一区二区三区三上|欧美在线视频五区|国产午夜无码在线观看视频|亚洲国产裸体网站|无码成年人影视|亚洲AV亚洲AV|成人开心激情五月|欧美性爱内射视频|超碰人人干人人上|一区二区无码三区亚洲人区久久精品

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評(píng)論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫(xiě)文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路詳解

GReq_mcu168 ? 來(lái)源:玩轉(zhuǎn)單片機(jī) ? 作者:玩轉(zhuǎn)單片機(jī) ? 2020-12-09 16:40 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

電機(jī):俗稱(chēng)“馬達(dá)”,依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。包括:電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。

電動(dòng)機(jī)在電路中是用字母M表示,它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩;作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源,發(fā)電機(jī)在電路中用字母G表示,它的主要作用是利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

電機(jī)控制:對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)、加速、運(yùn)轉(zhuǎn)、減速及停止進(jìn)行的控制。

1.直流有刷電機(jī)

直流有刷電機(jī)(Brushed DC,簡(jiǎn)稱(chēng)BDC),由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操控方便,成本低廉,具有良好的偏動(dòng)和調(diào)速性能等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于各種動(dòng)力器件中,小到玩具,按鈕調(diào)節(jié)式汽車(chē)座椅,大到印刷機(jī)械等生產(chǎn)機(jī)械中都能看到它的身影。

直流電源的電能通過(guò)電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組,產(chǎn)生電樞電流,電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與主磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)負(fù)載。

優(yōu)點(diǎn):價(jià)格低、控制方便
缺點(diǎn):由于電刷和換向器的存在,有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可靠性差,故障多,維護(hù)工作量大,壽命短,換向火花易產(chǎn)生電磁干擾。

2.步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)就是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu);更通俗一點(diǎn)講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。我們可以通過(guò)控制脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制電機(jī)的角位移量,從而達(dá)到精確定位的目的;同時(shí)還可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。

優(yōu)點(diǎn):控制簡(jiǎn)單,低速扭矩大,成本低;
缺點(diǎn):步進(jìn)電機(jī)存在空載啟動(dòng)頻率,所以步進(jìn)電機(jī)可以低速正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度時(shí)就無(wú)法啟動(dòng),并伴有尖銳的嘯叫聲;同時(shí),步進(jìn)電機(jī)是開(kāi)環(huán)控制,控制精度和速度都沒(méi)有伺服電機(jī)那么高。

3.伺服電機(jī)

伺服電機(jī)廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中,能將輸入的電壓信號(hào)(或者脈沖數(shù))轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸上的機(jī)械輸出量,拖動(dòng)被控制元件,從而達(dá)到控制目的。伺服電機(jī)系統(tǒng)見(jiàn)下圖。一般地,要求轉(zhuǎn)矩能通過(guò)控制器輸出的電流進(jìn)行控制;電機(jī)的反應(yīng)要快、體積要小、控制功率要小。伺服電機(jī)主要應(yīng)用在各種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中,尤其是隨動(dòng)系統(tǒng)。

伺服電機(jī)有直流和交流之分,最早的伺服電機(jī)是一般的直流有刷電機(jī),在控制精度不高的情況下,才采用一般的直流電機(jī)做伺服電機(jī)。當(dāng)前隨著永磁同步電機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,絕大部分的伺服電機(jī)是指交流永磁同步伺服電機(jī)或者直流無(wú)刷電機(jī)。

優(yōu)點(diǎn):可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,效率高,壽命長(zhǎng)。
缺點(diǎn):控制復(fù)雜,價(jià)格昂貴,需要專(zhuān)業(yè)人士才能控制。

4.無(wú)刷直流電機(jī)

無(wú)刷直流電機(jī)【BLDCM】是在有刷直流電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的,但它的驅(qū)動(dòng)電流是不折不扣的交流。一般地,無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流有兩種,一種是梯形波(方波),另一種是正弦一般的,把方波驅(qū)動(dòng)的叫做直流無(wú)刷電機(jī)(BLDC);把正弦波驅(qū)動(dòng)的叫做永磁同步電機(jī)(PMSM),這個(gè)實(shí)際上就是伺服電機(jī)。

直流無(wú)刷電機(jī)與伺服電機(jī)有類(lèi)似的優(yōu)缺點(diǎn)。BLDC電機(jī)比PMSM電機(jī)造價(jià)便宜一些,驅(qū)動(dòng)控制方法簡(jiǎn)單一些。

5.直流減速電機(jī)

減速電機(jī)的重要參數(shù)

電機(jī)一般還有一個(gè)最小啟動(dòng)電壓,就是可以使得電機(jī)(無(wú)負(fù)載)、開(kāi)始旋轉(zhuǎn)的電壓值。為保證電機(jī)正常工作,一般需要接到電機(jī)兩端的電壓值范圍為:最小啟動(dòng)電壓至額定電壓。并且在這個(gè)電壓值范圍內(nèi)才認(rèn)為轉(zhuǎn)速與電壓成正比。

電機(jī)線圈是有銅導(dǎo)線繞線而成的,所以其電機(jī)電樞繞組電阻一般都是非常小這樣回路中電流一般都是比較大的。這對(duì)我們電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)有很大的影響。

另外,電機(jī)還有一個(gè)比較重要的參數(shù):扭矩。簡(jiǎn)化理解扭矩就是電機(jī)可以帶動(dòng)外部部件旋轉(zhuǎn)的力量,在物理上用轉(zhuǎn)矩來(lái)描述,單位為:N.m(常用單位有:Kg.cm)。大扭矩可以帶動(dòng)比較重的東西。一般認(rèn)為:直流電機(jī)的扭矩和電流成正比。

6.直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

直流電機(jī)旋轉(zhuǎn):給電機(jī)兩根線供電電機(jī)就可以旋轉(zhuǎn),給正電壓電機(jī)正轉(zhuǎn),給相反電壓電機(jī)反轉(zhuǎn);電壓越大,電機(jī)轉(zhuǎn)得越快,電壓越小,轉(zhuǎn)速也變小。 一般我們利用STM32單片機(jī)可以方便的調(diào)整電機(jī)速度,但STM32的IO接口電壓和電流一般都是非常有限的,電壓是3.3V,電流是8mA,所以為方便控制需要在微控制器和電機(jī)直接添加驅(qū)動(dòng)電路板,該電機(jī)驅(qū)動(dòng)板有兩種輸入線:電源輸入線和控制信號(hào)輸入線。電源輸入線一般要求是可以提供電機(jī)額定電源的大電流電源,一般來(lái)說(shuō)電機(jī)所需要的電壓和額定電流是多少,那么就要給電機(jī)驅(qū)動(dòng)板提供多大的電壓和電流,它是給電機(jī)提供動(dòng)力的來(lái)源。控制信號(hào)線與微控制器的信號(hào)線連接,是實(shí)現(xiàn)調(diào)速的方法,一般是PWM的可調(diào)方波信號(hào)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)板還有一個(gè)輸出線,有兩個(gè)接口,它與直流電機(jī)的引腳直接連接。注意,這里的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板輸出線是應(yīng)該一系列電路之后才輸出的,也就是通過(guò)輸入信號(hào)調(diào)制后的輸出線。機(jī)控制都是必須有驅(qū)動(dòng)器的。

如果不需要正反轉(zhuǎn)控制(單向旋轉(zhuǎn)),可以用下圖驅(qū)動(dòng)電路,實(shí)現(xiàn)電機(jī)單向控速。


◆當(dāng)開(kāi)關(guān)A和D閉合、B和C斷開(kāi)時(shí)直流電機(jī)正常旋轉(zhuǎn),記該旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较颉?◆當(dāng)開(kāi)關(guān)B和C閉合、A和D斷開(kāi)時(shí)直流電機(jī)正常旋轉(zhuǎn),記該旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉捶较颉?◆當(dāng)開(kāi)關(guān)A和C閉合、B和D斷開(kāi)或者當(dāng)開(kāi)關(guān)B和D閉合、A和C斷開(kāi)時(shí)直流電機(jī)不旋轉(zhuǎn)。此時(shí)可以認(rèn)為電機(jī)處于“剎車(chē)”狀態(tài),電機(jī)慣性轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電勢(shì)將被短路,形成阻礙運(yùn)動(dòng)的反電勢(shì),形成“剎車(chē)”作用。 ◆當(dāng)開(kāi)關(guān)A和B閉合或者當(dāng)開(kāi)關(guān)C和D閉合時(shí)直接電源短路,會(huì)燒毀電源,這種情況嚴(yán)禁出現(xiàn)。 ◆當(dāng)開(kāi)關(guān)A、B、C和D四個(gè)開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)時(shí)候,認(rèn)為電機(jī)處于“惰行”狀態(tài),電機(jī)慣性所產(chǎn)生的電勢(shì)將無(wú)法形成電路,從而也就不會(huì)產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的反電勢(shì),電機(jī)將慣性轉(zhuǎn)動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間。

71f031d0-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

這樣簡(jiǎn)單的控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)就可以控制電機(jī)的選擇方向。從上圖中可以看到,其形狀類(lèi)似于字母“H”,而作為負(fù);載的直流電機(jī)是像“橋”一樣架在上面的;所以稱(chēng)之為“H橋驅(qū)動(dòng)”。4個(gè)開(kāi)關(guān)所在位置就稱(chēng)為“橋臂”。在電路中可以做電子開(kāi)關(guān)的有三極管和MOS管??梢允褂眠@兩種器件代替開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)。

7.H橋電路分析

下面以MOS管搭建的H橋電路解釋電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),必須使對(duì)角線上的一對(duì)MOS管導(dǎo)通。如下圖,當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)(此時(shí)必須保Q2和Q3關(guān)斷),電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過(guò)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)。

725d7c54-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

另一對(duì)MOS管2相Q3導(dǎo)通的時(shí)候(此時(shí)必須保證Q1和Q4關(guān)斷),電流從右至左流過(guò)電機(jī),從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí),保證H橋兩個(gè)同側(cè)的MOS管不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通非常重要,如果MOS管Q1和Q2同時(shí)導(dǎo)通,那么電流就會(huì)從電源正極穿過(guò)兩個(gè)MOS管直接回到負(fù)極,此時(shí)電路中除了MOS管外沒(méi)有其它任何負(fù)載,因此電路上的電流就達(dá)到最大值,燒壞MOS管和電源。Q3和Q4同時(shí)導(dǎo)通是同樣的道理。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí),保證H橋兩個(gè)同側(cè)的MOS管不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通非常重要,如果MOS管Q1和Q2同時(shí)導(dǎo)通,那么電流就會(huì)從電源正極穿過(guò)兩個(gè)MOS管直接回到負(fù)極,此時(shí)電路中除了MOS管外沒(méi)有其它任何負(fù)載,因此電路上的電流就達(dá)到最大值,燒壞MS管和電源。Q3和Q4同時(shí)導(dǎo)通是同樣的道理。

725d7c54-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)只能控制電機(jī)正反轉(zhuǎn),引入PWM控制可以實(shí)現(xiàn)方向和速度調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)占空比實(shí)現(xiàn)控速,占空比越大平均電壓(電流)越大,速度越快PWM頻率一般在10KHz~20KHz之間。頻率太低會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低,噪聲較大。頻率太高,會(huì)因?yàn)镸OS管的開(kāi)關(guān)損耗而降低系統(tǒng)的效率。

根據(jù)不同橋臂的PWM控制方式不同,大致上可以分為三種控制模式:受限單極模式、單極模式、雙極模式。

1.受限單極模式

受限單極模式:電機(jī)電樞驅(qū)動(dòng)電壓極性是單一的

優(yōu)點(diǎn):控制電路簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn):不能剎車(chē),不能能耗制動(dòng),在負(fù)載超過(guò)設(shè)定速度時(shí)不能提供向力矩。調(diào)速靜差大,調(diào)速性能很差,穩(wěn)定性也不好。

2.單極模式

單極模式:電機(jī)電樞驅(qū)動(dòng)電壓極性是單一的。

優(yōu)點(diǎn):?jiǎn)?dòng)快,能加速,剎車(chē),能耗制動(dòng),能量反饋,調(diào)速性能不如雙極模式好,但是相差不多,電機(jī)特性也比較好。在負(fù)載超速時(shí)也能提供反向力矩。

缺點(diǎn):剎車(chē)時(shí),不能減速到0,速度接近0速度時(shí)沒(méi)有制動(dòng)力。不能突然倒轉(zhuǎn)。動(dòng)態(tài)性能不好,調(diào)速靜差稍大。

72cd4372-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png


PWM和PWMN是互補(bǔ)的PWM信號(hào),一般用高級(jí)控制定時(shí)器的通道和互補(bǔ)通道控制。在PWM為高電平時(shí):MOS管1和4都導(dǎo)通,MOS管2和3都截止,電流從電源正極,經(jīng)過(guò)MOS管1,從左到右流過(guò)電機(jī)、然后經(jīng)過(guò)MOS管4流入電源負(fù)極。在PWM為低電平時(shí):MOS管2和4都導(dǎo)通,MOS管1和3都截止,根據(jù)楞次定律,存在自感電動(dòng)勢(shì),電流還是從左到右流過(guò)電機(jī),經(jīng)過(guò)MOS管4和MOS管2形成電流回路。

3.雙極模式

雙極模式:電樞電壓極性是正負(fù)交替的。

優(yōu)點(diǎn):能正反轉(zhuǎn)運(yùn)行,啟動(dòng)快,調(diào)速精度高,動(dòng)態(tài)性能好,調(diào)速靜差小,調(diào)速范圍大,能加速,減速,剎車(chē),倒轉(zhuǎn),能在負(fù)載超過(guò)設(shè)定速度時(shí),提供反向力矩,能克服電機(jī)軸承的靜態(tài)摩擦力,產(chǎn)生非常低的轉(zhuǎn)速。

缺點(diǎn):控制電路復(fù)雜。在工作期間,4個(gè)MOS管都處于工作狀態(tài),功率損耗大,電機(jī)容易發(fā)燙。

PWM1和PWM1N、PWM2和PWM2N是PWM互補(bǔ)通道。使用高級(jí)控制定時(shí)器通道和互補(bǔ)通道控制雙極模式中,PWM1和PWM2周期相同,占空比相同,極性相反,使得對(duì)角線上的兩個(gè)MOS管同時(shí)導(dǎo)通,同時(shí)關(guān)斷。

734d8d34-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

4.H橋硬件電路設(shè)計(jì)

H橋中一般使用4個(gè)N型MOS管來(lái)搭建。不用2個(gè)N型MOS管+2個(gè)P型MOS管的原因是:P型MOS管難做到高耐壓大電流的型號(hào),導(dǎo)通電阻大。同樣性能的MOS,N型比P型便宜。

對(duì)于NMOS,當(dāng)外部給的柵源極Vgs電壓大于芯片的Vgs閾值(大部分在2V-10V之間)時(shí),漏極D和源極S之間直接導(dǎo)通。如果外部給的Vgs電壓小于閾值,漏極D和源極S之間截止。

簡(jiǎn)單認(rèn)為,就是一個(gè)由柵極G電壓控制的一個(gè)開(kāi)關(guān)。

739580e4-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png


假設(shè)圖中N-MOS管的Vgs閾值為3V,VCC=24V。

對(duì)于下橋臂Q2MOS管可以使用STM32芯片引腳直接控制,因?yàn)镾TM32的PWM高電平是3.3V足夠使N-MOS管導(dǎo)通。

上橋臂Q1 MOS管無(wú)法直接使用STM32芯片引腳使其導(dǎo)通,因?yàn)榧僭O(shè)Q1導(dǎo)通,漏極D和源極S電壓幾乎相等(Rds非常小),即VA=VCC=24V,這樣要求Vg>=VA+Vgs=27V。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是,Vg大于27V,Q1導(dǎo)通,小于27V,Q1截止。所以就需要一個(gè)這樣的電路:把STM32的3.3VPWM信號(hào)升壓到27V電壓上,這個(gè)電路可以用自舉電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

74018082-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

上橋臂驅(qū)動(dòng):自舉電路

下橋臂驅(qū)動(dòng):電平控制

實(shí)際電路設(shè)計(jì)中,一般把Vgs設(shè)置為10~20V,因?yàn)檫@樣保證MOS管完全導(dǎo)通。

還有一個(gè)問(wèn)題當(dāng)MOS管完全導(dǎo)通時(shí),MOS管的內(nèi)阻Rds一般來(lái)說(shuō)就比較小在幾毫歐,就相當(dāng)于一根導(dǎo)線。但是當(dāng)MOS管不完全導(dǎo)通時(shí),也就是說(shuō)Vgs小于開(kāi)啟電壓時(shí),MOS就處于不完全導(dǎo)通狀態(tài),那么MOS管的內(nèi)阻就比較大,而電機(jī)驅(qū)動(dòng)板的電流也比較大。那么MOS的發(fā)熱就會(huì)非常嚴(yán)重,很可能會(huì)燒壞芯片。

745d7e28-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

5.半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104S

所謂半橋驅(qū)動(dòng)芯片,便是一塊驅(qū)動(dòng)芯片只能用于控制H橋一側(cè)的2個(gè)MOS管。因此采用半橋驅(qū)動(dòng)芯片時(shí),需要兩塊該芯片才能控制一個(gè)完整的H橋。

相應(yīng)的,全橋驅(qū)動(dòng)芯片便是可以直接控制4個(gè)MOS管的導(dǎo)通與截止,一塊該芯片便能完成一個(gè)完整H橋的控制。

這里使用的IR2104便是一款半橋驅(qū)動(dòng)芯片,因此在原理圖中可以看到每個(gè)H橋需要使用兩塊此芯片。

1.典型電路設(shè)計(jì)(來(lái)源于數(shù)據(jù)手冊(cè))

782b0494-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

2.引腳功能(來(lái)源于數(shù)據(jù)手冊(cè))

7b538ad8-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

VCC為芯片的電源輸入,手冊(cè)中給出的工作電壓為10~20V。

IN和SD作為輸入控制,可共同控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)(轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速和是否轉(zhuǎn)動(dòng))。

VB和VS主要用于形成自舉電路。

HO和LO接到MOS管柵極,分別用于控制上橋臂和下橋臂MOS的導(dǎo)通與截止。

COM腳直接接地即可。

3.自舉電路

此部分是理解該芯片的難點(diǎn),需要進(jìn)行重點(diǎn)講解。從上面的典型電路圖和最初的設(shè)計(jì)原理圖中均可發(fā)現(xiàn):該芯片在Vcc和VB腳之間接了一個(gè)二極管,在VB和VS之間接了一個(gè)電容。這便構(gòu)成了一個(gè)自舉電路。

作用:由于負(fù)載(電機(jī))相對(duì)于上橋臂和下橋臂MOS位置不同,而MOS的開(kāi)啟條件為Vgs>Vth,這便會(huì)導(dǎo)致想要上橋臂MOS導(dǎo)通,則其柵極對(duì)地所需的電壓較大。

因?yàn)橄聵虮跰OS源極接地,想要導(dǎo)通只需要令其柵極電壓大于開(kāi)啟電壓Vth。而上橋臂MOS源極接到負(fù)載,如果上橋臂MOS導(dǎo)通,那么其源極電壓將上升到H橋驅(qū)動(dòng)電壓也就是MOS的供電電壓,此時(shí)如果柵極對(duì)地電壓不變,那么Vgs可能小于Vth,又關(guān)斷。因此想要使上橋臂MOS導(dǎo)通,必須想辦法使其Vgs始終大于或一段時(shí)間內(nèi)大于Vth(即柵極電壓保持大于MOS管的電源電壓+Vth)。

下圖是IR2104S的內(nèi)部原理框圖。此類(lèi)芯片的內(nèi)部原理基本類(lèi)似,右側(cè)兩個(gè)柵極控制腳(HO和LO)均是通過(guò)一對(duì)PMOS和NMOS進(jìn)行互補(bǔ)控制。

7e9aef38-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png


自舉電路工作流程:

以下電路圖均只畫(huà)出半橋,另外一半工作原理相同因此省略。假定Vcc=12V,VM=7.4V,MOS管的開(kāi)啟電壓Vth=6V(不用LR7843的2.3V)。

(1)第一階段:首先給IN輸入PWM信號(hào),使HO和LO通過(guò)左側(cè)的內(nèi)部控制電路(使上下兩對(duì)互補(bǔ)的PMOS和NMOS對(duì)應(yīng)導(dǎo)通),分別輸出低電平和高電平。此時(shí)外部H橋的上橋臂MOS截止,小橋臂MOS導(dǎo)通,電機(jī)電流順著②線流通。同時(shí)VCC通過(guò)自舉二極管(①線)對(duì)自舉電容充電,使電容兩端的壓差為Vcc=12V。

81e27dd2-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

(2)第二階段:此階段由芯片內(nèi)部自動(dòng)產(chǎn)生,即死區(qū)控制階段(在H橋中介紹過(guò),不能使上下兩個(gè)MOS同時(shí)導(dǎo)通,否則VM直接通到GND,短路燒毀)。HO和LO輸出均為低電平,上橋臂MOS截止,之前加在下橋臂MOS柵極上的電壓通過(guò)①線放電。

8524fa88-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

(3)第三階段:通過(guò)IN引腳輸出PWM使左側(cè)的內(nèi)部MOS管如圖所示導(dǎo)通。由于電容上的電壓不能突變,此時(shí)自舉電容上的電壓(12V)便可以加到上橋臂MOS的柵極和源極上,使得上橋臂MOS也可以在一定時(shí)間內(nèi)保持導(dǎo)通。此時(shí)上橋臂MOS的源極對(duì)地電壓≈VM=7.4V,柵極對(duì)地電壓≈VM+Vcc=19.4V,電容兩端電壓=12V,因此上橋臂MOS可以正常導(dǎo)通。

88963bfa-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png

注意:因?yàn)榇藭r(shí)電容在持續(xù)放電,壓差會(huì)逐漸減小。最后,電容正極對(duì)地電壓(即上橋臂MOS柵極對(duì)地電壓)會(huì)降到Vcc,那么上橋臂MOS的柵源電壓便≈Vcc-VM=12V-7.6V=4.4V< Vth=6V,高端MOS仍然會(huì)關(guān)斷。

★ 因此想要使高端MOS連續(xù)導(dǎo)通,必須令自舉電容不斷充放電,即循環(huán)工作在上述的三個(gè)階段(上下橋臂的MOS處于輪流導(dǎo)通的狀態(tài),控制信號(hào)輸入PWM即可),才能保證上橋臂MOS導(dǎo)通。自舉二極管主要是用來(lái)當(dāng)電容放電時(shí),防止回流到VCC,損壞電路。

★ 但是,在對(duì)上面的驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行實(shí)際測(cè)試時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),不需要令其上下橋臂MOS輪流導(dǎo)通也可以正常工作,這是因?yàn)榧词棺耘e電容放電結(jié)束,即上橋臂MOS的柵源電壓下降到4.4V仍然大于LR7843的Vth=2.3V。

那么在上述驅(qū)動(dòng)板中,自舉電路就沒(méi)有作用了嗎?當(dāng)然不是,由于MOS管的特性,自舉電路在增加?xùn)旁碐電壓的同時(shí),還可令MOS管的導(dǎo)通電阻Rds減小,從而減少發(fā)熱損耗,因此仍然建議采用輪流導(dǎo)通的方式,用自舉電容產(chǎn)生的大壓差使MOS管導(dǎo)通工作。

8.原理圖和PCB

88dda260-2e2b-11eb-a64d-12bb97331649.png


責(zé)任編輯:lq

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 電路
    +關(guān)注

    關(guān)注

    173

    文章

    6027

    瀏覽量

    175079
  • 電機(jī)驅(qū)動(dòng)

    關(guān)注

    60

    文章

    1311

    瀏覽量

    87841
  • 電磁感應(yīng)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    17

    文章

    846

    瀏覽量

    58919

原文標(biāo)題:H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路詳解

文章出處:【微信號(hào):mcu168,微信公眾號(hào):硬件攻城獅】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評(píng)論

    相關(guān)推薦
    熱點(diǎn)推薦

    Texas Instruments DRV8848 雙H電機(jī)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè)

    Texas Instruments DRV8848雙H電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成了兩個(gè)采用NMOS驅(qū)動(dòng)器和電流檢測(cè)調(diào)節(jié)
    的頭像 發(fā)表于 07-10 11:41 ?161次閱讀
    Texas Instruments DRV8848 雙<b class='flag-5'>H</b><b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>電機(jī)</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>器數(shù)據(jù)手冊(cè)

    BDR6200半驅(qū)動(dòng)器英文手冊(cè)

    ? ? ? ? BDR6200 為寬壓輸入范圍、大電流直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制電路,用于驅(qū)動(dòng) PMOS 與 NMOS 構(gòu)成的H
    發(fā)表于 05-26 17:56 ?0次下載

    H電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理】-學(xué)習(xí)筆記

    工作原理電路分析這是一個(gè)由晶體管構(gòu)成的H電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,以下是對(duì)其各部分的介紹:核心器件晶體管:
    的頭像 發(fā)表于 05-15 19:34 ?757次閱讀
    【<b class='flag-5'>H</b><b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>電機(jī)</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b><b class='flag-5'>電路</b>原理】-學(xué)習(xí)筆記

    HTD9801雙通道H電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片中文手冊(cè)

    ? ? ? ? HTD9801為玩具、打印機(jī)和其它電機(jī)一體化應(yīng)用提供一種集成的雙通道電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。HTD9801有兩路H
    發(fā)表于 04-14 16:14 ?0次下載

    HTD8811雙通道H電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片中文手冊(cè)

    ? ? ? ? HTD8811為玩具、打印機(jī)和其它電機(jī)一體化應(yīng)用提供一種集成的雙通道電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。HTD8811有兩路H
    發(fā)表于 04-14 16:04 ?2次下載

    HR8833雙通道H電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片中文手冊(cè)

    ? ? ? ? HR8833為玩具、打印機(jī)和其它電機(jī)一體化應(yīng)用提供一種雙通道電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。HR8833有兩路H
    發(fā)表于 04-14 15:35 ?2次下載

    HTD9810雙通道H電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片中文手冊(cè)

    ? ? HTD9810為玩具、打印機(jī)和其它電機(jī)一體化應(yīng)用提供一種集成的雙通道電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。HTD9810有兩路H
    發(fā)表于 04-01 17:37 ?0次下載

    H電機(jī)驅(qū)動(dòng)器CN8042廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化

    H電機(jī)驅(qū)動(dòng)器CN8042廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化
    的頭像 發(fā)表于 02-17 09:51 ?436次閱讀
    <b class='flag-5'>H</b><b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>電機(jī)</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>器CN8042廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化

    可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流有刷電機(jī)、一個(gè)雙極步進(jìn)電機(jī)的雙H電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片-SS8833E

    電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 - SS8833E是一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,具有兩個(gè)H
    的頭像 發(fā)表于 02-12 09:43 ?511次閱讀
    可以<b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>兩個(gè)直流有刷<b class='flag-5'>電機(jī)</b>、一個(gè)雙極步進(jìn)<b class='flag-5'>電機(jī)</b>的雙<b class='flag-5'>H</b><b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>電機(jī)</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>芯片-SS8833E

    率能SS6952T 推桿,按摩椅單H電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片

    SS6952T驅(qū)動(dòng)芯片是率能推出的一款專(zhuān)為按摩椅、推桿和直流電機(jī)設(shè)計(jì)的集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案,兼容市面上如:DRV8840PWPR、DRV8842PWPR等多款型號(hào);集成了NMOS
    的頭像 發(fā)表于 12-04 11:52 ?678次閱讀
    率能SS6952T 推桿,按摩椅單<b class='flag-5'>H</b><b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>電機(jī)</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>芯片

    h驅(qū)動(dòng)電路使電機(jī)正反轉(zhuǎn)原理

    H驅(qū)動(dòng)電路使電機(jī)正反轉(zhuǎn)的原理是一個(gè)在電子和電機(jī)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)。 一、
    的頭像 發(fā)表于 10-06 14:53 ?4964次閱讀
    <b class='flag-5'>h</b><b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b><b class='flag-5'>電路</b>使<b class='flag-5'>電機(jī)</b>正反轉(zhuǎn)原理

    電機(jī)一體化應(yīng)用提供一種雙通道集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片-SS6811H

    電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 - SS6811H為舞臺(tái)燈光和其它電機(jī)一體化應(yīng)用提供一種雙通道集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。S
    的頭像 發(fā)表于 09-26 09:33 ?691次閱讀
    為<b class='flag-5'>電機(jī)</b>一體化應(yīng)用提供一種雙通道集成<b class='flag-5'>電機(jī)</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>方案的<b class='flag-5'>電機(jī)</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>芯片-SS6811<b class='flag-5'>H</b>

    使用MSPM0 MCU為步進(jìn)電機(jī)和有刷直流(BDC)電機(jī)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的H驅(qū)動(dòng)器控制

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《使用MSPM0 MCU為步進(jìn)電機(jī)和有刷直流(BDC)電機(jī)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的H驅(qū)動(dòng)器控制.pdf》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 09-02 09:49 ?0次下載
    使用MSPM0 MCU為步進(jìn)<b class='flag-5'>電機(jī)</b>和有刷直流(BDC)<b class='flag-5'>電機(jī)</b>實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的<b class='flag-5'>H</b><b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>器控制

    其利天下技術(shù)開(kāi)發(fā)·一文搞懂全電路和半電路·無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案

    在開(kāi)發(fā)無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案中,選擇適合的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。全電路+IP
    的頭像 發(fā)表于 08-26 17:00 ?1426次閱讀
    其利天下技術(shù)開(kāi)發(fā)·一文搞懂全<b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>電路</b>和半<b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>電路</b>·無(wú)刷<b class='flag-5'>電機(jī)</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>方案

    HTD9810雙通道H電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片

    HTD9810為玩具、打印機(jī)和其它電機(jī)一體化應(yīng)用提供一種集成的雙通道電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。HTD9810有兩路H
    的頭像 發(fā)表于 08-25 10:31 ?762次閱讀
    HTD9810雙通道<b class='flag-5'>H</b><b class='flag-5'>橋</b><b class='flag-5'>電機(jī)</b><b class='flag-5'>驅(qū)動(dòng)</b>芯片