H橋驅(qū)動直流電機(jī)電路及工作效率計算-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-06-29
H橋驅(qū)動直流電機(jī)是很常見的應(yīng)用，常見的方式有三種，三極管驅(qū)動、MOS管驅(qū)動、集成電路驅(qū)動。那么對于這三種方式驅(qū)動直流電機(jī)也存在各自的優(yōu)缺點，集成電路比較方便，但是效率比較低；MOS管效率是最高的，三極管效率居中。涉及到具體的電路里面以及工作效率應(yīng)該如何計算呢？
之所以存在工作效率的高低，歸根結(jié)底是因為晶體管上在導(dǎo)通和關(guān)斷的時候在集電極和發(fā)射極會存在壓降，雖然我們平時分析的時候可以將其忽略掉，因為只有零點幾伏，但是計算效率的時候，就要將其考慮進(jìn)來了。為了便于比較，將 H 橋的驅(qū)動電流定位在 2A 水平上，而電壓在 5 - 12V 之間。
以驅(qū)動一個 5V 、 2A 的直流電機(jī)為例
三極管驅(qū)動：
之所以存在功率消耗主要原因是三極管導(dǎo)通、截止存在壓降，規(guī)格書上可以看到S8050壓降為0.5V，S8550壓降為1.2V
三極管消耗功率為：（0.6+1.2）*2=3.6W電機(jī)得到的功率為：5*2=10W
效率為：10/13.6=73.5%
個人覺得上述電路應(yīng)該將NPN以及PNP換個位置比較好，電路沒有驗證，此處不做產(chǎn)品性能分析，只從效率做探討。
MOS管驅(qū)動：
MOS的導(dǎo)通壓降要通過導(dǎo)通電阻來計算，IRF9540導(dǎo)通電阻為0.2Ω，導(dǎo)通壓降為2*0.2=0.4V；IRF3205導(dǎo)通電阻為0.008Ω，導(dǎo)通壓降為2*0.008=0.016V
MOS的消耗功率為：2*（0.4+0.016）=0.832W
電機(jī)得到的功率為：5*2=10W
效率為：10/10.832=92.3%
集成電路驅(qū)動：
VCEsat(H)為上橋臂壓降，2A時為2.7V
VCEsat(L)為上橋臂壓降,2A時為2.3V
VCEsat為上下橋臂壓降之和，2A時為4.9V
集成電路L298N消耗功率為：2*4.9=9.8W
電機(jī)得到的功率為：5*2=10W
效率為：10/19.8=50.5%
通過上面的分析計算可以很數(shù)據(jù)化的看出來MOS管的效率高于三極管高于集成電路，用獨立元器件搭建H橋成本低，效率高，但需要比較高的技術(shù)要求，穩(wěn)定性的有待驗證；而集成電路則方便快捷，但是效率就比較低了。
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