一種地線端防反接保護的大電流電機驅動電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車電機大電流驅動反接保護以及驅動應用領域，特別是一種地線端防反接保護的大電流電機驅動電路。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的飛速發展，汽車產業逐漸上升為我國經濟支柱產業，伴隨著現代汽車電子控制技術的快速發展，越來越多的自動變速器的開始涌現，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經過分析處理，發送PWM指令控制直流電機正轉和反轉，實現選檔電機的角度轉動和傳動機構的執行；因此行業內不僅對大電流電機驅動電源端防反接保護電路動電路的耐久性、可靠性、穩定性、耐高溫環境性能要求嚴格，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。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題為:在地線端增加MOS管，利用N溝道的MOS管實現大電流電機驅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動實現電機大電流的控制，避免輸出負載出現輸出過流、輸出短路、輸出開路、ESD帶來的問題。
[0004]為了實現上述目的，本發明采取的技術手段具體為:一種地線端防反接保護的大電流電機驅動電路，包括控制模塊、電源模塊、地線端反接保護模塊、第一半橋驅動模塊、第二半橋驅動模塊、第一預驅動模塊、第二預驅動模塊、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動模塊、第二半橋驅動模塊的接地端連接，所述第一半橋驅動模塊與第二半橋驅動模塊組成H橋驅動模塊用于驅動電機，所述電源模塊與第一半橋驅動模塊、第二半橋驅動模塊的電源輸入端連接，所述控制模塊與與第一預驅動模塊、第二預驅動模塊連接，所述第一預驅動模塊與第一半橋驅動模塊連接，所述第二預驅動模塊與第二半橋驅動模塊連接，所述第一半橋驅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]本發明中，各功能電路可采用現有相應功能電路形式，驅驅模塊可采用現有半橋驅動集成芯片，N溝道MOS管及其周邊處理電路為現有技術，本發明基于現有半橋驅動集成芯片應用技術，即通過控制模塊經過預驅動模塊應用于H橋驅動模塊，并實時PID算法輸出PWM信號至預驅模塊，控制H橋驅動模塊以實現電機的正轉和反轉，控制模塊連接至預驅動模塊，預驅動模塊連接至H橋驅動模塊，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控負載的運行狀態，一旦負載出現異常，通過控制模塊的策略，并及時關閉負載驅動，反饋診斷信息。在應用時，所述電源模塊經輸入電源濾波穩壓保護模塊后給地線端反接保護模塊、第一半橋驅動模塊和第二半橋驅動模塊供電。
[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，所述第一半橋驅動模塊由型號為BTN8962TA的驅動芯片Ul構成，所述第一預驅動模塊與驅動芯片Ul的2腳、3腳連接，所述第一負載診斷模塊與驅動芯片Ul的5腳、6腳連接，所述電源模塊與驅動芯片Ul的7腳連接，所述驅動芯片Ul的I腳與N溝道MOS管的漏極連接;所述第二半橋驅動模塊由型號為BTN8962TA的驅動芯片U2構成，所述第二預驅動模塊與驅動芯片U2的2腳、3腳連接，所述第二負載診斷模塊與驅動芯片1]2的5腳、6腳連接，所述電源模塊與驅動芯片U2的7腳連接，所述驅動芯片U2的I腳與N溝道MOS管的漏極連接;所述驅動芯片Ul的4腳和驅動芯片U2的4腳用于驅動電機。
[0008]進一步地，所述第一半橋驅動模塊還包括電阻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的另一端與驅動芯片Ul的7腳連接，所述電容C5的一端與驅動芯片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的另一端與驅動芯片U2的7腳連接，所述電容C6的一端與驅動芯片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，所述第一預驅動模塊包括電阻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，其另一端與驅動芯片Ul的2腳連接;所述第二預驅動模塊包括電阻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;所述驅動芯片Ul的6腳與控制模塊連接，所述電阻R9的一端與驅動芯片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;所述驅動芯片U2的6腳與控制模塊連接，所述電阻Rll的一端與驅動芯片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的另一端與驅動芯片U2的5腳連接。
[0011]進一步地，還包括輸入電源濾波穩壓保護模塊，所述輸入電源濾波穩壓保護模塊包括高頻濾波單元、過壓保護單元和穩壓單元，所述高頻濾波單元、過壓保護單元和穩壓單元依次串聯;所述電源模塊經輸入電源濾波穩壓保護模塊后給地線端反接保護模塊、第一半橋驅動模塊和第二半橋驅動模塊供電。
[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]與現有技術相比，本發明的有益效果是:當大電流電機驅動電路電源端和接地端出現電源反接時，N溝道的MOS管處于截止狀態，實現H橋驅動模塊電機驅動反接保護，避免了電路回路的燒毀；當大電流電機驅動電路的負載開路時，控制模塊通過負載診斷模塊，監控負載的電流狀態，識別負載是否開路，實現負載的開路診斷；當大電流電機驅動電路輸出過流時，控制模塊通過負載診斷模塊，監控負載的電流狀態，識別負載