一、mos管H桥电路

图1中(zhong)所示为一个典(dian)型的直流电机控制(zhi)电路。

电(dian)(dian)路得(de)名(ming)于(yu)“H桥驱(qu)动(dong)电(dian)(dian)路”是由于(yu)它的(de)(de)外形酷似(si)字(zi)母H。4个(ge)三极管组成H的(de)(de)4条(tiao)垂(chui)直腿(tui)，而(er)电(dian)(dian)机(ji)就是H中(zhong)的(de)(de)横(heng)杠(gang)（留(liu)意：图(tu)1及随后的(de)(de)两个(ge)图(tu)都只(zhi)是表示图(tu)，而(er)不是完好的(de)(de)电(dian)(dian)路图(tu)，其中(zhong)三极管的(de)(de)驱(qu)动(dong)电(dian)(dian)路没有画出(chu)来）。

如(ru)图所示，H桥(qiao)式(shi)电(dian)(dian)机(ji)驱动电(dian)(dian)路(lu)包括(kuo)4个(ge)三极管(guan)(guan)和(he)一个(ge)电(dian)(dian)机(ji)。要使电(dian)(dian)机(ji)运转，必需导通对角线(xian)上(shang)的一对三极管(guan)(guan)。依据(ju)不同三极管(guan)(guan)对的导通状(zhuang)况，电(dian)(dian)流可能会从(cong)左至(zhi)右(you)或从(cong)右(you)至(zhi)左流过(guo)电(dian)(dian)机(ji)，从(cong)而控(kong)制(zhi)电(dian)(dian)机(ji)的转向。

要使(shi)(shi)电(dian)(dian)机运转(zhuan)(zhuan)，必(bi)需使(shi)(shi)对角线(xian)上的(de)一对三(san)极(ji)管(guan)导通。例(li)如，如图2所(suo)示，当Q1管(guan)和Q4管(guan)导通时(shi)(shi)，电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)就(jiu)从(cong)电(dian)(dian)源正(zheng)极(ji)经(jing)Q1从(cong)左至右穿过电(dian)(dian)机，然后再(zai)经(jing)Q4回到电(dian)(dian)源负极(ji)。按(an)图中电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)箭头所(suo)示，该流(liu)(liu)(liu)向(xiang)的(de)电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)将驱动(dong)电(dian)(dian)机顺(shun)时(shi)(shi)针转(zhuan)(zhuan)动(dong)。当三(san)极(ji)管(guan)Q1和Q4导通时(shi)(shi)，电(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)将从(cong)左至右流(liu)(liu)(liu)过电(dian)(dian)机，从(cong)而(er)驱动(dong)电(dian)(dian)机按(an)特定方向(xiang)转(zhuan)(zhuan)动(dong)（电(dian)(dian)机四周的(de)箭头指(zhi)示为(wei)顺(shun)时(shi)(shi)针方向(xiang)）。

图3所(suo)示为另一对三(san)极(ji)管Q2和Q3导(dao)通的状况(kuang)，电(dian)(dian)流(liu)将(jiang)(jiang)从(cong)右(you)至(zhi)左流(liu)过电(dian)(dian)机。当三(san)极(ji)管Q2和Q3导(dao)通时，电(dian)(dian)流(liu)将(jiang)(jiang)从(cong)右(you)至(zhi)左流(liu)过电(dian)(dian)机，从(cong)而驱动(dong)电(dian)(dian)机沿另一方向转动(dong)（电(dian)(dian)机四周(zhou)的箭头表(biao)示为逆(ni)时针(zhen)方向）。

二、使能控制和(he)方向逻辑(ji)

驱(qu)动(dong)(dong)电(dian)(dian)机时(shi)(shi)，保证(zheng)H桥上(shang)两(liang)个(ge)同(tong)(tong)侧的(de)(de)三(san)(san)极管(guan)(guan)不会(hui)同(tong)(tong)时(shi)(shi)导通(tong)十分(fen)重要。假(jia)如三(san)(san)极管(guan)(guan)Q1和Q2同(tong)(tong)时(shi)(shi)导通(tong)，那么电(dian)(dian)流(liu)(liu)就(jiu)会(hui)从正极穿(chuan)过两(liang)个(ge)三(san)(san)极管(guan)(guan)直接回到(dao)负(fu)极。此时(shi)(shi)，电(dian)(dian)路(lu)中(zhong)(zhong)除了三(san)(san)极管(guan)(guan)外没有其他(ta)任何负(fu)载，因而电(dian)(dian)路(lu)上(shang)的(de)(de)电(dian)(dian)流(liu)(liu)就(jiu)可能到(dao)达最大值（该电(dian)(dian)流(liu)(liu)仅受电(dian)(dian)源性能限制），以至烧坏三(san)(san)极管(guan)(guan)。基于上(shang)述缘由，在(zai)实践驱(qu)动(dong)(dong)电(dian)(dian)路(lu)中(zhong)(zhong)通(tong)常要用(yong)硬(ying)件电(dian)(dian)路(lu)便(bian)当地控制三(san)(san)极管(guan)(guan)的(de)(de)开关。

改良电(dian)路在根本(ben)(ben)H桥电(dian)路的(de)根底上增加了(le)4个(ge)(ge)与门(men)和(he)2个(ge)(ge)非门(men)。4个(ge)(ge)与门(men)同一(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)“使能(neng)”导通(tong)讯号相接，这样，用这一(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)信号就能(neng)控制整个(ge)(ge)电(dian)路的(de)开关。而2个(ge)(ge)非门(men)经过(guo)提供一(yi)(yi)(yi)种方(fang)向输(shu)人，能(neng)够保证任(ren)何(he)时分在H桥的(de)同侧腿上都只(zhi)要一(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)三极管能(neng)导通(tong)。（与本(ben)(ben)节前面的(de)表示(shi)图一(yi)(yi)(yi)样，图4所示(shi)也(ye)不是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)完(wan)好的(de)电(dian)路图，特别是(shi)(shi)图中(zhong)与门(men)和(he)三极管直(zhi)接衔接是(shi)(shi)不能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)）

采用以上(shang)办法(fa)，电(dian)机(ji)(ji)的运转就只需求用三个信(xin)号(hao)控制：两个方向信(xin)号(hao)和(he)一个使能信(xin)号(hao)。假(jia)如DIR-L信(xin)号(hao)为(wei)(wei)0，DIR-R信(xin)号(hao)为(wei)(wei)1，并且使能信(xin)号(hao)是1，那(nei)么三极(ji)管Q1和(he)Q4导(dao)通，电(dian)流(liu)从左至(zhi)右流(liu)经(jing)电(dian)机(ji)(ji)（如图5所示）;假(jia)如DIR-L信(xin)号(hao)变为(wei)(wei)1，而DIR-R信(xin)号(hao)变为(wei)(wei)0，那(nei)么Q2和(he)Q3将导(dao)通，电(dian)流(liu)则(ze)反(fan)向流(liu)过(guo)电(dian)机(ji)(ji)。

实践运用的(de)时分，用分立元(yuan)件制造(zao)H桥(qiao)是很费事的(de)，好(hao)在如今市面上有很多封(feng)装好(hao)的(de)H桥(qiao)集(ji)成电(dian)(dian)路，接上电(dian)(dian)源、电(dian)(dian)机和控(kong)制信号(hao)就能(neng)够运用了，在额定(ding)的(de)电(dian)(dian)压和电(dian)(dian)流内运用十分便当牢靠。附两张分立元(yuan)件的(de)H桥(qiao)驱动电(dian)(dian)路：

三．电源转压模(mo)块

所(suo)谓电源转压(ya)是将输入电压(ya)经(jing)过转压(ya)电路完成(cheng)升(sheng)/降压(ya)功(gong)用以供其他(ta)模块运(yun)用，智能车制造中，输入电池电压(ya)为7.2V，其他(ta)模块所(suo)需电压(ya)如下：最(zui)小系(xi)统板/OLED/鹰眼摄像头3.3V、运(yun)放供电±5V、舵机供电6V、驱动电路12V、CCD/编码器5V。下面就(jiu)转压(ya)电路做一(yi)些相关引见。

稳压电路主要分为以下种类：

1.     2940转5V：

2940属串(chuan)联(lian)型线性稳压电路（只(zhi)用(yong)于降压），此(ci)类电路构造简单、稳定性高、但功耗大(da)、体积大(da)、滤(lv)波效率(lv)低，须(xu)有较(jiao)大(da)的输入和输出滤(lv)波电容。

2.     34063转12V34063

属(shu)于(yu)开关型直流(liu)稳(wen)压(ya)芯(xin)片(pian)（可(ke)用(yong)于(yu)升/降压(ya)），此类(lei)电路(lu)(lu)功(gong)耗小、效率(lv)高、体积(ji)小、重量轻、稳(wen)压(ya)范围宽，但(dan)其电路(lu)(lu)构造(zao)较(jiao)复杂、毛病率(lv)较(jiao)高。

其(qi)(qi)工作原(yuan)理是，升压时(shi)(shi)其(qi)(qi)芯(xin)片内部经过开关(guan)管不时(shi)(shi)导通（其(qi)(qi)频率与定时(shi)(shi)电容(rong)有关(guan)），储能电感(gan)与电容(rong)短(duan)时(shi)(shi)间内不时(shi)(shi)充放电对负(fu)载提供(gong)能量（电感(gan)能够选的大一点）以输出连续的直(zhi)流电压，另Uo=1.25*(1+R4/R3)（参见手(shou)册公(gong)式）。

3． 29302转6V:

29302是(shi)一种线性可调稳压器，运用办法与34063电(dian)路(lu)相仿，可供(gong)大电(dian)流(liu)负(fu)载运用，其电(dian)压输出(chu)公式为Uo=1.242*(1+R1/R2)。本例中输出(chu)6V给舵机供(gong)电(dian)。

4． 2663转-5V：

2663可作(zuo)为一个(ge)简单的负电(dian)压转换器(qi)，该电(dian)压逆变器(qi)电(dian)路(lu)只运用两(liang)个(ge)外部电(dian)容器(qi)。

注：应尽量防(fang)止由于人工(gong)操作失(shi)误等缘(yuan)由形成的电路反接，可(ke)在电路中添加防反接设计

1.     应用二极管的单导电性

2.     MOS管型防反接(jie)维护电路

NMOS管接(jie)在电(dian)(dian)源的负极(ji)(ji)，栅极(ji)(ji)高电(dian)(dian)平导通(tong)。PMOS管接(jie)在电(dian)(dian)源的正极(ji)(ji)，栅极(ji)(ji)低电(dian)(dian)平导通(tong)。（NMOS管的导通(tong)电(dian)(dian)阻(zu)比PMOS的小，最(zui)好选NMOS）

3． 各(ge)类防反接接口

1）电机驱动

电(dian)(dian)(dian)路(lu)首(shou)先，单片(pian)(pian)机(ji)(ji)能够(gou)输出直流信号(hao)，但是(shi)它(ta)的(de)(de)(de)驱动(dong)才能也是(shi)有限的(de)(de)(de)，所以(yi)单片(pian)(pian)机(ji)(ji)普(pu)通做驱动(dong)信号(hao)，驱动(dong)大(da)的(de)(de)(de)功率管(guan)如(ru)Mos管(guan)，来(lai)产生(sheng)大(da)电(dian)(dian)(dian)流从而驱动(dong)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)，且(qie)占空比大(da)小能够(gou)经(jing)过(guo)驱动(dong)芯片(pian)(pian)控(kong)制(zhi)(zhi)加在(zai)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)上的(de)(de)(de)均匀电(dian)(dian)(dian)压到达转速调理的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)驱动(dong)主要采用N沟(gou)道MOSFET构建H桥驱动(dong)电(dian)(dian)(dian)路(lu)，H 桥是(shi)一个(ge)典(dian)型(xing)的(de)(de)(de)直流电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)电(dian)(dian)(dian)路(lu)，由于它(ta)的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)路(lu)外形酷似(si)字(zi)母 H，故得名曰“H 桥”。4个(ge)开关组(zu)成H的(de)(de)(de)4条垂直腿，而电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)就是(shi)H中(zhong)的(de)(de)(de)横杠(gang)。要使(shi)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)运转，必需使(shi)对角线上的(de)(de)(de)一对开关导通，经(jing)过(guo)不同的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)流方向来(lai)控(kong)制(zhi)(zhi)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)正反(fan)转，其连通电(dian)(dian)(dian)路(lu)如(ru)图(tu)所示。

2）H桥驱动原理

实践驱(qu)(qu)动(dong)(dong)电(dian)路(lu)(lu)中(zhong)通(tong)(tong)常要用(yong)(yong)(yong)硬件电(dian)路(lu)(lu)便当地控(kong)制开(kai)关(guan)，电(dian)机(ji)(ji)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)板主要采用(yong)(yong)(yong)两(liang)(liang)种(zhong)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)芯片(pian)(pian)，一(yi)种(zhong)是(shi)全(quan)桥(qiao)(qiao)(qiao)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)HIP4082，一(yi)种(zhong)是(shi)半(ban)桥(qiao)(qiao)(qiao)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)IR2104，半(ban)桥(qiao)(qiao)(qiao)电(dian)路(lu)(lu)是(shi)两(liang)(liang)个MOS管(guan)组(zu)成的(de)振荡(dang)，全(quan)桥(qiao)(qiao)(qiao)电(dian)路(lu)(lu)是(shi)四个MOS管(guan)组(zu)成的(de)振荡(dang)。其中(zhong)，IR2104型半(ban)桥(qiao)(qiao)(qiao)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)芯片(pian)(pian)能够驱(qu)(qu)动(dong)(dong)高端(duan)和(he)低(di)(di)端(duan)两(liang)(liang)个N沟道(dao)MOSFET，能提供较(jiao)大的(de)栅极(ji)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)电(dian)流，并具(ju)有硬件死区、硬件防(fang)同臂导通(tong)(tong)等(deng)功用(yong)(yong)(yong)。运用(yong)(yong)(yong)两(liang)(liang)片(pian)(pian)IR2104型半(ban)桥(qiao)(qiao)(qiao)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)芯片(pian)(pian)能够组(zu)成完(wan)好的(de)直流电(dian)机(ji)(ji)H桥(qiao)(qiao)(qiao)式(shi)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)电(dian)路(lu)(lu)，而且IR2104价(jia)钱(qian)低(di)(di)廉(lian)，功用(yong)(yong)(yong)完(wan)善，输出功率(lv)相对HIP4082较(jiao)低(di)(di)，此计划采用(yong)(yong)(yong)较(jiao)多。

另(ling)外，由(you)于驱(qu)(qu)动电(dian)路可能(neng)会产生较(jiao)大(da)的回灌电(dian)流，为(wei)避免(mian)对单(dan)片(pian)(pian)机产生影响，最好用(yong)隔离芯(xin)(xin)片(pian)(pian)隔离，隔离芯(xin)(xin)片(pian)(pian)选(xuan)取有很(hen)多(duo)方(fang)式，如2801等，这些芯(xin)(xin)片(pian)(pian)常做控制总(zong)线驱(qu)(qu)动器(qi)，作用(yong)是进步驱(qu)(qu)动才能(neng)，满足一定(ding)条件后，输(shu)出与输(shu)入相同(tong)，可停(ting)止数据单(dan)向传输(shu)，即单(dan)片(pian)(pian)机信号能(neng)够到驱(qu)(qu)动芯(xin)(xin)片(pian)(pian)，反过来不(bu)行。

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