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4個mos管驅(qū)動的全橋電路原理mos管驅(qū)動 

  全橋電路是一種常用的電路拓撲結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于直流電機控制、逆變器等領(lǐng)域。它由四個MOS管和四個電阻組成，通過調(diào)節(jié)MOS管的導通與關(guān)閉來實現(xiàn)對負載的控制。全橋電路的工作原理如下： 1. 全橋電路的基本結(jié)構(gòu) 全橋電路由四個MOS管組成，分為兩對，每一對MOS管的兩個管子分別位于正負電源之間。兩對MOS管的中點相連，作為電機的輸出端。同時，電機的另外兩個端口與電源相連，形成了全橋電路的輸入端。 2. 工作原理 當全橋電路的輸入信號為高電平時，T1和T2管導通，T3和T4管關(guān)閉。此時，電流從電源正極經(jīng)過T1管、電機、T2管流回電源負極，從而實現(xiàn)了電機的正向轉(zhuǎn)動。 當輸入信號為低電平時，T1和T2管關(guān)閉，T3和T4管導通。此時，電流從電源正極經(jīng)過T4管、電機、T3管流回電源負極，從而實現(xiàn)了電機的反向轉(zhuǎn)動。 通過控制輸入信號的高低電平，可以實現(xiàn)對電機的正反轉(zhuǎn)控制。此外，通過控制輸入信號的頻率和占空比，還可以實現(xiàn)對電機速度的控制。 3. MOS管的工作原理 MOS管是全橋電路中的關(guān)鍵元件，它的導通與關(guān)閉決定了電流的通路。MOS管由源極、漏極和柵極組成。當柵極電壓高于一定閾值時，MOS管導通；當柵極電壓低于閾值時，MOS管關(guān)閉。 在全橋電路中，柵極與控制信號相連，通過調(diào)節(jié)控制信號的高低電平，可以控制MOS管的導通與關(guān)閉。同時，為了保護MOS管，還需要在其源極和漏極之間串聯(lián)電阻，限制電流的大小。 4. 全橋電路的優(yōu)勢和應(yīng)用 全橋電路具有以下優(yōu)勢： - 可以實現(xiàn)對電機的正反轉(zhuǎn)控制； - 可以實現(xiàn)對電機速度的調(diào)節(jié)； - 可以實現(xiàn)對電機的制動和動態(tài)剎車。 因此，全橋電路廣泛應(yīng)用于直流電機控制、逆變器等領(lǐng)域。例如，在電動汽車中，全橋電路被用于控制電機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速；在逆變器中，全橋電路被用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電

一、H橋驅(qū)動原理

1)電機驅(qū)動

電路首先，單片機能夠輸出直流信號，但是它的驅(qū)動才能也是有限的，所以單片機普通做驅(qū)動信號，驅(qū)動大的功率管如MOS管，來產(chǎn)生大電流從而驅(qū)動電機，且占空比大小能夠經(jīng)過驅(qū)動芯片控制加在電機上的均勻電壓到達轉(zhuǎn)速調(diào)理的目的。電機驅(qū)動主要采用N溝道MOSFET構(gòu)建H橋驅(qū)動電路，H 橋是一個典型的直流電機控制電路，由于它的電路外形酷似字母 H，故得名曰“H 橋”。4個開關(guān)組成H的4條垂直腿，而電機就是H中的橫杠。要使電機運轉(zhuǎn)，必需使對角線上的一對開關(guān)導通，經(jīng)過不同的電流方向來控制電機正反轉(zhuǎn)，其連通電路如圖所示。

2)H橋驅(qū)動原理

實踐驅(qū)動電路中通常要用硬件電路便當?shù)乜刂崎_關(guān)，電機驅(qū)動板主要采用兩種驅(qū)動芯片，一種是全橋驅(qū)動HIP4082，一種是半橋驅(qū)動IR2104，半橋電路是兩個MOS管組成的振蕩，全橋電路是四個MOS管組成的振蕩。其中，IR2104型半橋驅(qū)動芯片能夠驅(qū)動高端和低端兩個N溝道MOSFET，能提供較大的柵極驅(qū)動電流，并具有硬件死區(qū)、硬件防同臂導通等功用。運用兩片IR2104型半橋驅(qū)動芯片能夠組成完好的直流電機H橋式驅(qū)動電路，而且IR2104價錢低廉，功用完善，輸出功率相對HIP4082較低，此計劃采用較多。

另外，由于驅(qū)動電路可能會產(chǎn)生較大的回灌電流，為避免對單片機產(chǎn)生影響，用隔離芯片隔離，隔離芯片選取有很多方式，如2801等，這些芯片常做控制總線驅(qū)動器，作用是進步驅(qū)動才能，滿足一定條件后，輸出與輸入相同，可停止數(shù)據(jù)單向傳輸，即單片機信號能夠到驅(qū)動芯片，反過來不行。

二、MOS管H橋電路

圖1中所示為一個典型的直流電機控制電路。

電路得名于“H橋驅(qū)動電路”是由于它的外形酷似字母H。4個三極管組成H的4條垂直腿，而電機就是H中的橫杠(留意：圖1及隨后的兩個圖都只是表示圖，而不是完好的電路圖，其中三極管的驅(qū)動電路沒有畫出來)。

如圖所示，H橋式電機驅(qū)動電路包括4個三極管和一個電機。要使電機運轉(zhuǎn)，必需導通對角線上的一對三極管。依據(jù)不同三極管對的導通狀況，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(zhuǎn)向。

要使電機運轉(zhuǎn)，必需使對角線上的一對三極管導通。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(jīng)Q1從左至右穿過電機，然后再經(jīng)Q4回到電源負極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動。當三極管Q1和Q4導通時，電流將從左至右流過電機，從而驅(qū)動電機按特定方向轉(zhuǎn)動(電機四周的箭頭指示為順時針方向)。

圖3所示為另一對三極管Q2和Q3導通的狀況，電流將從右至左流過電機。當三極管Q2和Q3導通時，電流將從右至左流過電機，從而驅(qū)動電機沿另一方向轉(zhuǎn)動(電機四周的箭頭表示為逆時針方向)。

三、使能控制和方向邏輯

驅(qū)動電機時，保證H橋上兩個同側(cè)的三極管不會同時導通十分重要。假如三極管Q1和Q2同時導通，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負極。此時，電路中除了三極管外沒有其他任何負載，因而電路上的電流就可能到達ZD值(該電流僅受電源性能限制)，以至燒壞三極管。基于上述緣由，在實踐驅(qū)動電路中通常要用硬件電路便當?shù)乜刂迫龢O管的開關(guān)。

改良電路在根本H橋電路的根底上增加了4個與門和2個非門。4個與門同一個“使能”導通訊號相接，這樣，用這一個信號就能控制整個電路的開關(guān)。而2個非門經(jīng)過提供一種方向輸人，能夠保證任何時分在H橋的同側(cè)腿上都只要一個三極管能導通。(與本節(jié)前面的表示圖一樣，圖4所示也不是一個完好的電路圖，特別是圖中與門和三極管直接銜接是不能正常工作的)

采用以上辦法，電機的運轉(zhuǎn)就只需求用三個信號控制：兩個方向信號和一個使能信號。假如DIR-L信號為0，DIR-R信號為1，并且使能信號是1，那么三極管Q1和Q4導通，電流從左至右流經(jīng)電機(如圖5所示);假如DIR-L信號變?yōu)?，而DIR-R信號變?yōu)?，那么Q2和Q3將導通，電流則反向流過電機。

實踐運用的時分，用分立元件制造H橋是很費事的，好在如今市面上有很多封裝好的H橋集成電路，接上電源、電機和控制信號就能夠運用了，在額定的電壓和電流內(nèi)運用十分便當牢靠。附兩張分立元件的H橋驅(qū)動電路：

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