直流电机驱动电路应用

一．在直流电机驱动电路根据实际需要选择驱动电路的类型：

1,单向的，用一个大功率的三极管或者场效应管或者继电器就可以了

2,需要调速的，用PWM控制

3,双向的，用H桥电路驱动

这里着重介绍H桥驱动电路，用PWM实现调速

二．对于PWM调速的H桥电机驱动电路，主要有以下性能指标。

1，输出电流和电压范围，它决定着电路能驱动多大功率的电机。

2，效率，高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。

3，驱动电路保护功能。防止驱动电路出现共态导通，导致损坏驱动管。（共态导通：H桥或推挽电路可能出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路）

4，对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。

5，对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染；大的电流可能导致地线电位浮动。

6，可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制信号，何种无源负载，电路都是安全的。

三．驱动电路分析

功率管是两对场效应管，根据电机的功率，最大工作电流来选择场效应管。这里选用IRF540,IRF9540（可以过20A电流）。

场效应管栅极的12V稳压二极管用于防止场效应管栅极过压击穿。一般的场效应管栅极的耐压是18V或20V，直接加上24V电压将会击穿。

单电源运放LM324起到两个作用：一个是隔离作用，防止驱动电路高压，大电流信号返回控制电路。另外一个作用是使后面的三极管有效的截至和导通。LEDD3和二极管D6是作为比较器的参考电压。参考电压Vref约等于（1.8+0.7＝2.5V）。当PWM1电平高于Vref时，LM324输出高电平，电平约为12V（上下4个电阻的分压作用）。Q7导通，Q1截至，Q4截至，Q3导通；当PWM1低于Vref时，LM324输出低电平，强行把电压拉低到地。这样就保证了Q7截至，Q1导通，Q4导通，Q3截至。

R3 ,R15的作用是使驱动电路在没有控制信号的时候（悬空）也能把控制信号拉低，使Q4,Q5导通，Q3,Q6截至，是输出两端短路，使电机停止（其实这样也能实现电机的刹车）。

一个好的H桥电路都应该达到无论控制信号怎么样变化，都不会出现共态导通的情况。

这个电路就可以达到这个要求。

场效应管本身的栅极电容（大约1000pF）。三极管导通电阻远小于2千欧，因此三极管由截止转换到导通时场效应管栅极电容上的电荷可以迅速释放，场效应管迅速截止。但是三极管由导通转换到截止时场效应管栅极通过2千欧电阻充电却需要一定的时间。相应的，场效应管由导通转换到截止的速度要比由截止转换到导通的速度快。假如两个三极管的开关动作是同时发生的，这个电路可以让上下两臂的场效应管先断后通，消除共态导通现象。

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