H橋驅動直流電機電路及工作效率計算-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-06-29
H橋驅動直流電機是很常見的應用，常見的方式有三種，三極管驅動、MOS管驅動、集成電路驅動。那么對于這三種方式驅動直流電機也存在各自的優缺點，集成電路比較方便，但是效率比較低；MOS管效率是最高的，三極管效率居中。涉及到具體的電路里面以及工作效率應該如何計算呢？
之所以存在工作效率的高低，歸根結底是因為晶體管上在導通和關斷的時候在集電極和發射極會存在壓降，雖然我們平時分析的時候可以將其忽略掉，因為只有零點幾伏，但是計算效率的時候，就要將其考慮進來了。為了便于比較，將 H 橋的驅動電流定位在 2A 水平上，而電壓在 5 - 12V 之間。
以驅動一個 5V 、 2A 的直流電機為例
三極管驅動：
之所以存在功率消耗主要原因是三極管導通、截止存在壓降，規格書上可以看到S8050壓降為0.5V，S8550壓降為1.2V
三極管消耗功率為：（0.6+1.2）*2=3.6W電機得到的功率為：5*2=10W
效率為：10/13.6=73.5%
個人覺得上述電路應該將NPN以及PNP換個位置比較好，電路沒有驗證，此處不做產品性能分析，只從效率做探討。
MOS管驅動：
MOS的導通壓降要通過導通電阻來計算，IRF9540導通電阻為0.2Ω，導通壓降為2*0.2=0.4V；IRF3205導通電阻為0.008Ω，導通壓降為2*0.008=0.016V
MOS的消耗功率為：2*（0.4+0.016）=0.832W
電機得到的功率為：5*2=10W
效率為：10/10.832=92.3%
集成電路驅動：
VCEsat(H)為上橋臂壓降，2A時為2.7V
VCEsat(L)為上橋臂壓降,2A時為2.3V
VCEsat為上下橋臂壓降之和，2A時為4.9V
集成電路L298N消耗功率為：2*4.9=9.8W
電機得到的功率為：5*2=10W
效率為：10/19.8=50.5%
通過上面的分析計算可以很數據化的看出來MOS管的效率高于三極管高于集成電路，用獨立元器件搭建H橋成本低，效率高，但需要比較高的技術要求，穩定性的有待驗證；而集成電路則方便快捷，但是效率就比較低了。
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