H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理與應(yīng)用

1、H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理與應(yīng)用我們首先來看馬達(dá)是如何轉(zhuǎn)動(dòng)的呢？舉個(gè)例子： 你手里拿著一節(jié)電池，用導(dǎo) 線將馬達(dá)和電池兩端對接，馬達(dá)就轉(zhuǎn)動(dòng)了；然后如果你把電池極性反過來會怎么 樣呢？沒有錯(cuò)，馬達(dá)也反著轉(zhuǎn)了。OK這個(gè)是最根本的了。現(xiàn)在假設(shè)你想用一塊指甲蓋大小的微控制芯片 (MCU你又如何控制馬達(dá)的呢？首先，你手上有一個(gè)固態(tài)的狀態(tài)開關(guān)一個(gè) 晶體管一一來控制馬達(dá)的開關(guān)。提示：如果你用繼電器連接這些電路的時(shí)候， 要在繼電器線圈兩端并一個(gè)二 極管。這是為了保護(hù)電路不被電感的反向電動(dòng)勢損壞。二極管的正極箭頭要 接地，負(fù)極要接在MCI連接繼電器線圈的輸出端上。電路連接好后，你可以用一個(gè)邏輯輸出的信號來控制馬達(dá)了。高電平

2、邏輯1讓繼電器導(dǎo)通，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)；低電平邏輯 0讓繼電器斷開，馬達(dá)停止。+12在電路相同的情況下，把馬達(dá)的“極性反過來接，我們可以控制馬達(dá)的翻 轉(zhuǎn)和停止。問題來了：如果我們要同時(shí)需要馬達(dá)能夠正轉(zhuǎn)好反轉(zhuǎn)， 怎么辦？難道每次都 要把馬達(dá)的連線反過來接？我們先來看另一個(gè)概念：馬達(dá)速度。當(dāng)我們在其中一種狀態(tài)下，頻繁的切換 開關(guān)狀態(tài)的時(shí)候，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速就不再是勻速，而是變化的了，相應(yīng)的扭矩也會改 變。通常反響出來的是馬達(dá)速度的變化。我們想要同時(shí)控制正反向的話，就需要更多的電路沒錯(cuò)，就是H橋電路。 H橋電路的“ H'的意思是它實(shí)際電路在電路圖上是一個(gè)字幕 H的樣式。以下圖 就是一個(gè)用繼電器連接成的H橋電

3、路。處于“高位置的繼電器是控制電源流入的方向， 稱之為“源電路；處于 “低位置的繼電器是控制電源流入地的方向，稱之為“漏電路?，F(xiàn)在，你將左上電路A和右下電路D接通，馬達(dá)就正轉(zhuǎn)了如以下圖 此時(shí)各個(gè)端口的邏輯值為 A-1、B-0、C-0、D-1.A B ： 9 an無將邏輯值反過來，電路的方向就調(diào)轉(zhuǎn)了，馬達(dá)反轉(zhuǎn)如以下圖。此時(shí)邏輯 值為 A-0、B-1、C-1、D-0。注意：千萬不能將同一側(cè)的兩個(gè)電路同時(shí)接通， 否那么會在電源和地之間形成 短路。比方A和C或者B和D同時(shí)為1.半導(dǎo)體H橋：現(xiàn)在我們來討論使用場效應(yīng)管連接的 H橋。這是我們實(shí)際使用的H橋電路的真正形式。我們現(xiàn)在不需要在繼電器兩端接 二極管

4、了，不過還是要在控制管兩端接。以下圖是電路圖。在圖上我們看到晶體管代替了繼電器。在高位的晶體管必須是PNP型三極管 或者P溝道場效應(yīng)管；低位的晶體管必須是NPN型三極管或者N溝道型場效應(yīng)管。如果你將兩個(gè)高位電路或者兩個(gè)低位電路同時(shí)接通，你的馬達(dá)會自動(dòng)制動(dòng)。這是因?yàn)楫?dāng)沒有電源供給時(shí)，馬達(dá)在自由轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下是處于發(fā)電狀態(tài)，同位的電路接通，相當(dāng)于將馬達(dá)的兩端“短接，那么馬達(dá)會因?yàn)槎搪范喈?dāng)與接了一個(gè)無 限大功率的電爐即一個(gè)很大的負(fù)載， 所以馬達(dá)就會產(chǎn)生“電制動(dòng)；當(dāng)你把馬達(dá) 兩端懸空后，它就恢復(fù)自由了。為了以防止馬達(dá)的反電動(dòng)勢的危害， 我們?nèi)匀恍枰诰w管兩端接二極管， 因?yàn)?馬達(dá)線圈在電路開閉瞬間產(chǎn)

5、生的反向電動(dòng)勢通過會高過電源， 這樣對晶體管和電 路會有很大的影響甚至燒毀零件。412+12Graund半導(dǎo)體晶體管本身有導(dǎo)通電阻，在通過大電流時(shí)會明顯發(fā)熱，如果沒有散熱措施 會很容易燒毀。這樣就會限制電路功率的增加。Mosfets金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，這里簡稱MOSt,由于結(jié)構(gòu)和原理的不同，導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)比普通三極管低，允許流過更大的電流。而且MOS管都內(nèi) 置有反向二極管來保護(hù)管子本身。所以采用MOS管連接H橋不但效率可以提高，電路也可以簡化。使用MOS管搭建H橋，高位電路要用P溝道管；低位要用N溝道管。因?yàn)镹溝道 管比P溝道管廉價(jià)的多，所以有人用N溝道管在高位，加上削波電路來抑制反電 動(dòng)勢。應(yīng)用H橋的關(guān)鍵是四個(gè)電路開閉狀態(tài)的準(zhǔn)確。 一旦在電源和地之間出現(xiàn)通路，毫 無疑問會立刻產(chǎn)生短路，讓你的晶體管變成一枚小炸彈。下面我們介紹一些H橋的集成電路，這樣我們可以更容易更平安的使用 H橋。常用H橋集成電路L293內(nèi)置兩個(gè)H橋，每個(gè)橋提供1A的額定工作電流，和最大2A的峰值電流。 它能驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)一般是不超過 35 毫米照片膠卷筒大小。L298內(nèi)置兩個(gè)H橋，每個(gè)橋提供1A的額定工作電流，和最大3A的峰值電流。 它能驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)不超過可樂罐大小。LMD1820C內(nèi)置1個(gè)H橋，工作電流23A峰值電流6A。它驅(qū)動(dòng)可樂罐大小的馬