[实用新型]一种机器人用硬件互锁保护的直流电机H桥驱动电路

摘要

本实用新型公开了一种机器人用硬件互锁保护的直流电机H桥驱动电路，包括H桥电路单元，H桥电路单元由PMOS管、NMOS管和直流电机的接线端子构成，一号PMOS管与二号PMOS管的源极接12V电源正极，三号NMOS管与四号NMOS管的源极接地，一号PMOS管与三号NMOS管的漏极与接线端子1号引脚相连，二号PMOS管与四号NMOS管的漏极与接线端子2号引脚相连，一号PMOS管、二号PMOS管、三号NMOS管和四号NMOS管的栅极分别接收来自H桥左侧上臂PMOS管控制电路单元、H桥右侧上臂PMOS管控制电路单元、H桥左侧下臂NMOS管控制电路单元和H桥右侧下臂NMOS管控制电路单元的控制信号。

主权项

1.一种机器人用硬件互锁保护的直流电机H桥驱动电路，包括H桥电路单元（1）、H桥左侧上臂PMOS管控制电路单元（2）、H桥右侧上臂PMOS管控制电路单元（3）、H桥左侧下臂NMOS管控制电路单元（4）和H桥右侧下臂NMOS管控制电路单元（5）；其特征在于：所述的H桥电路单元（1）由一号PMOS管（Q1）、二号PMOS管（Q2）、三号NMOS管（Q3）、四号NMOS管（Q4）和一个直流电机的接线端子（J1）构成，一号PMOS管（Q1）的源极与二号PMOS管（Q2）的源极相连接后接12V电源的正极，三号NMOS管（Q3）的源极与四号NMOS管（Q4）的源极相连接后接地，一号PMOS管（Q1）的漏极与三号NMOS管（Q3）的漏极相连接后再与直流电机的接线端子（J1）的1号引脚相连，二号PMOS管（Q2）的漏极与四号NMOS管（Q4）的漏极相连接后再与直流电机的接线端子（J1）的2号引脚相连，一号PMOS管（Q1）、二号PMOS管（Q2）、三号NMOS管（Q3）和四号NMOS管（Q4）的栅极分别接收来自H桥左侧上臂PMOS管控制电路单元（2）、H桥右侧上臂PMOS管控制电路单元（3）、H桥左侧下臂NMOS管控制电路单元（4）和H桥右侧下臂NMOS管控制电路单元（5）的控制信号；所述的H桥左侧上臂PMOS管控制电路单元（2）和H桥右侧上臂PMOS管控制电路单元（3）相同，都由一号二输入与非门（U1）、五号三极管（Q5）、六号三极管（Q6）、一号电阻（R1）、二号电阻（R2）、三号电阻（R3）、四号电阻（R4）、五号电阻（R5）、六号电阻（R6）和七号电阻（R7）构成；一号二输入与非门（U1）的3脚接地，一号二输入与非门（U1）的5脚接5V电源正极，一号二输入与非门（U1）的4脚与七号电阻（R7）、五号电阻（R5）串联后接六号三极管（Q6）的基极；六号三极管（Q6）的集电极通过三号电阻（R3）与五号三极管（Q5）的基极电连接，六号三极管（Q6）的发射极接地，六号三极管（Q6）的集电极通过四号电阻（R4）接12V电源正极；五号电阻（R5）和七号电阻（R7）的连接点通过六号电阻（R6）接12V电源正极；五号三极管（Q5）的发射极接地，五号三极管（Q5）的集电极与二号电阻（R2）、一号电阻（R1）串联后接12V电源正极；所述的H桥左侧下臂NMOS管控制电路单元（4）和H桥右侧下臂NMOS管控制电路单元（5）相同，都由二号二输入与非门（U2）、三号非门（U3）、七号三极管（Q7）、八号电阻（R8）、九号电阻（R9）、十号电阻（R10）和十一号电阻（R11）构成；二号二输入与非门（U2）的3脚接地，二号二输入与非门（U2）的5脚接5V电源正极，二号二输入与非门（U2）的4脚与十一号电阻（R11）、九号电阻（R9）串联后接七号三极管（Q7）的基极，二号二输入与非门（U2）的2脚接三号非门（U3）的4脚；七号三极管（Q7）的集电极通过八号电阻（R8）接12V电源正极，七号三极管（Q7）的发射极接地；九号电阻（R9）和十一号电阻（R11）的连接点通过十号电阻（R10）接12V电源正极；三号非门（U3）的3脚接地，三号非门（U3）的5脚接5V电源正极；所述的H桥左侧上臂PMOS管控制电路单元（2）的一号二输入与非门（U1）的1脚、H桥右侧上臂PMOS管控制电路单元（3）的一号二输入与非门（U1）的1脚、H桥左侧下臂NMOS管控制电路单元（4）的二号二输入与非门（U2）的1脚和H桥右侧下臂NMOS管控制电路单元（5）的二号二输入与非门（U2）的1脚电连接后再与单片机的PWM信号端连接；H桥左侧上臂PMOS管控制电路单元（2）的二号电阻（R2）和一号电阻（R1）连接点与H桥电路单元（1）的一号PMOS管（Q1）的栅极电连接，H桥右侧上臂PMOS管控制电路单元（3）的二号电阻（R2）和一号电阻（R1）连接点与H桥电路单元（1）的二号PMOS管（Q2）的栅极电连接，H桥左侧下臂NMOS管控制电路单元（4）的七号三极管（Q7）的集电极与H桥电路单元（1）的三号NMOS管（Q3）的栅极电连接，H桥右侧下臂NMOS管控制电路单元（5）的七号三极管（Q7）的集电极与H桥电路单元（1）的四号NMOS管（Q4）的栅极电连接；H桥左侧上臂PMOS管控制电路单元（2）的一号二输入与非门（U1）的2脚与H桥左侧下臂NMOS管控制电路单元（4）的三号非门（U3）的2脚电连接后再与单片机的IN1信号端连接，H桥右侧上臂PMOS管控制电路单元（3）的一号二输入与非门（U1）的2脚与H桥右侧下臂NMOS管控制电路单元（5）的三号非门（U3）的2脚电连接后再与单片机的IN2信号端连接。