直流电机驱动器工作原理详解-KIA MOS管

直流电机驱动原理

直流电机驱动器是通过调节直流电机的输入电流，从而控制电机的转速和转矩；主要由电源、控制器、驱动器和电机组成，控制器根据输入信号发出控制指令，驱动器根据指令调节电机的电流，进而控制电机的运动。

功率转换（H桥电路）

由4个功率开关管（如MOSFET或IGBT）构成H型全桥，分为上下两组互补导通。

通过切换开关管组合，改变电机端电压极性，实现正转、反转及制动。

例如：S1/S2导通时电流正向流动，电机正转；S3/S4导通时电流反向，电机反转。

保护机制：续流二极管为电枢绕组提供电流回路，避免开关管关断时的电压尖峰。

控制信号处理

PWM调制：通过调节脉冲宽度占空比控制平均电压，实现无级调速。占空比越大，电机转速越高。

逻辑隔离：光电隔离电路分离控制信号与功率电路，防止干扰。

死区时间：为避免上下桥臂直通短路，控制信号需插入微秒级延迟。

闭环反馈系统

电流/速度环：霍尔传感器或编码器实时监测电机状态，与设定值比较后通过PID算法调整PWM输出。

应用示例：伺服驱动器通过位置反馈实现精准定位，误差可控制在±0.01°内。

直流电机驱动器电路图

使用单个 N 沟道 MOSFET 的直流电机驱动电路。在该电路中，直流电机继续沿一个方向运行，直到按下开关时它会反转方向。

直流电机驱动器,原理

一个 12VDC 电池作为能源。开关 Sw1 将其直接连接到两个 MOSFET 的栅极。两个 MOSFET 的源极引脚均连接至地或电池的负极端子。当两个源都连接到地或电池的负极端子时，直流电机的输出将出现在 Q1 的漏极引脚和 Q2 的源极中。

在电池和FET的每个栅极之间连接一个按钮可以用来控制晶体管的ON/OFF状态。当未按下按钮时，晶体管将处于开路状态，电机从其正极引脚上 FET Q1 的漏极接收 12V 电压。 Q2 到电机负极引脚的电压为 0V。但是当按下按钮时，使晶体管处于饱和状态。因此，电机现在从 Q1 接收 0V，从 Q2 接收 12V，从而改变电机的旋转方向。

可以以类似的方式添加电机来完全控制它。确保MOSFET 能够处理此处使用的电机的电流摄入。另外，如果使用电池为电路供电，记住电机的电流摄入量应小于电池的电流消耗容量。

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直流电机驱动器,原理