H-Bridge电机驱动原理
来源:互联网 发布:渣浆泵选型软件 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 05:15
电动机工作原理
当你把电源的正极接到电动机的一端,负极接到电动机的另一端,电动机开始正转,如果交换电动机的里两个电极,则电动机反转。这就是我们控制电动机的原理。
当电动机的一端为逻辑1的时候,即在本例中A点为+12V电压,电动机正转。当A点为逻辑0的时候(接地),电动机停止转动。示意图如下:
和上图类似,当电动机的另一端为逻辑1的时候,即在本例中B点为+12V电压,电动机反转。当B点为逻辑0的时候(接地),电动机停止转动。示意图如下:
电动机速度控制
通过控制A或B的开关,(形成脉冲)可以使得电动机获得不同的扭矩,从而产生不同的速度。
如果你希望用一个电路控制电动机的正转和反转,这就需要更多的电路,你就会需要H-Bridge(叫H是因为和下图的外形相似)其电路图如下:
如果合上A和D,也就是A=1,B=0,C=0,D=1,电动机正转,示意图如下:
如果合上B和C,也就是A=0,B=1,C=1,D=0,电动机正转,示意图如下:
半导体H-Bridge
利用晶体管或者场效应管,我们能更好控制电动机。
用PNP晶体管或者P沟道场效应管,作为电动机的电源端
用NPN晶体管或者N沟道场效应管,作为电动机的接地端
示意图如下:
如果你使得A和B导通,就会产生刹车效果(C和D也是如此)。
原因是电动机是一台发电机,在转动得从时候,就会产生电压,当A和B同时导通的时候,就相当于将A和B短接,电动机产生的电压会使得电动机自身停止转动。其效果就如同刹车一样。
为了更好的保护晶体管,应该增加二极管来阻止电动机在电源打开和关断时所产生的电压。
这个电压有可能是供电电压的好几倍,如果不用二极管,有可能会使得晶体管烧毁。
因此我常用下图的连接方式:
作为半导体器件,晶体管会有电阻,这会使得在通过大的电流的时候发热,也就是说不能有太大的电流通过。
而同样作为半导体器件,MOSFET可以通过更加多得电流而不至于发热烧毁,而且通常MOSFET内含了二极管,因此,就不需要再去连接一个二极管。
如果MOSFET来制作H-Bridge则A和B要用P沟道MOSFET。C和D要用N沟道MOSFET
N沟道MOSFET要比P沟道MOSFET便宜,但是N沟道MOSFET来做A和B的话需要7V的电压,这比提供的电压要大。
合理的开关H-Bridge的四个端口是很重要的,如果A和C导通的话,就相当于短路,这是十分危险的。所以我们建议用H-Bridge芯片,因为现有的H-Bridge芯片则既安全又简单。
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