mos管h橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與設(shè)計(jì)原理圖-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2018-01-08
圖1中所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路。
電路得名于“H橋驅(qū)動(dòng)電路”是由于它的外形酷似字母H。4個(gè)三極管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠（留意：圖1及隨后的兩個(gè)圖都只是表示圖，而不是完好的電路圖，其中三極管的驅(qū)動(dòng)電路沒有畫出來）。
如圖所示，H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必需導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。依據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通狀況，電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。
要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必需使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。例如，如圖2所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng)Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)，電流將從左至右流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)四周的箭頭指示為順時(shí)針方向）。
圖3所示為另一對(duì)三極管Q2和Q3導(dǎo)通的狀況，電流將從右至左流過電機(jī)。當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時(shí)，電流將從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)四周的箭頭表示為逆時(shí)針方向）。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，保證H橋上兩個(gè)同側(cè)的三極管不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通十分重要。假如三極管Q1和Q2同時(shí)導(dǎo)通，那么電流就會(huì)從正極穿過兩個(gè)三極管直接回到負(fù)極。此時(shí)，電路中除了三極管外沒有其他任何負(fù)載，因而電路上的電流就可能到達(dá)最大值（該電流僅受電源性能限制），以至燒壞三極管。基于上述緣由，在實(shí)踐驅(qū)動(dòng)電路中通常要用硬件電路便當(dāng)?shù)乜刂迫龢O管的開關(guān)。
改良電路在根本H橋電路的根底上增加了4個(gè)與門和2個(gè)非門。4個(gè)與門同一個(gè)“使能”導(dǎo)通訊號(hào)相接，這樣，用這一個(gè)信號(hào)就能控制整個(gè)電路的開關(guān)。而2個(gè)非門經(jīng)過提供一種方向輸人，能夠保證任何時(shí)分在H橋的同側(cè)腿上都只要一個(gè)三極管能導(dǎo)通。（與本節(jié)前面的表示圖一樣，圖4所示也不是一個(gè)完好的電路圖，特別是圖中與門和三極管直接銜接是不能正常工作的）
采用以上辦法，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就只需求用三個(gè)信號(hào)控制：兩個(gè)方向信號(hào)和一個(gè)使能信號(hào)。假如DIR-L信號(hào)為0，DIR-R信號(hào)為1，并且使能信號(hào)是1，那么三極管Q1和Q4導(dǎo)通，電流從左至右流經(jīng)電機(jī)（如圖5所示）;假如DIR-L信號(hào)變?yōu)?，而DIR-R信號(hào)變?yōu)?，那么Q2和Q3將導(dǎo)通，電流則反向流過電機(jī)。
實(shí)踐運(yùn)用的時(shí)分，用分立元件制造H橋是很費(fèi)事的，好在如今市面上有很多封裝好的H橋集成電路，接上電源、電機(jī)和控制信號(hào)就能夠運(yùn)用了，在額定的電壓和電流內(nèi)運(yùn)用十分便當(dāng)牢靠。附兩張分立元件的H橋驅(qū)動(dòng)電路：
所謂電源轉(zhuǎn)壓是將輸入電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)壓電路完成升/降壓功用以供其他模塊運(yùn)用，智能車制造中，輸入電池電壓為7.2V，其他模塊所需電壓如下：最小系統(tǒng)板/OLED/鷹眼攝像頭3.3V、運(yùn)放供電±5V、舵機(jī)供電6V、驅(qū)動(dòng)電路12V、CCD/編碼器5V。下面就轉(zhuǎn)壓電路做一些相關(guān)引見。
穩(wěn)壓電路主要分為以下種類：
1. 2940轉(zhuǎn)5V：
2940屬串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路（只用于降壓），此類電路構(gòu)造簡單、穩(wěn)定性高、但功耗大、體積大、濾波效率低，須有較大的輸入和輸出濾波電容。
2. 34063轉(zhuǎn)12V34063
屬于開關(guān)型直流穩(wěn)壓芯片（可用于升/降壓），此類電路功耗小、效率高、體積小、重量輕、穩(wěn)壓范圍寬，但其電路構(gòu)造較復(fù)雜、毛病率較高。
其工作原理是，升壓時(shí)其芯片內(nèi)部經(jīng)過開關(guān)管不時(shí)導(dǎo)通（其頻率與定時(shí)電容有關(guān)），儲(chǔ)能電感與電容短時(shí)間內(nèi)不時(shí)充放電對(duì)負(fù)載提供能量（電感能夠選的大一點(diǎn)）以輸出連續(xù)的直流電壓，另Uo=1.25*(1+R4/R3)（參見手冊(cè)公式）。
3． 29302轉(zhuǎn)6V:
29302是一種線性可調(diào)穩(wěn)壓器，運(yùn)用辦法與34063電路相仿，可供大電流負(fù)載運(yùn)用，其電壓輸出公式為Uo=1.242*(1+R1/R2)。本例中輸出6V給舵機(jī)供電。
4． 2663轉(zhuǎn)-5V：
2663可作為一個(gè)簡單的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓逆變器電路只運(yùn)用兩個(gè)外部電容器。
注：應(yīng)盡量防止由于人工操作失誤等緣由形成的電路反接，可在電路中添加防反接設(shè)計(jì)
NMOS管接在電源的負(fù)極，柵極高電平導(dǎo)通。PMOS管接在電源的正極，柵極低電平導(dǎo)通。（NMOS管的導(dǎo)通電阻比PMOS的小，最好選NMOS）
1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)
電路首先，單片機(jī)能夠輸出直流信號(hào)，但是它的驅(qū)動(dòng)才能也是有限的，所以單片機(jī)普通做驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)大的功率管如Mos管，來產(chǎn)生大電流從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)，且占空比大小能夠經(jīng)過驅(qū)動(dòng)芯片控制加在電機(jī)上的均勻電壓到達(dá)轉(zhuǎn)速調(diào)理的目的。電機(jī)驅(qū)動(dòng)主要采用N溝道MOSFET構(gòu)建H橋驅(qū)動(dòng)電路，H 橋是一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路，由于它的電路外形酷似字母 H，故得名曰“H 橋”。4個(gè)開關(guān)組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必需使對(duì)角線上的一對(duì)開關(guān)導(dǎo)通，經(jīng)過不同的電流方向來控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，其連通電路如圖所示。
2）H橋驅(qū)動(dòng)原理
實(shí)踐驅(qū)動(dòng)電路中通常要用硬件電路便當(dāng)?shù)乜刂崎_關(guān)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)板主要采用兩種驅(qū)動(dòng)芯片，一種是全橋驅(qū)動(dòng)HIP4082，一種是半橋驅(qū)動(dòng)IR2104，半橋電路是兩個(gè)MOS管組成的振蕩，全橋電路是四個(gè)MOS管組成的振蕩。其中，IR2104型半橋驅(qū)動(dòng)芯片能夠驅(qū)動(dòng)高端和低端兩個(gè)N溝道MOSFET，能提供較大的柵極驅(qū)動(dòng)電流，并具有硬件死區(qū)、硬件防同臂導(dǎo)通等功用。運(yùn)用兩片IR2104型半橋驅(qū)動(dòng)芯片能夠組成完好的直流電機(jī)H橋式驅(qū)動(dòng)電路，而且IR2104價(jià)錢低廉，功用完善，輸出功率相對(duì)HIP4082較低，此計(jì)劃采用較多。
另外，由于驅(qū)動(dòng)電路可能會(huì)產(chǎn)生較大的回灌電流，為避免對(duì)單片機(jī)產(chǎn)生影響，最好用隔離芯片隔離，隔離芯片選取有很多方式，如2801等，這些芯片常做控制總線驅(qū)動(dòng)器，作用是進(jìn)步驅(qū)動(dòng)才能，滿足一定條件后，輸出與輸入相同，可停止數(shù)據(jù)單向傳輸，即單片機(jī)信號(hào)能夠到驅(qū)動(dòng)芯片，反過來不行。
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