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mos管h桥驱动电路图-mos管h桥电机驱动电路与设计原理详解-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2018-11-09 

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mos管h桥驱动电路图
mos管h桥

h桥是一种电子电路,可使其连接的负载或输出端两端电压反相/电流反向。这类电路可用于机器人及其它实作场合中直流电动机的顺反向控制及转速控制、步进电机控制(双极型步进电机还必须要包含两个H桥的电机控制器),电能变换中的大部分直流-交流变换器(如逆变器及变频器)、部分直流-直流变换器(推挽式变换器)等,以及其它的功率电子装置。

h桥是一个典型的直流电机控制电路,因为它的电路形状酷似字母H,故得名与“H桥”。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠。H桥电路,既可以分立元器件形式搭建,也可以整合到集成电路上。“H桥”的名称起源于其电路,两个并联支路和一个负载接入/电路输出支路,看上去构成了形如“H”字母的电路结构。


mos管h桥驱动原理

实践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制开关,电机驱动板主要采用两种驱动芯片,一种是全桥驱动HIP4082,一种是半桥驱动IR2104,半桥电路是两个mos管组成的振荡,全桥电路是四个mos管组成的振荡。其中,IR2104型半桥驱动芯片能够驱动高端和低端两个N沟道MOSFET,能提供较大的栅极驱动电流,并具有硬件死区、硬件防同臂导通等功用。运用两片IR2104型半桥驱动芯片能够组成完好的直流电机H桥式驱动电路,而且IR2104价钱低廉,功用完善,输出功率相对HIP4082较低,此计划采用较多。

mos管h桥驱动电路图

H桥驱动原理图

另外,由于驱动电路可能会产生较大的回灌电流,为避免对单片机产生影响,最好用隔离芯片隔离,隔离芯片选取有很多方式,如2801等,这些芯片常做控制总线驱动器,作用是进步驱动才能,满足一定条件后,输出与输入相同,可停止数据单向传输,即单片机信号能够到驱动芯片,反过来不行。


mos管h桥驱动电路

如下图中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“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:下图及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。

如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。

mos管h桥驱动电路图 

H桥驱动电路

要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。例如,如图2所示,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导通时,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)。

mos管h桥驱动电路图

H桥电路驱动电机顺时针转动

下图所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。

mos管h桥驱动电路图

H桥驱动电机逆时针转动


使能控制和方向逻辑

驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。

改进电路在基本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。(与本节前面的示意图一样,图4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。)

mos管h桥驱动电路图

 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路

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5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。

mos管h桥驱动电路图

使能信号与方向信号的使用

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。

mos管h桥驱动电路图



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