【easySim设计大赛】+H桥驱动器

2万 · 2014-3-18 00:34

本帖最后由 zhangmangui 于 2014-3-18 11:26 编辑

本次参与设计了H桥驱动原理电路，电路中的Q1，Q2，Q3，Q4构成了H桥电路，
Q1和Q3两个NPN管子构成上桥臂，Q2和Q4两个PNP管子构成下桥臂，左边一路
桥的基极连接到一起，这样可以避免Q1和Q2的同时导通而短路电源，右边一路
同理。D1-D4四个二极管起到了保护H桥上开关管的作用，因为电机（R4）属于
感性器件，在切换方向或者停止运行时会释放出存储的能量。
Q5和Q6起到了半桥驱动的作用，输入的两路PWM波应该是互补的，从整体来
看两路互补的PWM的占空比为50%时电机停止运行，大于50%时正转（反转），
小于50%时反转（正转）。

仿真的过程中总是出现您的模拟运行时间太长，已被取消。请使用较小的步数
以减少模拟时长。如果模拟步数并不多，可能是模拟器无法得到收敛解。请检查
模型的参数，如果仍然无法解决，请发送消息至 support@eeweb.com。
怎么也解决不了，看到有网友分享了设计经验，原因是命名为中文的缘故，改为英文就OK啦。
下面我们来看看仿真的效果，首先我们应该去设置信号源，具体设置如下图所示，注意两个
信号源的初始值应该相反，一个初始值和脉冲值为0 1，另一个初始值和脉冲值为1 0，这样就
可以实现波形互补。

接下来我们来设置探针（在原件选项旁边），点击探针一栏后将鼠标移动到电路图的导线
连接处，每个导线连接处都有一个NET标号，点击此处就会增加一个V(NET标号)的探头，多
余探头可以点击右侧的小叉删除。具体如下图所示，我们设置了两个探头。

接下来我们点击SPICE运行模式，就会弹出下图中的SPICE运行模式窗口，点击瞬态响应，
填写相关参数。然后点击运行，之后时间可能会长些，请耐心等待，毕竟是网页版的。

运行结束后我们可以看到对应NET点上的瞬态响应波形图，通过图我们可以验证出net1015
起始电压为1，周期为100ms，占空比为50%，与我们设置的相同。同样net1016起始电压为0，
周期为100ms，占空比为50%，与我们设置的相同。
注：通过传说处选择要显示的NET测试点，通过游标处选择要显示NET波形。如果要修改信号源的参数，必须切换到元件
列表下，而不是探针列表下。

接下我们将信号源的参数修改为20%，通过探针去看看输出端模拟电机负载的R5两端的信号，
下两幅图为R4两端的测试到的信号，从信号可以看出H桥在正常工作，由于PWM波的控制是H桥
的开关管工作在开关状态，由于自身电容等的作用，会有一定的电流等冲击，这个我们可以从波
形中看到。两端波形还是为互补状态，当这种互补的波形加到电机两端就是等效的电压，也就是
占空比开始控制电机两端的等效电压，等效电压的大小对应电机的速度，也就是占空比对应电机
的速度，这样就实现了PWM波调速。电机驱动还有很多深奥的东西，在这里只是简单的分析一下
它的工作原理，不对之处还望多多指教。