蓝盟IT外包,一种有意的h桥驱动盲教学

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蓝盟IT小贴士,来喽!
什么是h桥?
h桥是一个比较简单的电路,通常包括四个独立的控制开关元件,如MOS-FET。 这些通常用于驱动电机等电流大的负载。 为什么叫h桥(H-Bridge  )是因为它长得像字母h。 具体如下图所示。
这里有四个开关元件Q1、Q2、Q3、Q4,另一个直流电机m、D1、D2、D3、D4是MOS-FET的回流二极管。
开关状态
这里,作为控制一个直流电机的例子,简单介绍正转和反转是人为确定的方向,在实际的工程中根据实际情况进行区分即可的h桥的几个开关状态。
正転
h桥通常用于驱动电感性负载。 这里驱动直流电机。
打开Q1和Q4。
关闭Q2和Q3。
此时,如果假定电动机正转,则该电流依次流过Q1、m、Q4,在图中使用黄色线段标记,具体如下图所示。
正転
反转。
另一种状态是电机反转。 此时的四个开关元件的状态如下。
关闭Q1和Q4。
打开Q2和Q3
此时电机反转(与之前介绍的情况相反),该电流依次流过Q2、m、Q3,在图中用黄色线段表示,具体如下图所示。
反转。
调速
要对直流电机进行调速,其中一个方法是
关闭Q2,Q3。
向Q1、Q4输入50%占空比的PWM波形时,具有降低转速的效果,需要增加转速时,将输入PWM的占空比设为100%;
具体如下。
停止状态
这里,以电动机从正转切换到停止状态为例.
正转时; Q1和Q4处于打开状态。
此时,如果关闭Q1和Q4,直流电机内部就等于电感,即电感性负载,如果电流不急剧变化,电流就保持原样继续流动。 此时,希望电机内的电流迅速衰减。
这里有两种方法
第一,即使关闭Q1和Q4,此时也有电流通过回流二极管,此时暂时接通Q1和Q3,使电流迅速衰减。
其次,准备停止后,关闭Q1,打开Q2。 此时,电流不衰减地急速流动,电流在Q2、m、Q4之间循环流动,通过MOS-FET的内部电阻消耗电力。
应用。
实际使用时,用分立部件制作h桥很麻烦,市面上有很多比较常用的IC方案,如L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。 连接电源、电机,输入控制信号即可驱动电机。以下是某宝的L298N模块,比较常见,对初学者来说非常友好,布线也非常简单。
L298N模块
这个模块有板载5V调节器,可以通过跳线方式启用。
电机的电源电压达到12V后,可以启用5V稳压器,将5V端子用作输出。 例如,向Arduino板供电。
但是,电机电压大于12V时,为了破坏内置式5V调节器,必须关闭跳线。
在这种情况下,5V端子必须连接到5V电源,才能使IC正常工作,因此被用作输入。
这里,可以注意到该IC的电压降约为2V。 因此,使用12V电源时,电机端子的电压约为10V。 这意味着无法从12V直流电机获得最大速度。

文/上海蓝盟   IT外包专家

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