H 橋驅(qū)動電路

圖 1 中所示為一個典型的直流電機(jī)控制電路。電路得名于“H 橋驅(qū)動電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜?H。4 個三極管組成 H 的 4 條垂直腿，而電機(jī)就是 H 中的橫杠（注意：圖 4.12 及隨后的兩個圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，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(jī)驅(qū)動電路包括 4 個三極管和一個電機(jī)。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會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)，必須使對角線上的一對三極管導(dǎo)通。例如，如圖

2、所示，當(dāng) Q1 管和 Q4 管導(dǎo)通時，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)動電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)三極管 Q1 和 Q4 導(dǎo)通時，電流將從左至右流過電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動（電機(jī)周圍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(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過電機(jī)。當(dāng)三極管 Q2 和 Q3 導(dǎo)通時，電流將從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時針方向）。

二、使能控制和方向邏輯使能控制和方向邏輯

驅(qū)動電機(jī)時，保證 H 橋上兩個同側(cè)的三極管不會同時導(dǎo)通非常重要。如果三極管 Q1 和 Q2 同時導(dǎo)通，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負(fù)極。此時，電路中除了三極管外沒有其他任何負(fù)載，因此電路上的電流就可能達(dá)到最大值（該電流僅受電源性能限制），甚至燒壞三極管。基于上述原因，在實(shí)際驅(qū)動電路中通常要用硬件電路方便地控制三極管的開關(guān)。圖 4 所示就是基于這種考慮的改進(jìn)電路，它在基本 H 橋電路的基礎(chǔ)上增加了 4 個與門和 2 個非門。4 個與門同一個“使能”導(dǎo)通信

號相接，這樣，用這一個信號就能控制整個電路的開關(guān)。而 2 個非門通過提供一種方向輸人，可以保證任何時候在 H 橋的同側(cè)腿上都只有一個三極管能導(dǎo)通。（與本節(jié)前面的示意圖一樣，圖 4 所示也不是一個完整的電路圖，特別是圖中與門和三極管直接連接是不能正常工作的。）

采用以上方法，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就只需要用三個信號控制：兩個方向信號和一個使能信號。如果 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(dǎo)通，電流從左至右流經(jīng)電機(jī)（如圖 5 所示）；如果 DIR－L 信號變?yōu)?1，而 DIR－R 信號變?yōu)?0，那么 Q2 和 Q3 將導(dǎo)通，電流則反向流過電機(jī)

實(shí)際使用的時候，用分立元件制作 H 橋是很麻煩的，好在現(xiàn)在市面上有很多封裝好的 H 橋集成電路，接上電源、電機(jī)和控制信號就可以使用了，在額定的電壓和電流內(nèi)使用非常方便可靠。比如常用的 L293D、L298N、TA7257P、SN754410 等

審核編輯：湯梓紅