【easyPCB 设计大赛】H桥PCB设计

2万 · 2014-5-26 23:42

本帖最后由 zhangmangui 于 2014-5-26 23:48 编辑

H桥驱动电路
下面图中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“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（下图都只是示意图，而不是完整的电路图，用三极管做了示意图，也没有板桥驱动）。
如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。

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导通时，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）。

下所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。

了解了基本的原理图，下图是是基于easyPCB在线工具设计的H桥驱动器：

H.jpg (82.27 KB )

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2014-5-26 23:32 上传

设计链接：http://easypcb.21ic.com/pcb-client/open/project/1250
注：本来是要设计DSP5509原理图的，结果发现没有封装需要自己画，真的没时间啊，
只能先用此工程来熟悉一下环境啦。
总体来说在线工具使用还是挺方便的，当然在公司采用双显示器+原理图和PCB一一对应，
和这里是没法比的，一个是单击，一个是在线，我们不能将两个放到一起来对比在线的不足；
在线也有他的优势，随时可以打开修改完善，不需要安装庞大的软件等。

2万 · 2014-5-26 23:58

本帖最后由 zhangmangui 于 2014-5-27 23:27 编辑

关于H桥上的4个MOSFET的选用，在VS为24V的情况下可以选用IRFP450、IRFP460等元件，但最好使用75NF75，因为它的性价比价高，是75V 80A级别的，承受能力更强些。

J3接口是用来送入PWM波，为了更好的控制并防止上下桥臂同时导通，并且方便控制，可以在H桥前面加入逻辑控制，如下图所示。

123.jpg (78.08 KB )

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2014-5-27 21:39 上传

说明：（1）D1H与D1L为左桥臂的上下控制信号，D2H与D2L为右桥臂的上下控制信号。

（2）Brake为高电平时表示刹车，D1H,D1L,D2H,D2L全为高电平。

（3）Dir表示方向信号，即Dir为高电平正转，则Dir为低电平反转，但前提是Brake为低电平。

（4）PWM1和PWM2表示分别控制正转和反转，通过占空比来控制电机转速。

（5）驱动优点：在刹车的时候通过PWM1短路电机，这样在由正、反转变换时不会出现抖动。

上面逻辑电路的真值表如下所示：

Brake	Dir	PWM1	PWM2	D1H	D2H	D1L	D2L
1	×	PWM1	PWM2	1	1	PWM1	PWM2	刹车
0	1	PWM1	PWM2	0	1	1	PWM1	正转
0	0	PWM1	PWM2	1	0	PWM2	1	反转