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直流电机H桥驱动感性负载-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2021-01-25 

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直流电机H桥驱动感性负载-KIA MOS管


H桥驱动感性负载

什么是H桥?H桥是一个比较简单的电路,通常它会包含四个独立控制的开关元器件(例如MOS-FET),它们通常用于驱动电流较大的负载,比如电机,至于为什么要叫H桥(H-Bridge),因为长得比较像字母H,具体如下图所示;


H桥,感性负载


这里有四个开关元器件Q1,Q2,Q3,Q4,另外还有一个直流电机M,D1,D2,D3,D4是MOS-FET的续流二极管;


开关状态

下面以控制一个直流电机为例,对H桥的几种开关状态进行简单的介绍,其中正转和反转是人为规定的方向,实际工程中按照实际情况进行划分即可;


正转

通常H桥用来驱动感性负载,这里我们来驱动一个直流电机;打开Q1和Q4;关闭Q2和Q3;


此时假设电机正转,这电流依次经过Q1,M,Q4,在图中使用黄色线段进行标注,具体如下图所示;


H桥,感性负载


另外一种状态则是电机反转;此时四个开关元器件的状态如下;关闭Q1和Q4;打开Q2和Q3;


此时电机反转(与前面介绍的情况相反),这电流依次经过Q2,M,Q3,在图中使用黄色线段进行标注,具体如下图所示;


H桥,感性负载


反转

调速

如果要对直流电机调速,其中的一种方案就是;


关闭Q2,Q3;打开Q1,Q4上给它输入50%占空比的PWM波形,这样就达到了降低转速的效果,如果需要增加转速,则将输入PWM的占空比设置为100%;


具体如下所示;


H桥,感性负载


停止状态

这里以电机从正转切换到停止状态为例;


正转情况下;Q1和Q4是打开状态;这时候如果关闭Q1和Q4,直流电机内部可以等效成电感,也就是感性负载,电流不会突变,那么电流将继续保持原来的方向进行流动,这时候我们希望电机里的电流可以快速衰减;


这里有两种办法:

第一种:关闭Q1和Q4,这时候电流仍然会通过反向续流二极管进行流动,此时短暂打开Q1和Q3从而达到快速衰减电流的目的;


H桥,感性负载


第二种:准备停止的时候,关闭Q1,打开Q2,这时候电流并不会衰减地很快,电流循环在Q2,M,Q4之间流动,通过MOS-FET的内阻将电能消耗掉;


H桥,感性负载



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