一、单向驱动

全桥驱动电路可以用来驱动直流电机正反转并可以完成调速的电路,该电路在电动牙刷、风扇等都用到H桥电路。这里要用到功率器件MOS管(金属氧化物晶体管,由电压驱动)。

普通的三极管可以当作开关来使用,它能承受的电流一般小于$10A$,而MOS管一般大于$10A$小于$400A$。对于直流电机1000W的功率,一般都可以用MOS管来驱动。一般使用$NMOS$。

以上是一个NMOS驱动电机单向转动的电路,当$PWM$在高电平$NMOS$就会导通,电机两端一端接VCC另一端接GND,驱动电机转动。

二、H桥电路

我们可以使用4个NMOS构成H桥电路,实现直流电机的正接正转,反接反转。

  • 若Q1和Q4接同一引脚,Q2和Q3接同一引脚,此时Q1和Q4接入高电平,Q2和Q3接入低电平,则Q1和Q4导通,Q2和Q3不导通,VCC经过Q1管接入直流电机的左端,GND经过Q4接入直流电机的右端,驱动电机顺时针旋转。
  • 若Q1和Q4接入低电平,Q2和Q3接入高电平,则Q1和Q4不导通,Q2和Q3导通,VCC经过Q3管接入直流电机的右端,GND经过Q2接入直流电机的左端,驱动电机逆时针旋转。

这样就完成了电机双向的转动切换。

三、注意事项

① 注意:我们选择的NMOS管一定是I/O能够推动的MOS管(例如:IRF3205驱动电压是4V,单片机I\O口的输出电压为5V,可以直接驱动),但如果使用大电压驱动的MOS管,就需要使用MOS驱动芯片(例如:IR2014)。

② 注意:死区问题,死区问题是指,在直流电机正反转切换时,Q1、Q4Q2、Q3状态切换时,会有一瞬间状态相同的时刻,瞬时电流非常大,此时电路会出现故障,所以我们会控制死区(其实就是控制时间,在确保导通的MOS管不导通后,不导通的MOS再导通)。这也是使用MOS驱动芯片(半桥MOS驱动)的一大好处,它会合理控制时间。