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【干货】手把手教你设计直流电机驱动H桥电路工作事理+电路设计_电机_芯片

少女玫瑰心 2024-12-23 04:02:37 0

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本日给大家分享的是:直流电机驱动H桥电路设计。

【干货】手把手教你设计直流电机驱动H桥电路工作事理+电路设计_电机_芯片 通讯

一、H桥电机驱动电路设计

H桥电路可以大略的进行设计,也可以加上保护和隔离。
H桥可以用各种元件(双极晶体管、FET晶体管、MOS关、芯片)等来设计。

这里紧张是用:

1、TTL/CMOS 兼容 Microchip / Maxim 4424/4427A MOS管驱动器芯片

可以保护逻辑芯片、隔离电噪声,并且防止分立式H桥中固有的潜在短路。

2、肖特基二极管

可以防止电机过压/欠压。

3、电容

可以降落电噪声并为驱动电路供应峰值功率。

4、上拉电阻

可以防止为微掌握器供电/断电时不必要的电机运动。

下面为直流电机驱动H桥电路设计电路图:

二、H桥电机驱动电路事理

1、电阻 R1 和 R2

R1 和 R2 是上拉电路,阻值可以取10 kΩ 到 100 kΩ。

要确保输入都打开,除非来自微掌握器的旗子暗记让关闭。
当两者都打开/关闭时,电机不会旋转,由于没有电压差。

电阻 R1 和 R2

从理论上讲,电阻 R1 和 R2可以不用,不过当微掌握器上电/断电的时候电机可能会抖动。

2、驱动芯片 IC1

IC1是双MOS晶体管驱动芯片。
TC4424系列都可以。
MAX4427 和 TC4427A 相同,但额定电流较低。
IXDN404 有最高的额定电流,是最好的选择。

该芯片供应两个独立的输入,与CMOS或TTL芯片兼容。
该电路设计利用 IN A 来改变功率(开、关或中间脉冲),并利用 IN B 来确定方向。

OUT A 跟随 IN A 旗子暗记,但利用来自电源的全电压,而不是来自输入旗子暗记本身的眇小电压。
OUT B 以同样的办法跟随在 IN B 之后。

驱动芯片 IC1

例如,如果 IN A 完备打开(2.4 V或更高)并且 IN B 完备关闭(0.8 V或更低),则 OUT A 完备打开(高达 22 V)并且 OUT B 完备关闭(GND) 。
电机电压为 22 V。

该芯片紧张是用来保护静电敏感MOS管,同时还可以保护输入源免受电机反馈电流的影响,如果须要更好的保护,无噪声/电隔离,可以在输入处利用光隔离器。

H桥常日须要4个晶体管,每个晶体管形成字母“H”的一个角,电机是中间的条。

在这个设计中,芯片的每个输出形成字母“H”的完全垂直边,而电机仍旧在中间,一侧是单输出,因此从一侧的顶部到一侧的底部不会形成短路。
无论输入是什么,所有动力都必须通过电机从一侧传输到另一侧。

机器开关、继电器/逻辑门可以用于打开和关闭输入,可以利用芯片/定时器通过脉冲调制来供应快速的开/关脉冲。

3、二极管 D1 和 D3

D1 和 D3 利用的是1N5817肖特基二极管。

当来自电机的电压高于来自电池的电压时,D1 和D3 会打开,防止芯片过压。
二极管的导通额定值必须低于芯片的导通额定值,否则二极管没有办法及时导通保护芯片。

由于二极管反向安装,电流无法从电池流向电机。
如果正向安装,电流将绕过芯片,流向电机,芯片可能会短路。

二极管D1和D3

由于这样反向安装,以是二极管的反向电压才会这么主要。
如果反向电压额定值小于电池满电压,电池将击穿反向二极管并直接击穿。

在这种情形下,1N5817 具有 20 V 反向击穿电压,可以与高达该电压的电池和电源一起利用。

4、二极管 D2 和 D4

D2和D4也是肖特基二极管,与D1和D3相同。

当电机电压低于 GND 时,D2 和 D4 导通,以保护芯片免受欠压(低于地电压)的影响。

二极管 D2 和 D4

实际上,D2和D4也可以不须要,不过考虑到寄生电压可能会压垮电压调节器,乃至会破坏驱动器芯片,因此还是加上了。

三、H桥电机驱动电路运行

在面包板上安装电路,如下所示,添加了LP2954 5V 稳压器、双色 LED 和两个用于测试的开关。

H桥电机驱动电路

电机

按下右侧按钮使电机逆时针迁徙改变并使 LED 呈绿色亮起。
按下左侧按钮使电机顺时针迁徙改变并使 LED 呈赤色亮起。
按下两个按钮即可打开制动器(停滞电机)并关闭 LED。
足够快地踩下制动器可供应变速(0% 到 100% 之间)。
四、改进

如果你须要更大的电流,可以通过将两个芯片中间的铜箔堆叠在一起得到将近2/3A的电流,这样芯片也可以散热。

来源:robotroom

以上便是关于直流电机驱动器 H 桥电路的设计。

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