全橋電機驅動電路的工作原理詳解

2021-01-09 電子產品世界

電路設計當中,全橋的作用非常重要,當橋式整流電路當中的四個二極體封裝在一起時就構成了全橋電路,而全橋電路實際上就是我們常說的H橋電路。本篇文章將主要介紹H橋電機驅動的工作原理,從逆時針和順時針兩個方面來進行全面的分析。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201612/327538.htm

圖1 H橋式電機驅動電路

圖1中所示為一個典型的直流電機控制電路。電路得名於「H橋式驅動電路」是因為它的形狀酷似字母H。4個三極體組成H的4條垂直腿,而電機就是H中的橫槓(注意:圖1及隨後的兩個圖都只是示意圖,而不是完整的電路圖,其中三極體的驅動電路沒有畫出來。

如上圖所示,H橋式電機驅動電路包括4個三極體和一個電機。要使電機運轉,必須導通對角線上的一對三極體。根據不同三極體對的導通情況,電流可能會從左至右或從右至左流過電機,從而控制電機的轉向。

要使電機運轉,必須使對角線上的一對三極體導通。例如,如圖2所示,當Q1管和Q4管導通時,電流就從電源正極經Q1從左至右穿過電機,然後再經Q4回到電源負極。按圖中電流箭頭所示,該流向的電流將驅動電機順時針轉動。

圖2 H橋電路驅動電機順時針轉動

當三極體Q1和Q4導通時,電流將從左至右流過電機,從而驅動電機按特定方向轉動(電機周圍的箭頭指示為順時針方向)。

圖3 H橋電路驅動電機逆時針轉動

圖3所示為另一對三極體Q2和Q3導通的情況,電流將從右至左流過電機。

當三極體Q2和Q3導通時,電流將從右至左流過電機,從而驅動電機沿另一方向轉動(電機周圍的箭頭表示為逆時針方向)。使能控制和方向邏輯

驅動電機時,保證H橋上兩個同側的三極體不會同時導通非常重要。如果三極體Q1和Q2同時導通,那麼電流就會從正極穿過兩個三極體直接回到負極。此時,電路中除了三極體外沒有其他任何負載,因此電路上的電流就可能達到最大值(該電流僅受電源性能限制),甚至燒壞三極體。

圖4 具有使能控制和方向邏輯的H橋電路

基於上述原因,在實際驅動電路中通常要用硬體電路方便地控制三極體的開關。 圖4所示就是基於這種考慮的改進電路,它在基本H橋電路的基礎上增加了4個與門和2個非門。4個與門同一個「使能」導通信號相接,這樣,用這一個信號就能控制整個電路的開關。而2個非門通過提供一種方向輸人,可以保證任何時候在H橋的同側腿上都只有一個三極體能導通。(與前面的示意圖一樣,圖4所示也不是一個完整的電路圖,特別是圖中與門和三極體直接連接是不能正常工作的。)

採用以上方法,電機的運轉就只需要用三個信號控制:兩個方向信號和一個使能信號。如果DIR-L信號為0,DIR-R信號為1,並且使能信號是1,那麼三極體Q1和Q4導通,電流從左至右流經電機(如圖5所示);如果DIR-L信號變為1,而DIR-R信號變為0,那麼Q2和Q3將導通,電流則反向流過電機。

圖5 使能信號與方向信號的使用

實際使用的時候,用分立件製作H橋式是很麻煩的,好在現在市面上有很多封裝好的H橋集成電路,接上電源、電機和控制信號就可以使用了,在額定的電壓和電流內使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。

H橋電路經常被應用與逆變器電路和直流電機電路當中,在這裡我們只對H橋電路在直流電機當中的應用原理做出了解釋。希望各位能夠充分掌握全橋電路的各種基礎知識,這樣不但方便設計的快速進行還能幫助我們鞏固基礎知識。


相關焦點

  • H橋電機驅動電路詳解
    注意,這裡的電機驅動板輸出線是應該一系列電路之後才輸出的,也就是通過輸入信號調製後的輸出線。機控制都是必須有驅動器的。 如果不需要正反轉控制(單向旋轉),可以用下圖驅動電路,實現電機單向控速。 HO和LO接到MOS管柵極,分別用於控制上橋臂和下橋臂MOS的導通與截止。 COM腳直接接地即可。 3.自舉電路 此部分是理解該晶片的難點,需要進行重點講解。從上面的典型電路圖和最初的設計原理圖中均可發現:該晶片在Vcc和VB腳之間接了一個二極體,在VB和VS之間接了一個電容。這便構成了一個自舉電路。
  • MOSFET的半橋驅動電路設計要領詳解
    在應用中MOSFET一般工作在橋式拓撲結構模式下,如圖1所示。由於下橋MOSFET驅動電壓的參考點為地,較容易設計驅動電路,而上橋的驅動電壓是跟隨相線電壓浮動的,因此如何很好地驅動上橋MOSFET成了設計能否成功的關鍵。半橋驅動晶片由於其易於設計驅動電路、外圍元器件少、驅動能力強、可靠性高等優點在MOSFET驅動電路中得到廣泛應用。
  • ZVZCS移相全橋軟開關工作原理詳解
    ZVZCS移相全橋軟開關工作原理   (1)主電路拓撲   本設計採用ZVZCSPWM移相全橋變換器,採用增加輔助電路的方法復位變壓器原邊電流,實現了超前橋臂的零電壓開關(ZVS)和滯後橋臂的零電流開關(ZCS)。電路拓撲如圖3.6所示。
  • 單相全橋PWM整流電路的工作原理
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/179280.htm正弦信號波和三角波相比較的方法對圖6-28b中的V1~V4進行SPWM控制,就可以在橋的交流輸入端AB產生一個SPWM波uAB。
  • 基於IR2110的H橋可逆PWM驅動電路應用
    目前,可逆H全橋PWM直流電機控制系統主要採用功率MOSFET、IGBT管作為開關管,而開關管的驅動電路通常採用集成驅動電路,將微機的PWM控制信號轉換成同步高壓驅動信號。IR2110晶片是一種H半橋(獨立一橋臂雙通道)、柵極驅動、高壓、高速單片式專用功率器件集成驅動電路,2片IR2110就能構成H全橋功率MOS-FET管可逆PWM他勵直流控制系統主控迴路。IR2110晶片高端懸浮通道採用外部自舉電容產生懸浮電壓源VBS,與低端通道共用一個外接驅動電源VCC,兼有光耦隔離和電磁隔離的優點,配置所有高壓引腳在晶片一側、獨立的邏輯地和功率地,使晶片結構緊固可靠。
  • 全橋逆變電路圖
    打開APP 全橋逆變電路圖 佚名 發表於 2019-11-04 10:00:06   全橋逆變電路圖
  • 以移相全橋為主電路的軟開關電源設計全解
    請見下文詳解。  圖1 1.2kw軟開關直流電源電路結構簡圖  其基本工作原理如下:  當開關管VT1、VT4或VT2、VT3同時導通時,電路工作情況與全橋變換器的硬開關工作模式情況一樣考慮到所選MOSFET功率比較大,對晶片的四個輸出驅動信號進行了功率放大,再經高頻脈衝變壓器T1、T2隔離,最後經過驅動電路驅動MOSFET開關管。
  • 手把手教你,DIY簡易電機驅動電路
    IC的步進電機/電機驅動器電路板,其中包括一些省電功能。 該板可藉助IC中的雙H橋電路來驅動2個DC電動機或一個步進電動機。 SN754410 IC被廣泛地用於驅動電動機,因為它可以在很寬的電壓範圍內工作,並且每個通道可以驅動高達1A的電流。
  • 單相全橋逆變電路工作過程
    打開APP 單相全橋逆變電路工作過程 發表於 2019-07-24 08:52:19 單相全橋逆變電路工作過程
  • 4個NMOS組成的全橋驅動電路
    打開APP 4個NMOS組成的全橋驅動電路 發表於 2019-08-26 11:48:49 4個NMOS組成的全橋驅動電路
  • 新能源汽車四種常用電機驅動系統詳解
    電機驅動系統主要由電機、控制器(逆變器)構成,驅動電機和電機控制器所佔的成本之比約為1:1,根據設計原理與分類方式的不同,電機的具體構造與成本構成也有所差異。電機的控制系統主要起到調節電機運行狀態,使其滿足整車不同運行要求的目的。針對不同類型的電機,控制系統的原理與方式有很大差別。
  • 詳解串聯諧振單相全橋逆變器常用的控制方法
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/258466.htm討論了幾種常用的串聯諧振單相全橋逆變器的功率和頻率控制方法,比較了各種方法的優缺點,同時對脈寬加頻率調製的方法進行了較深入的討論。
  • 實例分析無線電遙控電路的工作原理
    本篇以一款電動汽車模型的遙控電路為例,介紹無線電遙控電路的分析方法。電路控制原理圖3-48所示為無線遙控車模控制電路的電路圖,包括發射和接收兩大部分。發射電路為一微型無線電遙控器。②與門D 1 、D 3 、與非門D 5 、D 6 構成的脈衝形成電路,將解碼電路輸出的控制信號轉換為前進(A)、左轉彎(B)、右轉彎(C)、倒退(D)等控制脈衝。③與門D 2 、D 4 構成的邏輯互鎖控制電路,保證電路不會處於同時執行「前進」和「後退」指令的錯誤狀態。④D觸發器D 7 、D 8 構成的正轉、反轉控制電路,控制驅動電路的工作狀態。
  • 學習電路仿真:基於proteus電路仿真軟體的步進電機仿真
    二、整體電路分析如下圖,整個設計以STC89C51單片機為中心,由復位電路,時鐘電路,電機驅動,步進電機,顯示電路等組成,硬體模塊如圖2-1所示:通過按鍵進行相應的參數設定,單片機接收到信號後經過判斷驅動電機驅動模塊,然後由驅動電路驅動步進電機運轉,並用1602顯示設置的參數。
  • 手把手教您學ABB變頻器驅動電路控制原理
    變頻器的驅動電路在整臺變頻器中是故障發生機率比較高的一部分電路,如果我們學懂了變頻器驅動電路的控制原理,對於我們判斷故障、維修故障可以起到事半功倍的效果。圖1廣州科譽繪製的ABB變頻器原廠的驅動電路圖紙,結合ABB變頻器電路板實物,以ABB變頻器六路驅動電路中其中一路為例,給朋友們詳細講解一下它的控制原理,希望能夠對朋友們有所幫助。
  • 簡單的4×4行列式鍵盤控制電路設計(三款電路設計原理圖詳解)
    打開APP 簡單的4×4行列式鍵盤控制電路設計(三款電路設計原理圖詳解) 發表於 2018-01-25 16:38:37
  • 三相六線電機接線電路圖
    電機   電機(英文:Electric machinery,俗稱「馬達」)是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。電機在電路中是用字母M(舊標準用D)表示,它的主要作用是產生驅動轉矩,作為用電器或各種機械的動力源,發電機在電路中用字母G表示,它的主要作用是利用機械能轉化為電能。
  • 汽車車門控制模塊電路設計—電路圖天天讀(287)
    車門控制模塊的電路主要由以下幾部分組成:電源電路、電動車窗驅動電路、後視鏡驅動電路、加熱器驅動電路、中央門鎖驅動電路、車燈驅動電路、CAN總線接口電路及按鍵接口電路等。   電動車窗的硬體設計   電動車窗驅動電路及啟動特性   本車窗控制系統通過智能功率晶片BTS7960驅動直流電機轉動,BTS7960的接口電路如圖2所示。
  • 移相控制的全橋PWM變換器的電路及元件詳解
    移相控制的全橋PWM變換器是最常用的中大功率DC/DC變換電路拓撲形式之一。移相PWM控制方式利用開關管的結電容和高頻變壓器的漏電感或原邊串聯電感作為諧振元件,使開關管能進行零電壓開通和關斷,從而有效地降低了電路的開關損耗和開關噪聲,減少了器件開關過程中產生的電磁幹擾,為變換器提高開關頻率、提高效率、減小尺寸及減輕質量提供了良好的條件。
  • 電容自舉電路電路圖大全(六款電容自舉電路設計原理圖詳解)
    工作原理 圖1是一個簡單的電路,由歐姆定律可知,電阻R上流過電流為I=Va/R,如果我們在圖1這個電路的基礎上增加一級射極跟隨電路,如圖2所示,由於射極跟隨電路的電壓放大倍數小於1,但又非常接近於1,假設射極跟隨電路的電壓放大倍數為0.95,則三極體的Ve=0.95VB,由於電容C對交流而言,相當於短路,所以B點的電壓VB等於發射極電壓,即VB=VE