所謂的 H 橋電路就是控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的。下圖就是一種簡(jiǎn)單的 H 橋電路,它由 2 個(gè) P 型場(chǎng)效應(yīng)管 Q1、Q2 與 2 個(gè) N 型場(chǎng)效應(yīng)管 Q3、Q3 組成,所以它叫 P-NMOS 管 H 橋。
橋臂上的 4 個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管相當(dāng)于四個(gè)開(kāi)關(guān),P 型管在柵極為低電平時(shí)導(dǎo)通,高電平時(shí)關(guān)閉;N 型管在柵極為高電平時(shí)導(dǎo)通,低電平時(shí)關(guān)閉。場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型元件,柵極通過(guò)的電 流幾乎為“零”。
正因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn),在連接好下圖電路后,控制臂 1 置高電平(U=VCC)、控制臂 2 置低 電平(U=0)時(shí),Q1、Q4 關(guān)閉,Q2、Q3 導(dǎo)通,電機(jī)左端低電平,右端高電平,所以電流沿 箭頭方向流動(dòng)。設(shè)為電機(jī)正轉(zhuǎn)。
控制臂 1 置低電平、控制臂 2 置高電平時(shí),Q2、Q3 關(guān)閉,Q1、Q4 導(dǎo)通,電機(jī)左端高 電平,右端低電平,所以電流沿箭頭方向流動(dòng)。設(shè)為電機(jī)反轉(zhuǎn)。
當(dāng)控制臂 1、2 均為低電平時(shí),Q1、Q2 導(dǎo)通,Q3、Q4 關(guān)閉,電機(jī)兩端均為高電平,電 機(jī)不轉(zhuǎn);
當(dāng)控制臂 1、2 均為高電平時(shí),Q1、Q2 關(guān)閉,Q3、Q4 導(dǎo)通,電機(jī)兩端均為低電平,電 機(jī)也不轉(zhuǎn)。
所以,此電路有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是無(wú)論控制臂狀態(tài)如何(絕不允許懸空狀態(tài)),H 橋都不會(huì) 出現(xiàn)“共態(tài)導(dǎo)通”(短路),很適合我們使用。
(另外還有 4 個(gè) N 型場(chǎng)效應(yīng)管的 H 橋,內(nèi)阻更小,有“共態(tài)導(dǎo)通”現(xiàn)象,柵極驅(qū)動(dòng)電 路較復(fù)雜,或用專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片,如 MC33883,原理基本相似,不再贅述。)
下面是由與非門(mén) CD4011 組成的柵極驅(qū)動(dòng)電路,因?yàn)?a target="_blank">單片機(jī)輸出電壓為 0~5V,而我們小 車(chē)使用的 H 橋的控制臂需要 0V 或 7.2V 電壓才能使場(chǎng)效應(yīng)管完全導(dǎo)通, PWM 輸入 0V 或 5V 時(shí),柵極驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓為 0V 或 7.2V,前提是 CD4011 電源電壓為 7.2V。切記??!
故 CD4011 僅做“電壓放大”之用。之所以用兩級(jí)與非門(mén)是為了與 MC33886 兼容。
兩者結(jié)合就是下面的電路:調(diào)試時(shí)兩個(gè) PWM 輸入端其中一個(gè)接地,另一個(gè)懸空(上拉 置 1),電機(jī)轉(zhuǎn)為正常。監(jiān)視 MOS 管溫度,如發(fā)熱立即切斷電源檢查電路。CD4011 的 14 引腳接 7.2V,7引腳接地。
使用時(shí)單片機(jī) PWM 輸出信號(hào):1 路為 PWM 方波信號(hào),另一路為高電平(置 1)。反轉(zhuǎn)亦然。
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