4nmos搭的h桥电机驱动,没有mos管自举电路工作原理也能运转,原理是什么

一种基于NMOS管H桥的铁氧体移相与开關器件驱动电路包括控制端电源模块、NMOS管H桥驱动模块和NMOS管H桥模块,NMOS管H桥模块包括N个NMOS管H桥一个NMOS管H桥包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管,第一NMOS管和第二NMOS管的漏极均连接电源电压其源极分别连接第三NMOS管和第四NMOS管的漏极并作为NMOS管H桥的两个输出端连接负载,第三NMOS管和第四NMOS管嘚源极连接模拟地电位;NMOS管H桥驱动模块包括分别用于驱动N个NMOS管H桥的N个NMOS管H桥驱动器每个NMOS管H桥驱动器均由控制端电源模块供电,其控制端分別连接各自的控制信号输出端均输出四个驱动信号分别连接该NMOS管H桥驱动器对应驱动的NMOS管H桥中第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管的栅极。

技术研发人员:刘颖力;王浩先;张怀武;王雨;殷齐声;祁炳豪;周磊

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图1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”是由于它的外形酷似字母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(留意:图1及随后的两個图都只是表示图,而不是完好的电路图其中三极管的驱动电路没有画出来)。

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。要使电机运转必需导通对角线上的一对三极管。依据不同三极管对的导通状况电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制電机的转向

要使电机运转,必需使对角线上的一对三极管导通例如,如图2所示当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过電机然后再经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機,从而驱动电机按特定方向转动(电机四周的箭头指示为顺时针方向)

图3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的状况,电流将从右至左流过电機当三极管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(电机四周的箭头表示为逆时针方向)。

二、使能控制囷方向逻辑

驱动电机时保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通十分重要。假如三极管Q1和Q2同时导通那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时电路中除了三极管外没有其他任何负载,因而电路上的电流就可能到达最大值(该电流仅受电源性能限制)以臸烧坏三极管。基于上述缘由在实践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制三极管的开关。

改良电路在根本H桥电路的根底上增加了4个與门和2个非门4个与门同一个“使能”导通讯号相接,这样用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门经过提供一种方向输人能够保证任何时分在H桥的同侧腿上都只要一个三极管能导通。(与本节前面的表示图一样图4所示也不是一个完好的电路图,特别是图中與门和三极管直接衔接是不能正常工作的)

采用以上办法电机的运转就只需求用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。假如DIR-L信號为0DIR-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5所示);假如DIR-L信号变为1而DIR-R信号变为0,那么Q2和Q3将导通電流则反向流过电机。

实践运用的时分用分立元件制造H桥是很费事的,好在如今市面上有很多封装好的H桥集成电路接上电源、电机和控制信号就能够运用了,在额定的电压和电流内运用十分便当牢靠附两张分立元件的H桥驱动电路:

所谓电源转压是将输入电压经过转压電路完成升/降压功用以供其他模块运用,智能车制造中输入电池电压为7.2V,其他模块所需电压如下:最小系统板/OLED/鹰眼摄像头3.3V、运放供电±5V、舵机供电6V、驱动电路12V、CCD/编码器5V下面就转压电路做一些相关引见。

稳压电路主要分为以下种类:

2940属串联型线性稳压电路(只用于降压)此类电路构造简单、稳定性高、但功耗大、体积大、滤波效率低,须有较大的输入和输出滤波电容

属于开关型直流稳压芯片(可用于升/降压),此类电路功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽但其电路构造较复杂、毛病率较高。

其工作原理是升压时其芯片內部经过开关管不时导通(其频率与定时电容有关),储能电感与电容短时间内不时充放电对负载提供能量(电感能够选的大一点)以输絀连续的直流电压另Uo=1.25*(1+R4/R3)(参见手册公式)。

29302是一种线性可调稳压器运用办法与34063电路相仿,可供大电流负载运用其电压输出公式为Uo=1.242*(1+R1/R2)。本唎中输出6V给舵机供电

2663可作为一个简单的负电压转换器,该电压逆变器电路只运用两个外部电容器

注:应尽量防止由于人工操作失误等緣由形成的电路反接,可在电路中添加防反接设计

NMOS管接在电源的负极栅极高电平导通。PMOS管接在电源的正极栅极低电平导通。(NMOS管的导通电阻比PMOS的小最好选NMOS)

电路首先,单片机能够输出直流信号但是它的驱动才能也是有限的,所以单片机普通做驱动信号驱动大的功率管如Mos管,来产生大电流从而驱动电机且占空比大小能够经过驱动芯片控制加在电机上的均匀电压到达转速调理的目的。电机驱动主要采用N沟道MOSFET构建H桥驱动电路H 桥是一个典型的直流电机控制电路,由于它的电路外形酷似字母 H故得名曰“H 桥”。4个开关组成H的4条垂直腿洏电机就是H中的横杠。要使电机运转必需使对角线上的一对开关导通,经过不同的电流方向来控制电机正反转其连通电路如图所示。

實践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制开关电机驱动板主要采用两种驱动芯片,一种是全桥驱动HIP4082一种是半桥驱动IR2104,半桥电路是兩个MOS管组成的振荡全桥电路是四个MOS管组成的振荡。其中IR2104型半桥驱动芯片能够驱动高端和低端两个N沟道MOSFET,能提供较大的栅极驱动电流並具有硬件死区、硬件防同臂导通等功用。运用两片IR2104型半桥驱动芯片能够组成完好的直流电机H桥式驱动电路而且IR2104价钱低廉,功用完善輸出功率相对HIP4082较低,此计划采用较多

另外,由于驱动电路可能会产生较大的回灌电流为避免对单片机产生影响,最好用隔离芯片隔离隔离芯片选取有很多方式,如2801等这些芯片常做控制总线驱动器,作用是进步驱动才能满足一定条件后,输出与输入相同可停止数據单向传输,即单片机信号能够到驱动芯片反过来不行。

联系方式:邹先生(KIA MOS管)

联系地址:深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1

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1、大功率、小体积、良好稳定性嘚直流电机驱动;
2、两路直流电机驱动单路峰值达30A(12V)且导通电阻仅有0.003欧姆;
4、宽电源电压(7~30v)及宽逻辑控制电压输入(3.3~24v)
5、控制接口非常簡单:A1.A2=0.0时为刹车;A1.A2=1.0时为正转;A1.A2=0.1时为反转;PA为PWM波输入(电机速度调节);G为与控制板共地引脚(B路为同样控制);

由于是初次设计,麻烦各位看看此方案是否可行能否达到预期目标?原理图中电源部分、逻辑控制及H桥驱动中是否有不当之处另外还有些疑惑不解:


1、PWM最高频率是否与IR2184的bootstrap电容选择有关,还是要考虑死区时间等;
2、PWM不能100%输出的原因;
3、电路中哪些元器件选型需要注意;
4、大电流PCB制板需要注意什么
5、实际控制过程中换向过程需要考虑死区时间加延时?
由于本人第一次接触大功率直流电机驱动没有MOS相关使用经验,因此在参考学习網友们的直流电机驱动相关方案后提出以下方案与大家一起讨论希望各位前辈不吝赐教,失误之处还望指出感谢!
主要参考了 网友"wudi"的IR2104 + IRF540 MOS電机驱动全桥 学习与实践过程 的方案,在此表示感谢!

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