大家好，今天講解用PMOS跟NMOS做H橋控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。

我們先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的由機(jī)械開(kāi)關(guān)組成的電路，如下圖：

四個(gè)開(kāi)關(guān)ABCD這樣子接，一個(gè)直流電機(jī)橫接在中間，上邊AB開(kāi)關(guān)一端接電源正極，下邊CD開(kāi)關(guān)一端接電源負(fù)極。

這樣的一個(gè)電路就可以控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。如果AD開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，BC開(kāi)關(guān)同時(shí)斷開(kāi)，那么電源正極的電流就會(huì)流過(guò)A開(kāi)關(guān)，流過(guò)電機(jī)，再流過(guò)D開(kāi)關(guān)，然后回到電源負(fù)極，這就產(chǎn)生了一條電流回路，電機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)，我們姑且記為正轉(zhuǎn)，電流回路如下圖：

如果AD開(kāi)關(guān)同時(shí)斷開(kāi)，BC開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，那么電源正極的電流就會(huì)流過(guò)B開(kāi)關(guān)，流過(guò)電機(jī)，再流過(guò)C開(kāi)關(guān)，然后回到電源負(fù)極，這就又產(chǎn)生了一條電流回路，電機(jī)也會(huì)旋轉(zhuǎn)，這時(shí)候的轉(zhuǎn)動(dòng)方向就跟剛才相反了，這就實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。電機(jī)反轉(zhuǎn)的電流回路如下圖：

這樣的電路看起來(lái)像不像一個(gè)大寫(xiě)的英文字母H，中間的直流電機(jī)像一座橋一樣架在橋臂的兩邊，所以我們就把這樣的驅(qū)動(dòng)電路叫作H橋。

我們知道三極管和MOS管都可以當(dāng)作開(kāi)關(guān)來(lái)用，所以我們就可以用三極管或者M(jìn)OS管來(lái)代替這些機(jī)械開(kāi)關(guān)，做成一個(gè)由電子開(kāi)關(guān)組成的H橋。

MOS管都可以當(dāng)作開(kāi)關(guān)來(lái)用，所以我們就可以用三極管或者M(jìn)OS管來(lái)代替這些機(jī)械開(kāi)關(guān)，做成一個(gè)由電子開(kāi)關(guān)組成的H橋。

講一下由MOS管組成的H橋，看到電路圖：

兩個(gè)PMOS接在上邊作為上橋臂，兩個(gè)NMOS接在下邊作為下橋臂，經(jīng)過(guò)上一期教程的學(xué)習(xí)我們知道，要想讓PMOS導(dǎo)通，那么PMOS柵極的電壓就要低于源極的電壓，而且柵源之間的電壓要低于開(kāi)啟電壓。由于這個(gè)PMOS的源極接了電源正極，所以我們只要將它的柵極接地，拉低到0V或者接近于0V，那么就足以讓它完全導(dǎo)通了。下橋臂的NMOS源極接地，要讓它導(dǎo)通，那么柵極給的電壓就要大于源極的電壓，而且要大于開(kāi)啟電壓，用一般常見(jiàn)的MOS管，給到10V左右就能完全導(dǎo)通了。

所以，這個(gè)由MOS管組成的H橋它的控制邏輯是這樣的：

左上角這個(gè)PMOS給0V，右下角這個(gè)NMOS給10V，這樣形成電流通路電機(jī)就能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)了，假設(shè)現(xiàn)在電機(jī)是正轉(zhuǎn)。

右上角的PMOS給0V，左下角的NMOS給10V，同樣形成電流通路，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向就與剛才相反了。

如果是這樣控制的話就得占用單片機(jī)或者遙控模塊4個(gè)端口，有點(diǎn)浪費(fèi)IO口，而且單片機(jī)IO口的電平一般是3.3V或者5V，不足以使NMOS完全導(dǎo)通，那么我們把電路改成下圖這樣：

將PMOS和NMOS的柵極接到一起，然后接個(gè)100K的電阻上拉到電源，再用一個(gè)NPN三極管來(lái)控制它們的柵極，這樣就可以將這個(gè)H橋控制引腳簡(jiǎn)化為兩個(gè)，而且可以用3.3V或者5V的單片機(jī)來(lái)控制。

它的原理是這樣的：左邊的三極管給高電平，右邊的三極管給低電平，那么左邊的三極管導(dǎo)通，兩個(gè)MOS管的柵極就會(huì)被拉低接地，接近于0V，此時(shí)PMOS導(dǎo)通，NMOS關(guān)閉。右邊的三極管給低電平截止不通，此時(shí)兩個(gè)MOS管的柵極得到的是接近于電源的電壓，這時(shí)PMOS關(guān)閉，NMOS導(dǎo)通，對(duì)角的兩個(gè)MOS導(dǎo)通了，那么就有電流流過(guò)電機(jī)，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)了。

同樣的道理，當(dāng)左邊的三極管給低電平，右邊的三極管給高電平，那么電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)了。

如果左右兩邊的三極管都給低電平，那么是底下的兩個(gè)NMOS導(dǎo)通。

如果左右兩邊的三極管都給高電平，那么是上邊的兩個(gè)PMOS導(dǎo)通。

用MOS管或者三極管搭H橋驅(qū)動(dòng)電路一定要注意，千萬(wàn)不要讓同側(cè)的管子同時(shí)導(dǎo)通，同側(cè)的管子同時(shí)導(dǎo)通相當(dāng)于直接將電源的正負(fù)短接，輕則燒MOS，重則燒電源，很危險(xiǎn)的。

最后來(lái)講講這個(gè)H橋?yàn)槭裁瓷蠘虮垡肞MOS，下臂要用NMOS，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是這樣做好控制。如果上下臂全都用NMOS的話，由于漏極接電源正極，而源極的電壓是不固定的，這就無(wú)法確定控制NMOS導(dǎo)通的柵極電壓，因?yàn)樵礃O對(duì)地的電壓有兩種狀態(tài)，當(dāng)這個(gè)NMOS截止時(shí)為低電平，而導(dǎo)通時(shí)又接近于電源電壓，這樣上橋臂的NMOS就沒(méi)辦法正常工作了。

當(dāng)然也不是說(shuō)NMOS就不可以當(dāng)上管，NMOS是可以當(dāng)上管的，只是控制電路會(huì)比較復(fù)雜，需要用到半橋驅(qū)動(dòng)芯片或者用隔離電源控制。如果所控制的電機(jī)功率不是很大，而使用PMOS當(dāng)上管就能解決我們的問(wèn)題，就沒(méi)必要增加電路難度使得電路復(fù)雜化。

由于電機(jī)是感性負(fù)載，所以為了使得電機(jī)在啟動(dòng)和停止的瞬間不損壞MOS管，我們需要在接電機(jī)的地方加上四個(gè)二極管，提供一個(gè)泄放回路，如下圖：

上圖這個(gè)電路中給出的各元件的參數(shù)都是可以直接用的，我按照這個(gè)電路圖也做了兩個(gè)H橋，用來(lái)控制我的漫游車，經(jīng)過(guò)測(cè)試，在12V供電的情況下，控制兩個(gè)百來(lái)瓦的電機(jī)，不暴力駕駛，正反轉(zhuǎn)切換的頻率不是很高的話，這個(gè)電路是可以穩(wěn)定的工作的。

上圖是用433MHz無(wú)線遙控模塊輸出控制信號(hào)接自己做的H橋控制775電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，正反轉(zhuǎn)控制非常方便。

上面兩圖是用自己做的兩個(gè)H橋控制這么大的車子，電機(jī)是120W的直流減速電機(jī)，正反轉(zhuǎn)控制相當(dāng)靈活。

附上個(gè)動(dòng)圖：

好的，本期教程就到這里，喜歡我的文章請(qǐng)點(diǎn)贊評(píng)論支持我，感謝大家的觀看，我們下期再見(jiàn)，拜拜~