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用MOS管做一个H桥控制直流电机的正反转大年夜功率直流电机驱动DIY_电机_栅极

落叶飘零 2024-12-28 06:13:28 0

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大家好,本日讲解用PMOS跟NMOS做H桥掌握直流电机的正反转。

我们先来看一个大略的由机器开关组成的电路,如下图:

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四个开关ABCD这样子接,一个直流电机横接在中间,上边AB开关一端接电源正极,下边CD开关一端接电源负极。

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(图片来自网络侵删)

这样的一个电路就可以掌握直流电机的正反转。
如果AD开关同时闭合,BC开关同时断开,那么电源正极的电流就会流过A开关,流过电机,再流过D开关,然后回到电源负极,这就产生了一条电流回路,电机就会旋转,我们姑且记为正转,电流回路如下图:

如果AD开关同时断开,BC开关同时闭合,那么电源正极的电流就会流过B开关,流过电机,再流过C开关,然后回到电源负极,这就又产生了一条电流回路,电机也会旋转,这时候的迁徙改变方向就跟刚才相反了,这就实现了对电机的正反转掌握。
电机反转的电流回路如下图:

这样的电路看起来像不像一个大写的英笔墨母H,中间的直流电机像一座桥一样架在桥臂的两边,以是我们就把这样的驱动电路叫做H桥。

我们知道三极管和MOS管都可以当做开关来用,以是我们就可以用三极管或者MOS管来代替这些机器开关,做成一个由电子开关组成的H桥。

讲一下由MOS管组成的H桥,看到电路图:

两个PMOS接在上边作为上桥臂,两个NMOS接不才边作为下桥臂,经由上一期教程的学习我们知道,要想让PMOS导通,那么PMOS栅极的电压就要低于源极的电压,而且栅源之间的电压要低于开启电压。
由于这个PMOS的源极接了电源正极,以是我们只要将它的栅极接地,拉低到0V或者靠近于0V,那么就足以让它完备导通了。
下桥臂的NMOS源极接地,要让它导通,那么栅极给的电压就要大于源极的电压,而且要大于开启电压,用一样平常常见的MOS管,给到10V旁边就能完备导通了。

以是,这个由MOS管组成的H桥它的掌握逻辑是这样的:

左上角这个PMOS给0V,右下角这个NMOS给10V,这样形成电流利路电机就能迁徙改变起来了,假设现在电机是正转。

右上角的PMOS给0V,左下角的NMOS给10V,同样形成电流利路,电机的迁徙改变方向就与刚才相反了。

如果是这样掌握的话就得占用单片机或者遥控模块4个端口,有点摧残浪费蹂躏IO口,而且单片机IO口的电平一样平常是3.3V或者5V,不敷以使NMOS完备导通,那么我们把电路改成下图这样:

将PMOS和NMOS的栅极接到一起,然后接个100K的电阻上拉到电源,再用一个NPN三极管来掌握它们的栅极,这样就可以将这个H桥掌握引脚简化为两个,而且可以用3.3V或者5V的单片机来掌握。

它的事理是这样的:左边的三极管给高电平,右边的三极管给低电平,那么左边的三极管导通,两个MOS管的栅极就会被拉低接地,靠近于0V,此时PMOS导通,NMOS关闭。
右边的三极管给低电平截止不通,此时两个MOS管的栅极得到的是靠近于电源的电压,这时PMOS关闭,NMOS导通,对角的两个MOS导通了,那么就有电流流过电机,电机就迁徙改变起来了。

同样的道理,当左边的三极管给低电平,右边的三极管给高电平,那么电机就会反转了。

如果旁边两边的三极管都给低电平,那么是底下的两个NMOS导通。

如果旁边两边的三极管都给高电平,那么是上边的两个PMOS导通。

用MOS管或者三极管搭H桥驱动电路一定要把稳,千万不要让同侧的管子同时导通,同侧的管子同时导通相称于直接将电源的正负短接,轻则烧MOS,重则烧电源,很危险的。

末了来讲讲这个H桥为什么上桥臂要用PMOS,下臂要用NMOS,大略来说便是这样做好掌握。
如果高下臂全都用NMOS的话,由于漏极接电源正极,而源极的电压是不固定的,这就无法确定掌握NMOS导通的栅极电压,由于源极对地的电压有两种状态,当这个NMOS截止时为低电平,而导通时又靠近于电源电压,这样上桥臂的NMOS就没办法正常事情了。

当然也不是说NMOS就不可以当上管,NMOS是可以当上管的,只是掌握电路会比较繁芜,须要用到半桥驱动芯片或者用隔离电源掌握。
如果所掌握的电机功率不是很大,而利用PMOS当上管就能办理我们的问题,就没必要增加电路难度使得电路繁芜化。

由于电机是感性负载,所以为了使得电机在启动和停滞的瞬间不破坏MOS管,我们须要在接电机的地方加上四个二极管,供应一个泄放回路,如下图:

上图这个电路中给出的各元件的参数都是可以直接用的,我按照这个电路图也做了两个H桥,用来掌握我的漫游车,经由测试,在12V供电的情形下,掌握两个百来瓦的电机,不暴力驾驶,正反转切换的频率不是很高的话,这个电路是可以稳定的事情的。

上图是用433MHz无线遥控模块输出掌握旗子暗记接自己做的H桥掌握775电机的正反转,正反转掌握非常方便。

上面两图是用自己做的两个H桥掌握这么大的车子,电机是120W的直流减速电机,正反转掌握相称灵巧。

附上个动图:

末了附上详细视频教程:用MOS管低廉甜头H桥电机驱动电路

好的,本期教程就到这里,喜好我的文章请点赞评论支持我,感谢大家的不雅观看,我们下期再见,拜拜~

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