用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路的製作方法
2023-05-30 23:35:11 2
專利名稱：用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路的製作方法
技術領域：
本實用新型是有關於一種驅動電路，特別是有關於一種具有短路保護功能的遙控玩具二通道驅動電路。
背景技術：
現有的遙控玩具如遙控直升機，其上、下螺旋槳馬達大都是採用直流馬達驅動來控制遙控直升機的上、下飛行；或是左、右側翼馬達，也是採用直流馬達驅動來控制遙控直升機的左側飛行或是右側飛行。抑或是瓢蟲系列四軸飛行器，通過微控制器控制直流馬達的運轉力，進而控制瓢蟲系列四軸飛行器的上、下、左、右飛行。然而，以上所述遙控玩具的直流馬達只需要單相運轉功能，目前一般普遍採用的是一通道驅動電路，且大多是以分離式元件實現直流馬達驅動，這些分離式元件存在以下幾個缺點:1.所有元件均為分離式元件，在電路焊接上多了很多焊點，容易造成焊接短路問題。2.沒有異常保護電路，在馬達短路時容易將驅動電路燒毀。3.分離式元件實現直流馬達驅動，對PCB板所佔面積很大，相對總體成本更高，因而無法靈活應用在更輕巧的玩具上。另外，先前技術內置穩壓電源的二通道驅動電路，並不能保護直流馬達驅動短路的情況，原因在於內置穩壓電源的二通道驅動電路並沒有短路保護的二通道驅動電路，所以無法達到保護電路的功能。因此，本實用新型提供一種用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，通過配置短路保護電路的設計，可避免遙控玩具因焊接或加工時輸出的短路，所造成驅動電路的燒毀，因此解決了現有驅動電路沒有異常保護功能的問題，並解決了現有遙控玩具的二通道驅動電路存在PCB板 面積大、元件焊點多、成本高的問題。
實用新型內容為了解決上述有關的問題，本實用新型的一主要目的在於提供一種用於遙控玩具的二通道驅動電路，並於二通道驅動電路上配置有短路保護的功能。故本實用新型由此驅動電路，可增加應用的靈活度，並解決現有遙控玩具的二通道驅動電路存在容易出現電路燒毀的問題。依據上述的目的，本實用新型提供一種用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，包括:一微控制器，其一端連接於電源端(Vdd)，而其另一端耦接至接地端(GND)，並通過一第一輸出端與一第二輸出端，分別傳送輸出一第一控制信號及一第二控制信號；一二通道驅動電路,具有一第一端、一第二端、兩個輸入端、一第一輸出控制端及一第二輸出控制端，其中第一端連接於電源端(Vdd)，第二端耦接至接地端(GND)，兩個輸入端(IN1、IN2)分別電性連接於微控制器的第一輸出端與第二輸出端，用以接收第一控制信號與第二控制信號；一第一負載(Ru)，具有一第一端稱接至電源端(VDD),以及一第二端與二通道驅動電路的第一輸出控制端連接；一第二負載(Rj，具有一第一端耦接至電源端(Vdd)，以及一第二端與二通道驅動電路的第二輸出控制端連接；以及一二通道短路保護電路，具有兩個控制端(INA、INB)電性連接於二通道驅動電路，是用以監控二通道驅動電路間的電流，並根據監控的結果與一短路電流設定電壓比較，而分別輸出一第一驅動信號與一第二驅動信號。其中該第一負載與該第二負載為控制該遙控玩具的一直流馬達。其中該二通道驅動電路由一第一通道驅動電路以及一第二通道驅動電路所組成。其中該第一通道驅動電路進一步包括:一第一電阻，具有一第一端以及一第二端，其中該第一端連接於該微控制器的該第一輸出端；一第一二極體，具有一第一端連接於電源端(Vdd)，以及一第二端耦接至該第一電阻的該第一端與該微控制器的該第一輸出端間的節點；一第二二極體，具有一第一端連接於該第一二極體的該第二端與該微控制器的該第一輸出端間的節點，以及一第二端耦接至接地端(GND);—第二電阻，具有一第一端連接於該第一電阻的該第二端，以及一第二端耦接至接地端(GND)反相器，具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端連接於該第一電阻的該第二端；一第一邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端電性連接於該反相器的該輸出端；一第二邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端連接於該第一邏輯柵的該輸出端，該第二輸入端連接於該反相器的該輸入端與該第一電阻的該第二端間的節點，該輸出端耦接至該第一邏輯柵的該第二輸入端；一第三邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端電性連接於該第二邏輯柵的該輸出端，該第二輸入端用以接收該第一驅動信號；一緩衝器，具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端電性連接於該第三邏輯柵的該輸出端；一電晶體，其柵極端連接於該緩衝器的該輸出端，漏極端則連接於該第一負載的該第二端；以及一第三二極體，具有一第一端連接於電源端(Vdd)，以及一第二端連接於該電晶體的漏極端與該第一負載的該第二端。其中該第二通道驅動電路進一步包括:一第一電阻，具有一第一端以及一第二端，其中該第一端連接於該微控制器的該第一輸出端；一第一二極體，具有一第一端連接於電源端(Vdd)，以及一第二端耦接至該第一電阻的該第一端與該微控制器的該第一輸出端間的節點；一第二二極體，具有一第一端連接於該第一二極體的該第二端與該微控制器的該第一輸出端間的節點，以及一第二端耦接至接地端(GND);—第二電阻，具有一第一端連接於該第一電阻的該第二端，以及一第二端耦接至接地端(GND); —反相器，具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端連接於該第一電阻的該第二端；一第一邏輯柵，具有一第一輸入端電性連接於該反相器的該輸出端、一第二輸入端以及一輸出端；一第二邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端,其中該第一輸入端連接於該第一邏輯柵的該輸出端，該第二輸入端連接於該反相器的該輸入端與該第一電阻的該第二端間的節點，該輸出端耦接至該第一邏輯柵的該第二輸入端；一第三邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端電性連接於該第二邏輯柵的該輸出端，該第二輸入端用以接收該第二驅動信號；一電晶體，其柵極端連接於該緩衝器的該輸出端，漏極端則連接於該第二負載的該第二端；以及一第三二極體，具有一第一端連接於電源端(Vdd)，以及一第二端連接於該電晶體的漏極端與該第二負載的該第二端。其中該 二通道短路保護電路由一第一通道保護電路以及一第二通道保護電路所組成。[0013]其中該第一通道短路保護電路進一步包括一比較器，其具有一第一輸入端電性連接於該第一通道驅動電路、一第二輸入端用以接收該短路電流設定電壓，以及一輸出端用以輸出該第一驅動信號。其中該第二通道短路保護電路進一步包括一比較器，其具有一第一輸入端電性連接於該第二通道驅動電路、一第二輸入端用以接收該短路電流設定電壓，以及一輸出端用以輸出該第二驅動信號。其中該遙控玩具選自於一遙控直升機、一遙控汽車、一瓢蟲飛行器的其中之一。經由本實用新型所提供的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路的設計，可避免遙控玩具因在焊接或加工時輸出的短路，所造成驅動電路的燒毀，解決了現有驅動電路沒有異常保護功能的問題，並解決了現有遙控玩具的二通道驅動電路存在PCB板面積大、元件焊點多、成本高的問題。
根據上述的目的，以下結合較佳實施例並配合附圖加以說明本實用新型所採用的技術手段及其功效，其中:圖1是為本實用新型的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路架構圖；圖2是為本實用新型的第一通道驅動電路詳細架構圖；圖3是為本實用新型的第一通道保護電路詳細架構圖。
具體實施方式
由於本實用新型主要是揭露一種用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，可避免遙控玩具因在加工時輸出的短路，所造成驅動電路的燒毀。而與本實用新型有關的通道驅動電路的基本原理與功能，已為相關技術領域具有通常知識者所能明了，故以下文中的說明，僅針對與本實用新型用於遙控玩具的二通道驅動電路其特徵處進行詳細說明。此外，於下述內文中的附圖，亦並未依據實際的相關尺寸完整繪製，其作用僅在表達與本實用新型特徵有關的示意圖。首先，請參閱圖1，是為本實用新型的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路架構圖。如圖1所示，用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路I包括:一個微控制器10，其一端連接於電源端VDD，而其另一端耦接至接地端GND，並通過第一輸出端101與第二輸出端103，分別傳送輸出第一控制信號及第二控制信號；一個二通道驅動電路12,具有一第一端、一第二端、兩個輸入端、一第一輸出控制端1201及一第二輸出控制端1203，其中第一端連接於電源端VDD，第二端耦接至接地端GND，兩個輸入端INl、IN2分別電性連接於微控制器10的第一輸出端101與第二輸出端103，用以接收第一控制信號與第二控制信號，其中二通道驅動電路12是由一第一通道驅動電路121以及一第二通道驅動電路122所組成；一個第一負載Ru，具有第一端並耦接至電源端VDD，以及第二端與該二通道驅動電路的該第一輸出控制端連接；一個第二負載Rw具有第一端並耦接至電源端VDD，以及第二端與該二通道驅動電路的該第二輸出控制端連接；以及一個二通道短路保護電路14，具有兩個控制端INA、INB電性連 接於二通道驅動電路12，是用以監控二通道驅動電路12間的電流，並根據監控的結果與一短路電流設定電壓比較，而分別輸出一第一驅動信號與一第二驅動信號至二通道驅動電路12，其中二通道短路保護電路14是由一個第一通道保護電路141以及一個第二通道保護電路142所組成。當二通道驅動電路12的兩個輸入端IN1、IN2分別接收自微控制器10的第一輸出端101與第二輸出端103所輸出的第一控制信號與第二控制信號後，會將第一控制信號與第二控制信號分別傳送至第一輸出控制端1201與第二輸出控制端1203做輸出，其第一輸出控制端1201與第二輸出控制端1203分別連接於第一負載Ru與第二負載&，再通過第一負載Ru與第二負載Ru控制遙控玩具運作，而在本實用新型的實施例中，此第一負載Ru與第二負載&可以是一種直流馬達；而此第一負載Ru與第二負載Ru的直流馬達可以用來控制遙控直升機上、下飛行或是控制遙控直升機左、右側飛行，或是用來控制瓢蟲飛行器上、下飛行、左、右側飛，抑或是控制遙控汽車前、後、左、右動作。如果此時第一負載Ru與第二負載Ru出現短路現象時，二通道短路保護電路14會監控到二通道驅動電路12產生大電流的情況，這時二通道短路保護電路14的輸出端0CP1、0CP2會輸出第一驅動信號與第二驅動信號分別將二通道驅動電路12的第一輸出控制端1201與第二輸出控制端1203關閉，避免大電流流至第一負載Ru與第二負載&造成電路燒毀。接著，根據圖1內容所示，二通道驅動電路12是由一第一通道驅動電路121以及一第二通道驅動電路122所組成，其中第一通道驅動電路121與第二通道驅動電路122內部組成架構相同，故在此只舉例其中一通道驅動電路來做說明。首先，請參閱圖2，是為本實用新型的第一通道驅動電路詳細架構圖。如圖2所示，第一通道驅動電路121包括:一個第一電阻R1，具有第一端以及第二端，其中第一端連接於微控制器10的第一輸出端；一個第一二極體Dl，具有第一端連接於電源端VDD，以及第二端耦接至第一電阻Rl的第一端與微控制器10的第一輸出端間的節點；一個第二二極體D2，具有第一端連接於第一二極體Dl的第二端與微控制 器10的第一輸出端間的節點，以及第二端耦接至接地端GND ;—個第二電阻R2，具有第一端連接於第一電阻Rl的第二端，以及第二端耦接至接地端GND; —個反相器INV1,具有輸入端以及輸出端,其中輸入端連接於第一電阻的第二端；一個第一邏輯柵N0R1,具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端,其中第一輸入端電性連接於反相器INVl的輸出端；一個第二邏輯柵N0R2,具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端,其中第一輸入端連接於第一邏輯柵NORl的輸出端,第二輸入端連接於反相器INVl的輸入端與第一電阻Rl的第二端間的節點，輸出端則耦接至第一邏輯柵NORl的第二輸入端；一個第三邏輯柵N0R3,具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端,其中第一輸入端電性連接於第二邏輯柵N0R2的輸出端，第二輸入端用以接收二通道短路保護電路14內的第一通道保護電路141所輸出的第一驅動信號；一個緩衝器BUF1,具有輸入端以及輸出端,其中輸入端電性連接於第三邏輯柵N0R3的輸出端；一個電晶體NI，其柵極端連接於緩衝器BUFl的輸出端，漏極端則連接於第一負載Ru的第二端；以及一個第三二極體D3，具有第一端連接於電源端VDD，以及第二端連接於電晶體NI的漏極端與第一負載Ru的第二端。通過本實用新型的第一通道驅動電路121的設計，其可進一步與第一通道保護電路141連接，通過第一通道保護電路141監控第一通道驅動電路121間的電流，避免產生電源端Vdd短路到接地端GND的情況。其中，第一通道保護電路141進一步包括一個比較器1411，其具有第一輸入端INA電性連接於第一通道驅動電路121、第二輸入端INB用以接收短路電流設定電壓VI，以及輸出端OCPl用以輸出第一驅動信號至第一通道驅動電路121內的第三邏輯柵N0R3。再接著，依據圖1所述，二通道短路保護電路14是由第一通道保護電路141以及第二通道保護電路142所組成，是用以監控二通道驅動電路12間的電流，並根據內部的比較器1411將監控的結果與一個短路電流設定電壓Vl比較，而分別輸出第一驅動信號與第二驅動信號至第一通道驅動電路121與第二通道驅動電路122 ;其中，第一通道保護電路141以及第二通道保護電路142內部組成架構相同，在此只舉例其中一通道保護電路做說明；請參閱圖3，其是為本實用新型的第一通道保護電路詳細架構圖。如圖3所示，第一通道保護電路141主要是由電阻RG、電晶體P1、電晶體P2、電晶體P3、電晶體N1、電晶體N2、電晶體N3、電流源IA、電流源IB、電流源1C、電容Cl、緩衝器BUFl所組成；其中，第一輸入端INA連接到電晶體Pl的柵極端以及電阻RG的第一端點，而電晶體Pl的漏極端與電阻RG的第二端點皆耦接至接地端GND ;電晶體Pl的源極端則與電晶體P2的源極端、電流源IA的一端連接在一起，而電流源IA的另一端則連接至電源端VDD ;電晶體P2的柵極端則與第二輸入端INB連接，其第二輸入端INB再連接於一端接地的一短路電流設定電壓Vl ;電晶體P2的漏極端與電晶體NI的漏極端相連、電晶體NI的柵極端與電晶體N2的柵極端相連、電晶體NI的源極端與電晶體N2的源極端相連，並一同連接至接地端GND，形成一電流鏡電路。接著，電晶體N2的漏極端則和電流源IB的第一端點、電晶體P3的柵極端、電晶體N3的柵極端連接在一起；電晶體P3的源極端則是連接到電流源IC的第一端點；電流源IB和電流源IC的第二端點則是連接到電源端Vdd ;電晶體N3的源極端則是耦接至接地端GND ;電晶體N3的漏極端、電晶體P3的漏極端、電容Cl的第一端點和緩衝器BUFl的第一端點連接在一起；電容Cl的第二端點 則是耦接至接地端GND ;緩衝器BUFl的第二端則是連接到輸出端0CP1，用以輸出第一驅動信號至第一通道驅動電路121。由於本實用新型的第一通道保護電路141是用來監控第一通道驅動電路121間的電流，並將監控的結果與短路電流設定電壓Vl比較，如果第一通道驅動電路的電流過大，超過V1/RG的設定，第一通道保護電路141就會送出一個輸出端OCPl為HI的信號到第一通道驅動電路121，將輸出電晶體NI關閉，以保護電路避免燒毀，其中電阻RG是為金線(銅線)電阻，是通過調整線長來調整電阻，其電阻值大約是50毫奧姆(mohm)，而短路電流設定電壓Vl大約是0.1V的電壓，可依不同的是統應用做調整，在此要說明的是，雖然本實施例電阻RG其電阻值約是50mohm、短路電流設定電壓Vl約為0.1V，但並不限為使用50mohm電阻以及0.1V的短路電流設定電壓。雖然本實用新型以前述的較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本實用新型，任何熟習相像技藝者，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本實用新型的專利保護範圍須視本說明書所附的權利要求範圍所界定的為準。
權利要求1.一種用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其特徵在於，包括: 一微控制器，其一端連接於電源端(Vdd)，而其另一端耦接至接地端(GND)，並通過一第一輸出端與一第二輸出端，分別傳送輸出一第一控制信號及一第二控制信號； 一二通道驅動電路,具有一第一端、一第二端、兩個輸入端、一第一輸出控制端及一第二輸出控制端，其中該第一端連接於電源端(Vdd)，該第二端耦接至接地端(GND)，該兩個輸入端分別電性連接於該微控制器的該第一輸出端與該第二輸出端，用以接收該第一控制信號與該第二控制信號； 一第一負載，具有一第一端耦接至電源端(Vdd)，以及一第二端與該二通道驅動電路的該第一輸出控制端連接； 一第二負載，具有一第一端耦接至電源端(Vdd)，以及一第二端與該二通道驅動電路的該第二輸出控制端連接；以及 一二通道短路保護電路，具有兩個控制端電性連接於該二通道驅動電路，用以監控該二通道驅動電路間的電流，並根據監控的結果與一短路電流設定電壓比較，而分別輸出一第一驅動信號與一第二驅動信號。
2.根據權利要求1所述的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其中該第一負載與該第二負載為控制該遙控玩具的一直流馬達。
3.根據權利要求1所述的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其中該二通道驅動電路由一第一通道驅動電路以及一第二通道驅動電路所組成。
4.根據權利要求3所述的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其中該第一通道驅動電路進一步包括:· 一第一電阻，具有一第一端以及一第二端，其中該第一端連接於該微控制器的該第一輸出端； 一第一二極體，具有一第一端連接於電源端(Vdd),以及一第二端稱接至該第一電阻的該第一端與該微控制器的該第一輸出端間的節點； 一第二二極體，具有一第一端連接於該第一二極體的該第二端與該微控制器的該第一輸出端間的節點，以及一第二端耦接至接地端(GND)； 一第二電阻，具有一第一端連接於該第一電阻的該第二端，以及一第二端耦接至接地立而(GND)； 一反相器，具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端連接於該第一電阻的該第二端; 一第一邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端電性連接於該反相器的該輸出端； 一第二邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端連接於該第一邏輯柵的該輸出端，該第二輸入端連接於該反相器的該輸入端與該第一電阻的該第二端間的節點，該輸出端耦接至該第一邏輯柵的該第二輸入端； 一第三邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端電性連接於該第二邏輯柵的該輸出端，該第二輸入端用以接收該第一驅動信號； 一緩衝器，具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端電性連接於該第三邏輯柵的該輸出端；一電晶體，其柵極端連接於該緩衝器的該輸出端，漏極端則連接於該第一負載的該第二端；以及 一第三二極體，具有一第一端連接於電源端(Vdd)，以及一第二端連接於該電晶體的漏極端與該第一負載的該第二端。
5.根據權利要求3所述的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其中該第二通道驅動電路進一步包括: 一第一電阻，具有一第一端以及一第二端，其中該第一端連接於該微控制器的該第一輸出端； 一第一二極體，具有一第一端連接於電源端(Vdd),以及一第二端稱接至該第一電阻的該第一端與該微控制器的該第一輸出端間的節點； 一第二二極體，具有一第一端連接於該第一二極體的該第二端與該微控制器的該第一輸出端間的節點，以 及一第二端耦接至接地端(GND)； 一第二電阻，具有一第一端連接於該第一電阻的該第二端，以及一第二端耦接至接地立而(GND)； 一反相器，具有一輸入端以及一輸出端，其中該輸入端連接於該第一電阻的該第二端; 一第一邏輯柵，具有一第一輸入端電性連接於該反相器的該輸出端、一第二輸入端以及一輸出端； 一第二邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端連接於該第一邏輯柵的該輸出端，該第二輸入端連接於該反相器的該輸入端與該第一電阻的該第二端間的節點，該輸出端耦接至該第一邏輯柵的該第二輸入端； 一第三邏輯柵，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端電性連接於該第二邏輯柵的該輸出端，該第二輸入端用以接收該第二驅動信號； 一電晶體，其柵極端連接於該緩衝器的該輸出端，漏極端則連接於該第二負載的該第二端；以及 一第三二極體，具有一第一端連接於電源端(Vdd)，以及一第二端連接於該電晶體的漏極端與該第二負載的該第二端。
6.根據權利要求1所述的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其中該二通道短路保護電路由一第一通道保護電路以及一第二通道保護電路所組成。
7.根據權利要求6所述的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其中該第一通道短路保護電路進一步包括一比較器，其具有一第一輸入端電性連接於該第一通道驅動電路、一第二輸入端用以接收該短路電流設定電壓，以及一輸出端用以輸出該第一驅動信號。
8.根據權利要求6所述的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其中該第二通道短路保護電路進一步包括一比較器，其具有一第一輸入端電性連接於該第二通道驅動電路、一第二輸入端用以接收該短路電流設定電壓，以及一輸出端用以輸出該第二驅動信號。
9.根據權利要求1所述的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其中該遙控玩具選自於一遙控直升機、一遙控汽車、一瓢蟲飛行器的其中之一。
專利摘要一種用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路，其是由一微控制器、第一負載、第二負載、二通道驅動電路及二通道短路保護電路所組成。通過二通道驅動電路可控制遙控玩具的運作，例如控制遙控直升機上、下、左、右飛行；通過本實用新型所提供的用於遙控玩具的二通道驅動電路及其短路保護電路的設計，可進一步避免遙控玩具因在焊接或加工時輸出的短路，而可能造成驅動電路的燒毀，因此解決了現有驅動電路沒有異常保護功能的問題，並解決了現有遙控玩具的二通道驅動電路存在PCB板面積大、元件焊點多、成本高的問題。
文檔編號A63H29/22GK203090474SQ201320049460
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者李燈輝, 餘國庸, 吳耿毅 申請人:晶致半導體股份有限公司