H桥式驱动电路原理

一、H桥式电机驱动电路

图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图4.12及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。

如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。

图4.12 H桥式电机驱动电路

要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。例如,如图4.13所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。

当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。

图4.13 H桥电路驱动电机顺时针转动

图4.14所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。

当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。

图4.14 H桥电路驱动电机逆时针转动

二、使能控制和方向逻辑

驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电

路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。

基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。

图4.155所示就是基于这种考虑的改进电路,它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通信号相接,这样,用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一种方向输人,可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。(与本节前面的示意图一样,图4.15所示也不是一个完整的电路图,特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。)

图4.15 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路

采用以上方法,电机的运转就只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。如果DIR-L信号为0,DIR-R信号为1,并且使能信号是1,那么三极管Q1和Q4导通,电流从左至右流经电机(如图4.16所示);如果DIR-L信号变为1,而DIR-R信号变为0,那么Q2和Q3将导通,电流则反向流过电机。

图4.16 使能信号与方向信号的使用

实际使用的时候,用分立件制作H桥式是很麻烦的,好在现在市面上有很多封装好的H桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就可以使用了,在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。

一、H桥式电机驱动电路

图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图4.12及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。

如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。

图4.12 H桥式电机驱动电路

要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。例如,如图4.13所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。

当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。

图4.13 H桥电路驱动电机顺时针转动

图4.14所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。

当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。

图4.14 H桥电路驱动电机逆时针转动

二、使能控制和方向逻辑

驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电

路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。

基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。

图4.155所示就是基于这种考虑的改进电路,它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通信号相接,这样,用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一种方向输人,可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。(与本节前面的示意图一样,图4.15所示也不是一个完整的电路图,特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。)

图4.15 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路

采用以上方法,电机的运转就只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。如果DIR-L信号为0,DIR-R信号为1,并且使能信号是1,那么三极管Q1和Q4导通,电流从左至右流经电机(如图4.16所示);如果DIR-L信号变为1,而DIR-R信号变为0,那么Q2和Q3将导通,电流则反向流过电机。

图4.16 使能信号与方向信号的使用

实际使用的时候,用分立件制作H桥式是很麻烦的,好在现在市面上有很多封装好的H桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就可以使用了,在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。


相关文章

  • 桥式起重机
  • 桥 式 起 重 机 编写人 张盼 目录 第一节:起重机概述 .......................................................................................... ...查看


  • 王兆安[电力电子技术]第四版 课后习题答案
  • 第一章 电力电子器件 1.1 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲).或者UAK >0且UGK>0 1.2 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变 ...查看


  • 智能避障小车实验报告与总结
  • 智能避障小车实验报告与总结 学 院: 电子信息工程学院 专业年级:机 电 1031 队员姓名: 余书奇.周稳.刘阳.邹超 智能避障小车实验报告与总结 摘要:本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车,以单片机为小汽车的"大脑&quo ...查看


  • 三相可控变流器的设计-电力电子课设
  • 1 绪论 电力电子技术的应用范围十分广泛.它不仅用于一般工业,也广泛用于交通运输.电力系统.通信系统.计算机系统.新能源系统等,在照明.空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用.现如今电力电子技术已深入到工农业经济建设.交通运输.空间技术 ...查看


  • 开关型稳压电源的设计
  • 目 录 摘要-----------------------1 前言-----------------------1 1开关型稳压电源概论 -------------- 5 1.1开关稳压电源的结构和核心 -------------- 5 1 ...查看


  • 单相桥式全控整流电路的设计
  • 1 设计课题任务及总体方案介绍 1.1 设计课题任务 课题:单相桥式全控整流电路设计(阻感性负载) 任务:单相桥式全控整流电路的设计要求为: 1电网供电电压为单相交流220V/50Hz: 2变压器二次侧电压为100V: 3输出电压连续可调, ...查看


  • 单相桥式可控整流电路设计
  • 电力电子技术课程设计说明书 单相桥式可控整流电路设计 院 . 部: 电气与信息工程学院 学生姓名: 何鹏辉 指导教师: 肖文英 职称 教授 专 业: 电气工程及其自动化 班 级: 电气本1304班 完成时间: 2016年 6月4日 学 号 ...查看


  • 桥式起重机电气控制电路的维护与故障检修
  • 项目五:桥式起重机电气控制电路的维护与故障检修 1.了解桥式起重机的结构和电器控制电路的功能. 2.掌握桥式起重机的运动形式维护方法. 3.熟悉桥式起重机主要故障的诊断方法和检修. 1.维修20/5t桥式起重机主交流接触器不吸合的常见故障. ...查看


  • 船舶电力推进几种典型方式的比较
  • 船舶电力推进几种典型方式的比较 武汉理工大学能源与动力工程学院高海波高孝洪陈辉 [内容提要]此文介绍目前市场上五种类型电力 推进系统, 并分析比较它们的工作原理和特点. 关键词:船舶电力推进原理特点0前言 船舶电力推进, 有直流推进和交流推 ...查看


热门内容