H橋電機(jī)驅(qū)動的工作原理

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯H橋電機(jī)驅(qū)動的工作原理 在電路設(shè)計(jì)當(dāng)中，全橋的作用特別重要，當(dāng)橋式整流電路當(dāng)中的四個(gè)二極管封裝在一起時(shí)就構(gòu)成了全橋電路，而全橋電路實(shí)際上就是我們常說的H橋電路。本篇文章將主要介紹H橋電機(jī)驅(qū)動的工作原理，從逆時(shí)針和順時(shí)針兩個(gè)方面來進(jìn)行全面的分析。 圖1 H橋式電機(jī)驅(qū)動電路圖1中所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)掌握電路。電路得名于“H橋式驅(qū)動電路”是由于它的外形酷似字母H.4個(gè)三極管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠(留意：圖1及隨后的兩個(gè)圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極管的驅(qū)動電路沒有畫出來。如上圖所示，H橋式電機(jī)驅(qū)動電路包括4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)。要

2、使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必需導(dǎo)通對角線上的一對三極管。依據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通狀況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而掌握電機(jī)的轉(zhuǎn)向。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必需使對角線上的一對三極管導(dǎo)通。例如，如圖2所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng)Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動。 圖2 H橋電路驅(qū)動電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)，電流將從左至右流過電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(電機(jī)四周的箭頭指示為順時(shí)針方向)。 圖3 H橋電路驅(qū)動電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動圖3所示為另一對三極管Q2和Q3導(dǎo)通的狀況，電流將從右至左流過電機(jī)。當(dāng)三極管Q2和Q

3、3導(dǎo)通時(shí)，電流將從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(電機(jī)四周的箭頭表示為逆時(shí)針方向)。使能掌握和方向規(guī)律驅(qū)動電機(jī)時(shí)，保證H橋上兩個(gè)同側(cè)的三極管不會同時(shí)導(dǎo)通特別重要。假如三極管Q1和Q2同時(shí)導(dǎo)通，那么電流就會從正極穿過兩個(gè)三極管直接回到負(fù)極。此時(shí)，電路中除了三極管外沒有其他任何負(fù)載，因此電路上的電流就可能達(dá)到最大值(該電流僅受電源性能限制)，甚至燒壞三極管。 圖4 具有使能掌握和方向規(guī)律的H橋電路基于上述緣由，在實(shí)際驅(qū)動電路中通常要用硬件電路便利地掌握三極管的開關(guān)。 圖4所示就是基于這種考慮的改進(jìn)電路，它在基本H橋電路的基礎(chǔ)上增加了4個(gè)與門和2個(gè)非門。4個(gè)與門同一個(gè)“使能”導(dǎo)通信號相接

4、，這樣，用這一個(gè)信號就能掌握整個(gè)電路的開關(guān)。而2個(gè)非門通過供應(yīng)一種方向輸人，可以保證任何時(shí)候在H橋的同側(cè)腿上都只有一個(gè)三極管能導(dǎo)通。(與前面的示意圖一樣，圖4所示也不是一個(gè)完整的電路圖，特殊是圖中與門和三極管直接連接是不能正常工作的。)采納以上方法，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就只需要用三個(gè)信號掌握：兩個(gè)方向信號和一個(gè)使能信號。假如DIR-L信號為0,DIR-R信號為1,并且使能信號是1,那么三極管Q1和Q4導(dǎo)通，電流從左至右流經(jīng)電機(jī)(如圖5所示);假如DIR-L信號變?yōu)?,而DIR-R信號變?yōu)?,那么Q2和Q3將導(dǎo)通，電流則反向流過電機(jī)。 圖5 使能信號與方向信號的使用實(shí)際使用的時(shí)候，用分立件制作H橋式是很麻煩的，好在現(xiàn)在市面上有許多封裝好的H橋集成電路，接上電源、電機(jī)和掌握信號就可以使用了，在額定的電壓和電流內(nèi)使用特別便利牢靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。H橋電路常常被應(yīng)用與逆變器電路和直流電機(jī)電路當(dāng)中，在這里我們只對H橋電路在直流電機(jī)當(dāng)中