sun27.com: [电路/定理] 电机驱动H桥的知识分享

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本帖最后由 王小琪 于 2020-10-16 17:27 编辑

电机是我们在应用中用的比较多的一个元器件了,而且相比led,蜂鸣器这类基础元器件而言,技术含量会更高一点,今天小弟在这里抛砖引玉,浅要谈谈电机驱动之H桥的一些小知识和大家分享一下~
“H 桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母 H。 4 个三极管组成 H 的 4 条垂直腿,而电机就是 H 中的横杠(注意:下图不是完整的电路图,只是示意图而已,其中三极管的驱动电路没有画出来)。

要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。例如,当 Q1管和 Q4 管导通时,电流就从电源正极经 Q1 从左至右穿过电机,然后再经 Q4 回到电源负极。按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管 Q1 和 Q4 导通,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。同理Q2和Q3导通,则电机逆时针转动。(PS:同侧三极管不能同时打通,否则会造成短路,烧坏三极管。即Q1和Q2不能同时导通;Q3和Q4不能同时导通)
但是可能会有一些新手会不小心让同侧的三极管导通了,这样会让设计处于危险的状态,轻则元器件烧毁,重则起火造成财产生命损失。于是本着安全稳定的原则,在上述电路上做了一点改进。
在基本 H 桥电路的基础上增加了4 个与门和 2 个非门。 4 个与门同一个“使能”导通信号相接,这样,用这一个信号就能控制整个电路的开关。而 2 个非门通过提供一种方向输人,可以保证任何时候在 H 桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。(与前面的示意图一样,下图所示也不是一个完整的电路图,特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。)  


采用以上方法,电机的运转就只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。如果 DIR-L 信号为 0, DIR-R 信号为 1,并且使能信号是 1,那么三极管 Q1 和 Q4导通,电流从左至右流经电机(如图 4.16 所示);如果 DIR-L 信号变为 1,而 DIR-R 信号变为 0,那么 Q2 和 Q3 将导通,电流则反向流过电机。  


实际使用的时候,用分立元件制作 H 桥是很麻烦的,好在现在市面上有很多封装好的 H 桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就可以使用了,在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的 L293D、 L298N等,下图为两个芯片的内部构造图。


附两张分立元件的 H 桥驱动电路:

  
附件为L293D、 L298N的规格书。@21小跑堂  

纯手打,原创哦。关于上面与门和非门的讨论,感兴趣的朋友也可以研究下其它输入的情况下,电机的转动情况,2^3=8。
沙发
| 2020-10-17 08:07 | 只看该作者
这分立电路,  可能应付不了比较高的 PWM 频率下的工作,    注意一下
板凳
| 2020-10-17 09:05 | 只看该作者
女生有这样的技能,已经难能可贵。我妹子七七连电解电容长什么样子都不知道。

评论

戈卫东 2020-10-17 09:22 回复TA
厉害了!这都能看出来! 
地板
 楼主 | 2020-10-19 08:35 | 只看该作者
airwill 发表于 2020-10-17 08:07
这分立电路,  可能应付不了比较高的 PWM 频率下的工作,    注意一下

遇到大神了,这个分立电路我也没有验证过,只是发出来给大家参考学习下。条件允许的话,还是推荐使用集成IC,抓大放小,站在巨人的肩膀上做设计。
5
| 2020-10-19 13:05 | 只看该作者
对于陌生的电路, 我们需要分析工作原理, 以及工作的适应范围
6
| 2020-10-19 13:17 | 只看该作者
谢谢分享,学习一下
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