电机驱动H桥的知识分享

只看该作者 · 2020-10-16 17:26

本帖最后由王小琪于 2020-10-16 17:27 编辑

电机是我们在应用中用的比较多的一个元器件了，而且相比led，蜂鸣器这类基础元器件而言，技术含量会更高一点，今天小弟在这里抛砖引玉，浅要谈谈电机驱动之H桥的一些小知识和大家分享一下~
“H 桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母 H。 4 个三极管组成 H 的 4 条垂直腿，而电机就是 H 中的横杠（注意：下图不是完整的电路图，只是示意图而已，其中三极管的驱动电路没有画出来）。

要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，当 Q1管和 Q4 管导通时，电流就从电源正极经 Q1 从左至右穿过电机，然后再经 Q4 回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管 Q1 和 Q4 导通，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。同理Q2和Q3导通，则电机逆时针转动。（PS：同侧三极管不能同时打通，否则会造成短路，烧坏三极管。即Q1和Q2不能同时导通；Q3和Q4不能同时导通）

但是可能会有一些新手会不小心让同侧的三极管导通了，这样会让设计处于危险的状态，轻则元器件烧毁，重则起火造成财产生命损失。于是本着安全稳定的原则，在上述电路上做了一点改进。
在基本 H 桥电路的基础上增加了4 个与门和 2 个非门。 4 个与门同一个“使能”导通信号相接，这样，用这一个信号就能控制整个电路的开关。而 2 个非门通过提供一种方向输人，可以保证任何时候在 H 桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。（与前面的示意图一样，下图所示也不是一个完整的电路图，特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。）

采用以上方法，电机的运转就只需要用三个信号控制：两个方向信号和一个使能信号。如果 DIR－L 信号为 0， DIR－R 信号为 1，并且使能信号是 1，那么三极管 Q1 和 Q4导通，电流从左至右流经电机（如图 4.16 所示）；如果 DIR－L 信号变为 1，而 DIR－R 信号变为 0，那么 Q2 和 Q3 将导通，电流则反向流过电机。

实际使用的时候，用分立元件制作 H 桥是很麻烦的，好在现在市面上有很多封装好的 H 桥集成电路，接上电源、电机和控制信号就可以使用了，在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的 L293D、 L298N等,下图为两个芯片的内部构造图。