dǎo)通的情況，可有效降低電路損耗；3、輸出功率管部分設(shè)計(jì)有箝位二極管，可有效抑制感性負(fù)載帶來的反向擊穿電壓脈沖；4、在電路輸入端設(shè)計(jì)有ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)，有效防止靜電對(duì)芯片造成損害；5、 該芯片封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的S0P8或DIP8的塑料封裝中，大大降低了電路控制板的成本以及電路板加工復(fù)雜度，同時(shí)大大提高了可靠性。該驅(qū)動(dòng)集成電路輸入端兼容TTL/CM0S電平，具有良好的抗干擾性；該電路具備較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過750 800mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá)1. 0 2. OA;內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流。IA、IB接收微控制輸入的控制信號(hào)，經(jīng)過控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)H橋式結(jié)構(gòu)輸出管，H橋式結(jié)構(gòu)輸出管由功率管N1、N2、N3、N4 構(gòu)成。OA、OB為輸出信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。IA、IB與OA、OB的邏輯關(guān)系如圖5所示，具體實(shí)現(xiàn)電路如圖4所示。當(dāng)輸入信號(hào)IA = L、IB = L時(shí)，晶體管NPW、NPN6、 NPN7、NPNl2關(guān)斷，晶體管PNPl、PNP4基極為高電位處于關(guān)斷狀態(tài)，從而使晶體管NPN2、 NPN3.NPN10, NPNll也處于關(guān)斷狀態(tài)，輸出信號(hào)OA、OB為高阻狀態(tài)；當(dāng)輸入信號(hào)IA = H、IB =H時(shí)，晶體管NPN6、NPN7導(dǎo)通，將A、B兩點(diǎn)電位拉低，功率晶體管NPN4、NPN8關(guān)斷，輸出信號(hào)OA、OB為高阻狀態(tài)；當(dāng)輸入信號(hào)IA = H、IB = L時(shí)，NPN7管關(guān)斷，對(duì)B點(diǎn)電位無影響。 NPN6管導(dǎo)通將A點(diǎn)電位拉低，NPN8管關(guān)斷。由于IB = L，C點(diǎn)為低電位，NPN10管關(guān)斷， PNP2、NPN5構(gòu)成的達(dá)林頓管關(guān)斷。輸入IA = H，則D點(diǎn)為高電位，NPN2、NPN3管導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng) NPN4管、PNP3管與NPN9管導(dǎo)通，當(dāng)OA、OB兩個(gè)端點(diǎn)間接有直流電機(jī)M時(shí)，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流流向如圖中箭頭1所示；相反，當(dāng)輸入信號(hào)IA = L、IB = H時(shí)，電流流向如圖中箭頭 2所示，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)M向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。通過輸入信號(hào)的改變，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)正反裝的控制。[0017]該電路具有防止共態(tài)導(dǎo)通功能，例如當(dāng)輸入信號(hào)IA = H、IB = L時(shí)，NPN9、NPN4形成的通路驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)輸入信號(hào)向IA = L、IB = H切換瞬間，IB信號(hào)通過NPN7快速將B點(diǎn)電位拉低，將NPN4管關(guān)斷，再通過控制C點(diǎn)電位使NPN5導(dǎo)通，防止了 NPN5與NPN4 同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，出現(xiàn)電源到地的短路，防止電源損壞，同時(shí)也有效降低了在信號(hào)切換時(shí)功率的損耗。由于直流電機(jī)內(nèi)部為線圈，屬于感性負(fù)載，在輸入信號(hào)快速切換時(shí)，直流電機(jī)線圈電流快速改變方向?qū)a(chǎn)生電壓過沖。該電路內(nèi)部設(shè)計(jì)有兩個(gè)箝位二極管D3、D4，利用二極管的正向?qū)▔航颠M(jìn)行鉗位，避免出現(xiàn)瞬時(shí)電壓過沖，從而保護(hù)整個(gè)驅(qū)動(dòng)集成電路芯片。該電路在輸入端設(shè)計(jì)有ESD保護(hù)二極管D1、D2、D5、D6，可有效防止靜電保護(hù)芯片。以上實(shí)施例是本實(shí)用新型較優(yōu)選具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.玩具鎖具直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路，其特征在于，包括控制驅(qū)動(dòng)電路和H橋式結(jié)構(gòu)輸出管；控制驅(qū)動(dòng)電路有兩個(gè)接收微控制信號(hào)的輸入端IA和IB，控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接 H橋式結(jié)構(gòu)輸出管；所述H橋式結(jié)構(gòu)輸出管由四個(gè)三極管NPN4、NPN5、NPN8、NPN9構(gòu)成，三極管NPN5、NPN4、NPN9和NPN8的基極分別連接控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，NPN5的發(fā)射極與NPN4 的集電極并接構(gòu)成該玩具直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路的輸出端0B，連接玩具直流電機(jī)M的輸入端；三極管NPN9的發(fā)射極與三極管NPN8的集電極并接構(gòu)成該玩具直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路的輸出端0A，連接玩具直流電機(jī)M的另一輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述玩具鎖具直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路，其特征在于，上述芯片封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的S0P8或DIP8的塑料封裝中。
專利摘要玩具鎖具直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路，涉及一種電路結(jié)構(gòu)。包括控制驅(qū)動(dòng)電路和H橋式結(jié)構(gòu)輸出管，標(biāo)準(zhǔn)的SOP8或DIP8的塑料封裝；控制驅(qū)動(dòng)電路有兩個(gè)接收微控制信號(hào)的輸入端(IA)和(IB)，控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接H橋式結(jié)構(gòu)輸出管；所述H橋式結(jié)構(gòu)輸出管由四個(gè)三極管(NPN4)、(NPN5)、(NPN8)、(NPN9)構(gòu)成，基極分別連接控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出端；(NPN9)的發(fā)射極與(NPN8)的集電極并接，(NPN5)的發(fā)射極與(NPN4)的集電極并接，分別構(gòu)成玩具(鎖具)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路輸出端(OA)和(OB)。本實(shí)用新型解決了同類產(chǎn)品存在的對(duì)輸入控制信號(hào)要求高、占用面積大的問題。
文檔編號(hào)H02P7/00GK201947216SQ20112007361
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者冉建橋, 周彥, 潘軍, 王敬 申請(qǐng)人:重慶中科芯億達(dá)電子有限公司