電機驅(qū)動-MOS管H橋原理詳細分析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2020-11-11
電機驅(qū)動
電路首先，單片機能夠輸出直流信號，但是它的驅(qū)動才能也是有限的，所以單片機普通做驅(qū)動信號，驅(qū)動大的功率管如Mos管，來產(chǎn)生大電流從而驅(qū)動電機，且占空比大小能夠經(jīng)過驅(qū)動芯片控制加在電機上的均勻電壓到達轉(zhuǎn)速調(diào)理的目的。
電機驅(qū)動主要采用N溝道MOSFET構(gòu)建H橋驅(qū)動電路，H 橋是一個典型的直流電機控制電路，由于它的電路外形酷似字母H，故得名曰“H 橋”。
4個開關組成H的4條垂直腿，而電機就是H中的橫杠。要使電機運轉(zhuǎn)，必需使對角線上的一對開關導通，經(jīng)過不同的電流方向來控制電機正反轉(zhuǎn)，其連通電路如圖所示。
實踐驅(qū)動電路中通常要用硬件電路便當?shù)乜刂崎_關，電機驅(qū)動板主要采用兩種驅(qū)動芯片，一種是全橋驅(qū)動HIP4082，一種是半橋驅(qū)動IR2104，半橋電路是兩個MOS管組成的振蕩，全橋電路是四個MOS管組成的振蕩。
其中，IR2104型半橋驅(qū)動芯片能夠驅(qū)動高端和低端兩個N溝道MOSFET，能提供較大的柵極驅(qū)動電流，并具有硬件死區(qū)、硬件防同臂導通等功用。
運用兩片IR2104型半橋驅(qū)動芯片能夠組成完好的直流電機H橋式驅(qū)動電路，而且IR2104價錢低廉，功用完善，輸出功率相對HIP4082較低，此計劃采用較多。
另外，由于驅(qū)動電路可能會產(chǎn)生較大的回灌電流，為避免對單片機產(chǎn)生影響，最好用隔離芯片隔離，隔離芯片選取有很多方式，如2801等，這些芯片常做控制總線驅(qū)動器，作用是進步驅(qū)動才能，滿足一定條件后，輸出與輸入相同，可停止數(shù)據(jù)單向傳輸，即單片機信號能夠到驅(qū)動芯片，反過來不行。
MOS管H橋原理
所謂的H橋電路就是控制電機正反轉(zhuǎn)的。下圖就是一種簡單的H橋電路，它由2個p型場效應管Q1、Q2與2個N型場效應管Q3、Q4組成，所以它叫P-NMOS管H橋。
橋臂上的4個場效應管相當于四個開關，P型管在柵極為低電平時導通，高電平時關閉; N型管在柵極為高電平時導通，低電平時關閉。場效應管是電壓控制型元件，柵極通過的電流幾乎為零。
正因為這個特點，在連接好下圖電路后，控制臂1置高電平(U=VCC)、控制臂2置低電平(U=O) 時，Q1、Q4關閉，Q2、Q3導通，電機左端低電平，右端高電平，所以電流沿箭頭方向流動。設為電機正轉(zhuǎn)。
控制臂1置低電平、控制臂2置高電平時，Q2、Q3關閉，Q1、Q4導通，電機左端高電平，右端低電平，所以電流沿箭頭方向流動。設為電機反轉(zhuǎn)。
當控制臂1、2均為低電平時，Q1、Q2導通，Q3、Q4關閉，電機兩端均為高電平,電機不轉(zhuǎn);
當控制臂1、2均為高電平時，Q1、Q2關閉，Q3、Q4導通，電機兩端均為低電平,電機也不轉(zhuǎn)，
所以，此電路有一個優(yōu)點就是無論控制臂狀態(tài)如何(絕不允許懸空狀態(tài))，H橋都不會出現(xiàn)“共態(tài)導通”(短路)，很適合我們使用。
(另外還有4個N型場效應管的H橋，內(nèi)阻更小，有“共態(tài)導通"現(xiàn)象，柵極驅(qū)動電路較復雜，或用專用驅(qū)動芯片，如M33883,原理基本相似。)
下面是由與非門CD4011組成的柵極驅(qū)動電路，因為單片機輸出電壓為0-sV,而我們小車使用的H橋的控制臂需要0V或7.2V電壓才能使場效應管完全導通，PWM輸入0V或5V時，柵極驅(qū)動電路輸出電壓為0V或7.2V,前提是CD4011電源電壓為7.2V，切記。
故CD4011僅做“電壓放大"之用。之所以用兩級與非門是為了與MC33886兼容。
兩者結(jié)合就是下面的電路:調(diào)試時兩個PWM輸入端其中一個接地，另一個懸空(上拉置1)，電機轉(zhuǎn)為正常。監(jiān)視MOS管溫度，如發(fā)熱立即切斷電源檢查電路。
使用時單片機PWM輸出信號: 1路為PWM方波信號，另一路為高電平(置1)。反轉(zhuǎn)亦然。
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