直流电机驱动电路图与设计思路

直流电机简介

直(zhi)(zhi)流电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)（direct current machine）是(shi)指能(neng)(neng)(neng)将(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)直(zhi)(zhi)流电(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)转(zhuan)(zhuan)(zhuan)换(huan)成(cheng)机(ji)(ji)(ji)械(xie)能(neng)(neng)(neng)（直(zhi)(zhi)流电(dian)(dian)(dian)动机(ji)(ji)(ji)）或将(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)机(ji)(ji)(ji)械(xie)能(neng)(neng)(neng)转(zhuan)(zhuan)(zhuan)换(huan)成(cheng)直(zhi)(zhi)流电(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)（直(zhi)(zhi)流发电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)）的(de)旋转(zhuan)(zhuan)(zhuan)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)。它是(shi)能(neng)(neng)(neng)实现直(zhi)(zhi)流电(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)和机(ji)(ji)(ji)械(xie)能(neng)(neng)(neng)互相转(zhuan)(zhuan)(zhuan)换(huan)的(de)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)。当它作(zuo)电(dian)(dian)(dian)动机(ji)(ji)(ji)运行(xing)时(shi)是(shi)直(zhi)(zhi)流电(dian)(dian)(dian)动机(ji)(ji)(ji)，将(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)电(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)转(zhuan)(zhuan)(zhuan)换(huan)为机(ji)(ji)(ji)械(xie)能(neng)(neng)(neng)；作(zuo)发电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)运行(xing)时(shi)是(shi)直(zhi)(zhi)流发电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)，将(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)机(ji)(ji)(ji)械(xie)能(neng)(neng)(neng)转(zhuan)(zhuan)(zhuan)换(huan)为电(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)。

直流电机的工作原理

直流电(dian)机里边(bian)固定有环状(zhuang)永(yong)磁体，电(dian)流通过(guo)转(zhuan)(zhuan)子上的线(xian)圈(quan)产(chan)生安培力(li)，当转(zhuan)(zhuan)子上的线(xian)圈(quan)与磁场(chang)平行(xing)时，再(zai)继续转(zhuan)(zhuan)受(shou)到的磁场(chang)方(fang)向(xiang)将改变，因此(ci)此(ci)时转(zhuan)(zhuan)子末端(duan)的电(dian)刷跟转(zhuan)(zhuan)换(huan)片交替(ti)接触，从而线(xian)圈(quan)上的电(dian)流方(fang)向(xiang)也改变，产(chan)生的洛(luo)伦兹力(li)方(fang)向(xiang)不变，所以电(dian)机能保持一个方(fang)向(xiang)转(zhuan)(zhuan)动。

直流发(fa)电机的(de)工作原理(li)就是把电枢(shu)线圈中感应的(de)交变电动势，靠换向器配合电(dian)刷的换向作用，使之从(cong)电(dian)刷端引(yin)出(chu)时变为直流电(dian)动势的原(yuan)理。感(gan)应(ying)电(dian)动(dong)势(shi)的方向(xiang)按(an)右(you)手(shou)定(ding)则确(que)定(ding)（磁感(gan)线指(zhi)向(xiang)手(shou)心，大拇指(zhi)指(zhi)向(xiang)导体(ti)(ti)运动(dong)方向(xiang)，其他四指(zhi)的指(zhi)向(xiang)就是导体(ti)(ti)中感(gan)应(ying)电(dian)动(dong)势(shi)的方向(xiang)）。

导体(ti)受力(li)的方(fang)(fang)向(xiang)用左手(shou)定(ding)则(ze)确定(ding)。这(zhei)一对电(dian)(dian)(dian)磁力(li)形成了(le)作用于电(dian)(dian)(dian)枢(shu)(shu)一个(ge)力(li)矩，这(zhei)个(ge)力(li)矩在旋(xuan)转(zhuan)(zhuan)电(dian)(dian)(dian)机里称为电(dian)(dian)(dian)磁转(zhuan)(zhuan)矩，转(zhuan)(zhuan)矩的方(fang)(fang)向(xiang)是逆(ni)时针(zhen)(zhen)方(fang)(fang)向(xiang)，企图使电(dian)(dian)(dian)枢(shu)(shu)逆(ni)时针(zhen)(zhen)方(fang)(fang)向(xiang)转(zhuan)(zhuan)动(dong)。如果此电(dian)(dian)(dian)磁转(zhuan)(zhuan)矩能够克(ke)服电(dian)(dian)(dian)枢(shu)(shu)上的阻转(zhuan)(zhuan)矩（例如由摩(mo)擦(ca)引起的阻转(zhuan)(zhuan)矩以及其它负载转(zhuan)(zhuan)矩），电(dian)(dian)(dian)枢(shu)(shu)就能按逆(ni)时针(zhen)(zhen)方(fang)(fang)向(xiang)旋(xuan)转(zhuan)(zhuan)起来。

直流电机驱动原理图

直流电机驱动电路图与设计思路分析

下面将为您详细介(jie)绍直流电(dian)机驱动(dong)设计需要注意(yi)的事项(xiang)，低压驱动(dong)电(dian)路的简(jian)易栅极驱动(dong)、边沿延时驱动(dong)电(dian)路图解及(ji)其设计思(si)路。

以(yi)上是直流电(dian)(dian)机驱(qu)动(dong)电(dian)(dian)路图，下面(mian)为您详细(xi)介绍(shao)直流电(dian)(dian)机驱(qu)动(dong)设(she)计(ji)需(xu)要注意的事项，低(di)压驱(qu)动(dong)电(dian)(dian)路的简易栅极驱(qu)动(dong)、边(bian)沿延时驱(qu)动(dong)电(dian)(dian)路图解及其(qi)设(she)计(ji)思路。

一、 直流电机驱动电路的设计目标

在直流(liu)电(dian)机驱动(dong)电(dian)路的设计中，主要考虑一下几点：

1. 功(gong)(gong)能：电机是单(dan)向(xiang)还是双(shuang)向(xiang)转动?需(xu)(xu)不需(xu)(xu)要(yao)调(diao)速(su)(su)?对于单(dan)向(xiang)的电机驱(qu)动，只(zhi)要(yao)用(yong)一个大(da)功(gong)(gong)率(lv)三极(ji)管(guan)或(huo)场(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)或(huo)继(ji)电器直接(jie)带动电机即可，当电机需(xu)(xu)要(yao)双(shuang)向(xiang)转动时，可以(yi)使用(yong)由4个功(gong)(gong)率(lv)元件组成(cheng)的H桥电路或(huo)者使用(yong)一个双(shuang)刀双(shuang)掷的继(ji)电器。如(ru)(ru)果不需(xu)(xu)要(yao)调(diao)速(su)(su)，只(zhi)要(yao)使用(yong)继(ji)电器即可;但如(ru)(ru)果需(xu)(xu)要(yao)调(diao)速(su)(su)，可以(yi)使用(yong)三极(ji)管(guan)，场(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)等开关元件实(shi)现PWM(脉冲宽度调(diao)制)调(diao)速(su)(su)。

2. 性能(neng)：对于PWM调速的(de)电(dian)机(ji)驱动电(dian)路，主要有以下性能(neng)指标。

1)输出电(dian)流和电(dian)压范围，它(ta)决(jue)定着电(dian)路能驱(qu)动多大功率(lv)的电(dian)机。

2)效(xiao)率(lv)，高(gao)(gao)的(de)效(xiao)率(lv)不(bu)仅意味着节省(sheng)电(dian)源(yuan)，也会减少驱动电(dian)路的(de)发(fa)热(re)。要提(ti)高(gao)(gao)电(dian)路的(de)效(xiao)率(lv)，可(ke)以从保证功率(lv)器件(jian)的(de)开关工作状态(tai)(tai)和防止共态(tai)(tai)导通(H桥(qiao)或推挽(wan)电(dian)路可(ke)能出现的(de)一个问题(ti)，即(ji)两个功率(lv)器件(jian)同(tong)时(shi)导通使电(dian)源(yuan)短路)入手。

3)对控制输入(ru)端的影响。功(gong)率电(dian)路对其输入(ru)端应有良好的信号(hao)隔离(li)，防止有高(gao)电(dian)压大电(dian)流进入(ru)主控电(dian)路，这可以用(yong)高(gao)的输入(ru)阻抗或者光电(dian)耦合器实现隔离(li)。

4)对电(dian)(dian)(dian)源(yuan)的影(ying)响。共态导通可以引起电(dian)(dian)(dian)源(yuan)电(dian)(dian)(dian)压的瞬间下降造成(cheng)高频电(dian)(dian)(dian)源(yuan)污染;大的电(dian)(dian)(dian)流可能(neng)导致地线电(dian)(dian)(dian)位(wei)浮动(dong)。

5)可靠性。电机(ji)驱动电路应该尽可能做到，无论加(jia)上何种(zhong)控制信号(hao)，何种(zhong)无源负载，电路都(dou)是安(an)全的。

1.输入(ru)与电平转换部分：

输入信(xin)(xin)号线(xian)(xian)由DATA引(yin)入，1脚(jiao)是地线(xian)(xian)，其余是信(xin)(xin)号线(xian)(xian)。注意1脚(jiao)对地连接了一个2K欧的(de)(de)(de)(de)电(dian)阻。当(dang)(dang)(dang)驱(qu)动板与(yu)(yu)单(dan)片(pian)机(ji)分别供电(dian)时，这(zhei)个电(dian)阻可(ke)以(yi)提供信(xin)(xin)号电(dian)流回流的(de)(de)(de)(de)通路。当(dang)(dang)(dang)驱(qu)动板与(yu)(yu)单(dan)片(pian)机(ji)共用一组电(dian)源时，这(zhei)个电(dian)阻可(ke)以(yi)防止(zhi)大电(dian)流沿着(zhe)连线(xian)(xian)流入单(dan)片(pian)机(ji)主板的(de)(de)(de)(de)地线(xian)(xian)造成干扰。或者说，相当(dang)(dang)(dang)于把驱(qu)动板的(de)(de)(de)(de)地线(xian)(xian)与(yu)(yu)单(dan)片(pian)机(ji)的(de)(de)(de)(de)地线(xian)(xian)隔开(kai)，实(shi)现“一点接地”。

高(gao)速(su)运(yun)放KF347(也(ye)可以(yi)用(yong)TL084)的(de)(de)作用(yong)是(shi)比(bi)较(jiao)器，把(ba)输(shu)(shu)(shu)入(ru)逻辑信号同(tong)来自指示灯(deng)和一(yi)(yi)个二(er)极管(guan)的(de)(de)2.7V基准电(dian)压(ya)比(bi)较(jiao)，转(zhuan)换成接近功率(lv)电(dian)源电(dian)压(ya)幅度(du)的(de)(de)方波(bo)信号。KF347的(de)(de)输(shu)(shu)(shu)入(ru)电(dian)压(ya)范(fan)围(wei)不能接近负电(dian)源电(dian)压(ya)，否则会(hui)出错。因此在运(yun)放输(shu)(shu)(shu)入(ru)端增加(jia)了防止电(dian)压(ya)范(fan)围(wei)溢出的(de)(de)二(er)极管(guan)。输(shu)(shu)(shu)入(ru)端的(de)(de)两个电(dian)阻一(yi)(yi)个用(yong)来限流，一(yi)(yi)个用(yong)来在输(shu)(shu)(shu)入(ru)悬空时(shi)把(ba)输(shu)(shu)(shu)入(ru)端拉到低电(dian)平。

不能用LM339或其他任何开(kai)路(lu)输(shu)(shu)出(chu)的(de)比较器代替运放，因为开(kai)路(lu)输(shu)(shu)出(chu)的(de)高电(dian)平(ping)状态输(shu)(shu)出(chu)阻抗在1千欧以(yi)上，压降较大，后面一级(ji)的(de)三极管将无(wu)法截止。

2.栅(zha)极驱动部(bu)分：

后面三极管(guan)(guan)和电(dian)阻，稳压管(guan)(guan)组(zu)成的电(dian)路(lu)进一步放大信(xin)号，驱(qu)动场(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)(guan)的栅极并(bing)利用场(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)(guan)本身的栅极电(dian)容(大约1000pF)进行延时(shi)，防止H桥上下两臂(bei)的场(chang)效(xiao)应(ying)(ying)管(guan)(guan)同时(shi)导(dao)通(tong)(“共(gong)态导(dao)通(tong)”)造成电(dian)源短路(lu)。

当(dang)运放(fang)输出(chu)端为(wei)(wei)低电(dian)(dian)平(约为(wei)(wei)1V至2V,不(bu)能(neng)完全达(da)到(dao)零)时，下面(mian)(mian)的三极管截(jie)(jie)止(zhi)，场效应(ying)管导通。上面(mian)(mian)的三极管导通，场效应(ying)管截(jie)(jie)止(zhi),输出(chu)为(wei)(wei)高电(dian)(dian)平。当(dang)运放(fang)输出(chu)端为(wei)(wei)高电(dian)(dian)平(约为(wei)(wei)VCC-(1V至2V),不(bu)能(neng)完全达(da)到(dao)VCC)时，下面(mian)(mian)的三极管导通，场效应(ying)管截(jie)(jie)止(zhi)。上面(mian)(mian)的三极管截(jie)(jie)止(zhi)，场效应(ying)管导通,输出(chu)为(wei)(wei)低电(dian)(dian)平。

上(shang)面的(de)(de)分(fen)析是(shi)静(jing)态(tai)的(de)(de)，下面讨(tao)论开关(guan)转(zhuan)换(huan)的(de)(de)动态(tai)过(guo)程：三极(ji)管(guan)(guan)导(dao)(dao)通(tong)(tong)电(dian)阻远小于2千欧，因此三极(ji)管(guan)(guan)由(you)截(jie)(jie)止转(zhuan)换(huan)到(dao)导(dao)(dao)通(tong)(tong)时(shi)场效(xiao)应管(guan)(guan)栅(zha)极(ji)电(dian)容上(shang)的(de)(de)电(dian)荷可以迅速(su)释放，场效(xiao)应管(guan)(guan)迅速(su)截(jie)(jie)止。但是(shi)三极(ji)管(guan)(guan)由(you)导(dao)(dao)通(tong)(tong)转(zhuan)换(huan)到(dao)截(jie)(jie)止时(shi)场效(xiao)应管(guan)(guan)栅(zha)极(ji)通(tong)(tong)过(guo)2千欧电(dian)阻充电(dian)却需要一定的(de)(de)时(shi)间。相应的(de)(de)，场效(xiao)应管(guan)(guan)由(you)导(dao)(dao)通(tong)(tong)转(zhuan)换(huan)到(dao)截(jie)(jie)止的(de)(de)速(su)度要比由(you)截(jie)(jie)止转(zhuan)换(huan)到(dao)导(dao)(dao)通(tong)(tong)的(de)(de)速(su)度快(kuai)。假如两个(ge)三极(ji)管(guan)(guan)的(de)(de)开关(guan)动作是(shi)同时(shi)发(fa)生的(de)(de)，这个(ge)电(dian)路可以让上(shang)下两臂的(de)(de)场效(xiao)应管(guan)(guan)先断后通(tong)(tong)，消除(chu)共态(tai)导(dao)(dao)通(tong)(tong)现象。

实际上，运放输(shu)出电(dian)压(ya)(ya)变(bian)化(hua)需要一(yi)定(ding)的(de)时间，这段时间内运放输(shu)出电(dian)压(ya)(ya)处于正负电(dian)源电(dian)压(ya)(ya)之间的(de)中(zhong)间值。这时两个三极管同时导(dao)通，场效应管就(jiu)同时截止(zhi)了(le)。所以(yi)实际的(de)电(dian)路比这种理想情(qing)况还要安(an)全一(yi)些。

场效(xiao)(xiao)应管栅(zha)极(ji)的12V稳压(ya)(ya)(ya)二极(ji)管用于防止(zhi)场效(xiao)(xiao)应管栅(zha)极(ji)过(guo)压(ya)(ya)(ya)击穿。一般的场效(xiao)(xiao)应管栅(zha)极(ji)的耐(nai)压(ya)(ya)(ya)是(shi)18V或20V，直接加(jia)上24V电(dian)压(ya)(ya)(ya)将会击穿，因此这个稳压(ya)(ya)(ya)二极(ji)管不(bu)能用普通的二极(ji)管代替，但是(shi)可以用2千欧(ou)的电(dian)阻代替，同样能得到12V的分压(ya)(ya)(ya)。

3.场效应管输出部分(fen)：

大(da)功率场效应管内部在(zai)源极(ji)和(he)漏极(ji)之(zhi)间(jian)反(fan)向并联有二极(ji)管，接成H桥使用时(shi)，相(xiang)当(dang)于输(shu)出端(duan)已经并联了消除(chu)电(dian)(dian)(dian)压尖峰(feng)用的(de)(de)四个二极(ji)管，因此这(zhei)里就(jiu)没(mei)有外接二极(ji)管。输(shu)出端(duan)并联一个小电(dian)(dian)(dian)容(out1和(he)out2之(zhi)间(jian))对降低电(dian)(dian)(dian)机(ji)产生的(de)(de)尖峰(feng)电(dian)(dian)(dian)压有一定(ding)的(de)(de)好处，但(dan)是在(zai)使用PWM时(shi)有产生尖峰(feng)电(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)副(fu)作用，因此容量不宜过大(da)。在(zai)使用小功率电(dian)(dian)(dian)机(ji)时(shi)这(zhei)个电(dian)(dian)(dian)容可以略去。如果加这(zhei)个电(dian)(dian)(dian)容的(de)(de)话，一定(ding)要用高耐压的(de)(de)，普通的(de)(de)瓷(ci)片电(dian)(dian)(dian)容可能(neng)会出现(xian)击穿短路的(de)(de)故障。

输(shu)出(chu)端并联的由电阻(zu)和发光二极管(guan),电容组成(cheng)的电路指示电机的转动方向(xiang).

4.性能(neng)指(zhi)标：

电(dian)(dian)(dian)源电(dian)(dian)(dian)压15~30 V,最大(da)持续输(shu)出电(dian)(dian)(dian)流5A/每个电(dian)(dian)(dian)机(ji)，短(duan)时间(10秒(miao))可以达到10A,PWM频率(lv)最高可以用(yong)(yong)到30KHz(一般用(yong)(yong)1到10KHz)。电(dian)(dian)(dian)路板包含(han)4个逻(luo)辑上独立的(de)(de)，输(shu)出端两两接(jie)成(cheng)H桥(qiao)的(de)(de)功率(lv)放大(da)单元，可以直接(jie)用(yong)(yong)单片(pian)机(ji)控制。实现(xian)电(dian)(dian)(dian)机(ji)的(de)(de)双向(xiang)转动和(he)调速。

5.布(bu)线：

大电(dian)流线(xian)路要(yao)尽(jin)量的(de)(de)短粗，并(bing)且尽(jin)量避免经过过孔，一定(ding)要(yao)经过过孔的(de)(de)话要(yao)把过孔做大一些(>1mm)并(bing)且在(zai)(zai)焊盘上做一圈(quan)小的(de)(de)过孔，在(zai)(zai)焊接(jie)时(shi)用焊锡填(tian)满(man)，否则可(ke)能(neng)会烧(shao)断(duan)(duan)。另外，如(ru)果(guo)使(shi)用了稳(wen)压(ya)管，场效应管源(yuan)极对(dui)电(dian)源(yuan)和(he)地的(de)(de)导(dao)线(xian)要(yao)尽(jin)可(ke)能(neng)的(de)(de)短粗，否则在(zai)(zai)大电(dian)流时(shi)，这(zhei)段导(dao)线(xian)上的(de)(de)压(ya)降可(ke)能(neng)会经过正偏的(de)(de)稳(wen)压(ya)管和(he)导(dao)通的(de)(de)三极管将(jiang)其(qi)烧(shao)毁。在(zai)(zai)一开始(shi)的(de)(de)设计中，NMOS管的(de)(de)源(yuan)极于地之间曾(ceng)经接(jie)入一个(ge)0.15欧的(de)(de)电(dian)阻用来检(jian)测电(dian)流，这(zhei)个(ge)电(dian)阻就成(cheng)了不断(duan)(duan)烧(shao)毁板子的(de)(de)罪(zui)魁祸首。当然如(ru)果(guo)把稳(wen)压(ya)管换成(cheng)电(dian)阻就不存在(zai)(zai)这(zhei)个(ge)问题了。

二、 低压驱动电路的简易栅极驱动

一般功率场效(xiao)应(ying)(ying)管的最高栅(zha)源电(dian)(dian)压(ya)(ya)为20V左右，所以(yi)在24V应(ying)(ying)用中(zhong)要保证(zheng)栅(zha)源电(dian)(dian)压(ya)(ya)不能超过20V，增加了电(dian)(dian)路的复杂程度。但在12V或更低(di)电(dian)(dian)压(ya)(ya)的应(ying)(ying)用中(zhong)，电(dian)(dian)路就可(ke)以(yi)大大简化。

上(shang)图(tu)就是一个(ge)(ge)12V驱动(dong)桥的(de)(de)一边，上(shang)面电路的(de)(de)三极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)部分被两(liang)个(ge)(ge)二(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)和(he)两(liang)个(ge)(ge)电阻(zu)代替(ti)。(注意，跟上(shang)图(tu)逻辑是反的(de)(de))由于场(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)栅极(ji)(ji)(ji)电容(rong)的(de)(de)存在，通(tong)(tong)(tong)过(guo)R3，R4向(xiang)栅极(ji)(ji)(ji)电容(rong)充电使场(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)延缓导通(tong)(tong)(tong);而(er)通(tong)(tong)(tong)过(guo)二(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)直接将栅极(ji)(ji)(ji)电容(rong)放电使场(chang)效(xiao)应(ying)管(guan)(guan)立即截(jie)止，从(cong)而(er)避免(mian)了共态导通(tong)(tong)(tong)。

这个电路要求在(zai)IN端输(shu)入(ru)的(de)(de)是(shi)边(bian)缘(yuan)陡峭的(de)(de)方波脉冲，因此控(kong)制信号从单片(pian)机或者其他(ta)开路输(shu)出(chu)的(de)(de)设备接入(ru)后，要经(jing)过(guo)施密特触(chu)发(fa)器(比(bi)(bi)如555)或者推挽输(shu)出(chu)的(de)(de)高速比(bi)(bi)较(jiao)器才能(neng)接到IN端。如果输(shu)入(ru)边(bian)缘(yuan)过(guo)缓(huan)，二极管延时电路也就(jiu)失去(qu)了(le)作用。

R3，R4的(de)(de)选取与IN信(xin)号边(bian)沿(yan)升降速度有关，信(xin)号边(bian)缘越(yue)(yue)陡峭，R3，R4可(ke)(ke)以选的(de)(de)越(yue)(yue)小，开关速度也就可(ke)(ke)以做的(de)(de)越(yue)(yue)快。Robocon比(bi)赛使用的(de)(de)升压电路(原理相似)中(zhong)，IN前用的(de)(de)是555。

三、 边沿延时驱动电路

在前级逻辑电(dian)(dian)路(lu)(lu)里，有意地对控制PMOS的(de)(de)(de)下降沿(yan)和(he)控制NMOS的(de)(de)(de)上升(sheng)沿(yan)进行(xing)延时(shi)，再(zai)整形成方波，也(ye)可以避免场(chang)效应(ying)管的(de)(de)(de)共态导通。另外(wai)，这(zhei)样做可以使后级的(de)(de)(de)栅极驱动电(dian)(dian)路(lu)(lu)简化，可以是低阻推挽(wan)驱动栅极，不(bu)必考虑栅极电(dian)(dian)容，可以较好的(de)(de)(de)适应(ying)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)场(chang)效应(ying)管。2003年Robocon比赛采用的(de)(de)(de)就是这(zhei)种驱动电(dian)(dian)路(lu)(lu)。下图(tu)是两种边沿(yan)的(de)(de)(de)延时(shi)电(dian)(dian)路(lu)(lu)：

下(xia)图是对应的NMOS，PMOS栅极驱动(dong)电路：

这个(ge)栅(zha)极(ji)(ji)驱(qu)动(dong)电(dian)(dian)(dian)路由两级三(san)极(ji)(ji)管(guan)组成：前级提(ti)供驱(qu)动(dong)场效应管(guan)栅(zha)极(ji)(ji)所(suo)需的(de)正确电(dian)(dian)(dian)压，后级是一(yi)级射极(ji)(ji)跟随器(qi)，降低输出阻抗，消(xiao)除栅(zha)极(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)容的(de)影响。为了保(bao)证不共态导通，输入的(de)边沿要比较陡，上述先延(yan)时再整形的(de)电(dian)(dian)(dian)路就可(ke)以(yi)做到。

四、 其它驱动电路

继电器(qi)+半导体功(gong)率器(qi)件的(de)想(xiang)法：

继(ji)电(dian)器(qi)有着电(dian)流(liu)大(da)，工作稳定的优点，可以(yi)大(da)大(da)简化驱(qu)动电(dian)路的设计。在需要(yao)实(shi)现调速的电(dian)机驱(qu)动电(dian)路中，也(ye)可以(yi)充分利用(yong)继(ji)电(dian)器(qi)。有一个(ge)方(fang)案(an)就是利用(yong)继(ji)电(dian)器(qi)来(lai)(lai)控制电(dian)流(liu)方(fang)向(xiang)来(lai)(lai)改(gai)变电(dian)机转向(xiang)，而用(yong)单个(ge)的特大(da)电(dian)流(liu)场效应管(比如IRF3205，一般(ban)只(zhi)有N型特大(da)电(dian)流(liu)的管子)来(lai)(lai)实(shi)现PWM调速,如下右(you)图所示。这样(yang)是实(shi)现特别大(da)电(dian)流(liu)驱(qu)动的一个(ge)方(fang)法(fa)。换向(xiang)的继(ji)电(dian)器(qi)要(yao)使用(yong)双刀双掷型的，接(jie)线如下左图,线圈接(jie)线如下中图：

直流电机的组成结构

（1）主(zhu)磁极

主磁(ci)(ci)极(ji)(ji)(ji)的作用(yong)是(shi)产(chan)生气隙磁(ci)(ci)场。主磁(ci)(ci)极(ji)(ji)(ji)由主磁(ci)(ci)极(ji)(ji)(ji)铁心和励磁(ci)(ci)绕组(zu)两部分组(zu)成(cheng)。

（2）换向极

换(huan)向极(ji)(ji)的(de)作用(yong)是改善换(huan)向，减(jian)小电机运行时电刷(shua)与(yu)换(huan)向器之间可能产生的(de)换(huan)向火花，一般(ban)装在两(liang)个相邻主(zhu)磁(ci)极(ji)(ji)之间，由换(huan)向极(ji)(ji)铁心和换(huan)向极(ji)(ji)绕组组成(cheng)。

（3）机座(zuo)

电机(ji)定子(zi)的外壳称为机(ji)座。机(ji)座的作用有两(liang)个：

一是用(yong)来固定主磁极、换向(xiang)极和端盖，并(bing)起整个(ge)电机(ji)的支撑和固定作用(yong)；

二(er)是机座本身也(ye)是磁(ci)(ci)路的(de)一部分(fen)，借以构成磁(ci)(ci)极之间磁(ci)(ci)的(de)通(tong)路，磁(ci)(ci)通(tong)通(tong)过的(de)部分(fen)称为磁(ci)(ci)轭。为保证(zheng)机座具有足够的(de)机械强度和良(liang)好的(de)导磁(ci)(ci)性能，一般为铸(zhu)钢(gang)件或由钢(gang)板焊接(jie)而成。

（4）电刷装置

电(dian)刷装(zhuang)置是(shi)用(yong)来引入或引出直流电(dian)压(ya)和直流电(dian)流的(de)。电(dian)刷装(zhuang)置由电(dian)刷、刷握、刷杆和刷杆座等(deng)组成。

（五）电枢铁心

电(dian)枢铁(tie)心是主磁(ci)路的(de)主要(yao)部分，同时用(yong)以嵌(qian)放电(dian)枢绕组。

（六）电(dian)枢绕组

电(dian)枢(shu)绕组的(de)作用是(shi)产生(sheng)电(dian)磁(ci)转矩和感应电(dian)动势，是(shi)直流电(dian)机进行(xing)能量(liang)变换(huan)的(de)关(guan)键(jian)部件，所以叫电(dian)枢(shu)。

（七）换向器(qi)

在(zai)直(zhi)流(liu)电(dian)动(dong)机中，换(huan)向(xiang)(xiang)器配以电(dian)刷，能将外加直(zhi)流(liu)电(dian)源转换(huan)为(wei)电(dian)枢线(xian)圈中的交(jiao)变(bian)(bian)电(dian)流(liu)，使电(dian)磁(ci)转矩的方向(xiang)(xiang)恒(heng)定不变(bian)(bian)；

（八）转轴(zhou)

转(zhuan)轴起转(zhuan)子旋(xuan)转(zhuan)的支撑(cheng)作(zuo)用(yong)，需(xu)有一(yi)定的机(ji)械强(qiang)度和刚度，一(yi)般用(yong)圆钢(gang)加(jia)工而(er)成。

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