mos管h橋電機驅(qū)動電路與設計原理圖-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2018-01-08
圖1中所示為一個典型的直流電機控制電路。
電路得名于“H橋驅(qū)動電路”是由于它的外形酷似字母H。4個三極管組成H的4條垂直腿，而電機就是H中的橫杠（留意：圖1及隨后的兩個圖都只是表示圖，而不是完好的電路圖，其中三極管的驅(qū)動電路沒有畫出來）。
如圖所示，H橋式電機驅(qū)動電路包括4個三極管和一個電機。要使電機運轉(zhuǎn)，必需導通對角線上的一對三極管。依據(jù)不同三極管對的導通狀況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉(zhuǎn)向。
要使電機運轉(zhuǎn)，必需使對角線上的一對三極管導通。例如，如圖2所示，當Q1管和Q4管導通時，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機，然后再經(jīng)Q4回到電源負極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動。當三極管Q1和Q4導通時，電流將從左至右流過電機，從而驅(qū)動電機按特定方向轉(zhuǎn)動（電機四周的箭頭指示為順時針方向）。
圖3所示為另一對三極管Q2和Q3導通的狀況，電流將從右至左流過電機。當三極管Q2和Q3導通時，電流將從右至左流過電機，從而驅(qū)動電機沿另一方向轉(zhuǎn)動（電機四周的箭頭表示為逆時針方向）。
驅(qū)動電機時，保證H橋上兩個同側(cè)的三極管不會同時導通十分重要。假如三極管Q1和Q2同時導通，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負極。此時，電路中除了三極管外沒有其他任何負載，因而電路上的電流就可能到達最大值（該電流僅受電源性能限制），以至燒壞三極管。基于上述緣由，在實踐驅(qū)動電路中通常要用硬件電路便當?shù)乜刂迫龢O管的開關。
改良電路在根本H橋電路的根底上增加了4個與門和2個非門。4個與門同一個“使能”導通訊號相接，這樣，用這一個信號就能控制整個電路的開關。而2個非門經(jīng)過提供一種方向輸人，能夠保證任何時分在H橋的同側(cè)腿上都只要一個三極管能導通。（與本節(jié)前面的表示圖一樣，圖4所示也不是一個完好的電路圖，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，電機的運轉(zhuǎn)就只需求用三個信號控制：兩個方向信號和一個使能信號。假如DIR-L信號為0，DIR-R信號為1，并且使能信號是1，那么三極管Q1和Q4導通，電流從左至右流經(jīng)電機（如圖5所示）;假如DIR-L信號變?yōu)?，而DIR-R信號變?yōu)?，那么Q2和Q3將導通，電流則反向流過電機。
實踐運用的時分，用分立元件制造H橋是很費事的，好在如今市面上有很多封裝好的H橋集成電路，接上電源、電機和控制信號就能夠運用了，在額定的電壓和電流內(nèi)運用十分便當牢靠。附兩張分立元件的H橋驅(qū)動電路：
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、運放供電±5V、舵機供電6V、驅(qū)動電路12V、CCD/編碼器5V。下面就轉(zhuǎn)壓電路做一些相關引見。
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，但其電路構造較復雜、毛病率較高。
其工作原理是，升壓時其芯片內(nèi)部經(jīng)過開關管不時導通（其頻率與定時電容有關），儲能電感與電容短時間內(nèi)不時充放電對負載提供能量（電感能夠選的大一點）以輸出連續(xù)的直流電壓，另Uo=1.25*(1+R4/R3)（參見手冊公式）。
3． 29302轉(zhuǎn)6V:
29302是一種線性可調(diào)穩(wěn)壓器，運用辦法與34063電路相仿，可供大電流負載運用，其電壓輸出公式為Uo=1.242*(1+R1/R2)。本例中輸出6V給舵機供電。
4． 2663轉(zhuǎn)-5V：
2663可作為一個簡單的負電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓逆變器電路只運用兩個外部電容器。
注：應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計
NMOS管接在電源的負極，柵極高電平導通。PMOS管接在電源的正極，柵極低電平導通。（NMOS管的導通電阻比PMOS的小，最好選NMOS）
1）電機驅(qū)動
電路首先，單片機能夠輸出直流信號，但是它的驅(qū)動才能也是有限的，所以單片機普通做驅(qū)動信號，驅(qū)動大的功率管如Mos管，來產(chǎn)生大電流從而驅(qū)動電機，且占空比大小能夠經(jīng)過驅(qū)動芯片控制加在電機上的均勻電壓到達轉(zhuǎn)速調(diào)理的目的。電機驅(qū)動主要采用N溝道MOSFET構建H橋驅(qū)動電路，H 橋是一個典型的直流電機控制電路，由于它的電路外形酷似字母 H，故得名曰“H 橋”。4個開關組成H的4條垂直腿，而電機就是H中的橫杠。要使電機運轉(zhuǎn)，必需使對角線上的一對開關導通，經(jīng)過不同的電流方向來控制電機正反轉(zhuǎn)，其連通電路如圖所示。
2）H橋驅(qū)動原理
實踐驅(qū)動電路中通常要用硬件電路便當?shù)乜刂崎_關，電機驅(qū)動板主要采用兩種驅(qū)動芯片，一種是全橋驅(qū)動HIP4082，一種是半橋驅(qū)動IR2104，半橋電路是兩個MOS管組成的振蕩，全橋電路是四個MOS管組成的振蕩。其中，IR2104型半橋驅(qū)動芯片能夠驅(qū)動高端和低端兩個N溝道MOSFET，能提供較大的柵極驅(qū)動電流，并具有硬件死區(qū)、硬件防同臂導通等功用。運用兩片IR2104型半橋驅(qū)動芯片能夠組成完好的直流電機H橋式驅(qū)動電路，而且IR2104價錢低廉，功用完善，輸出功率相對HIP4082較低，此計劃采用較多。
另外，由于驅(qū)動電路可能會產(chǎn)生較大的回灌電流，為避免對單片機產(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)動器，作用是進步驅(qū)動才能，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，即單片機信號能夠到驅(qū)動芯片，反過來不行。
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