橋式電路驅動

Ⅰ 用單片機驅動H橋電路控制 請高人指點！！！

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一般場效應管比較多

一個電動小車整體的運行性能，首先取決於它的電池系統和電機驅動系統。 電動小車的驅動系統一般由控制器、功率變換器及電動機三個主要部分組成。 電動小車的驅動不但要求電機驅動系統 具有高轉矩重量比、寬調速范圍、高可靠 性，而且電機的轉矩-轉速特性受電源功 率的影響，這就要求驅動具有盡可能寬 的高效率區。我們所使用的電機一般為 直流電機，主要用到永磁直流電機、伺服 電機及步進電機三種。直流電機的控制 很簡單，性能出眾，直流電源也容易實 現。本文即主要介紹這種直流電機的驅動及控制。
1．H 型橋式驅動電路

此主題相關圖片如下，點擊圖片看大圖：

直流電機驅動電路使用最廣泛的就 是H型全橋式電路，這種驅動電路可以 很方便實現直流電機的四象限運行，分 別對應正轉、正轉制動、反轉、反轉制動。 它的基本原理圖如圖1所示。
全橋式驅動電路的4隻開關管都工 作在斬波狀態，S1、S2為一組，S3、S4 為另一組，兩組的狀態互補，一組導通則 另一組必須關斷。當S1、S2導通時，S3、 S4關斷，電機兩端加正向電壓，可以實 現電機的正轉或反轉制動；當S3、S4導 通時，S1、S2關斷，電機兩端為反向電 壓，電機反轉或正轉制動。
在小車動作的過程中，我們要不斷 地使電機在四個象限之間切換，即在正 轉和反轉之間切換，也就是在S1、S2導 通且S3、S4關斷，到S1、S2關斷且S3、 S4導通，這兩種狀態之間轉換。在這種 情況下，理論上要求兩組控制信號完全 互補，但是，由於實際的開關器件都存在 開通和關斷時間，絕對的互補控制邏輯 必然導致上下橋臂直通短路，比如在上 橋臂關斷的過程中，下橋臂導通了。這個過程可用圖2說明。因此，為了避免直通 短路且保證各個開關管動作之間的協同 性和同步性，兩組控制信號在理論上要 求互為倒相的邏輯關系，而實際上卻必須相差一個足夠的死區時間，這個矯正過程既可以通過硬體實現，即在上下橋 臂的兩組控制信號之間增加延時，也可 以通過軟體實現（具體方法參看後文）。
驅動電流不僅可以通過主開關管流通，而且還可以通過續流二極體流通。當電機處於制動狀態時，電機便工作在發電狀態，轉子電流必須通過續流二極體流通，否則電機就會發熱，嚴重時燒毀。
開關管的選擇對驅動電路的影響很大，開關管的選擇宜遵循以下原則：
(1)由於驅動電路是功率輸出，要求開關管輸出功率較大；
(2)開關管的開通 和關斷時間應盡可能小；
(3)小車使用的電源電壓不高，因此開關管的飽和壓降應該盡量低。
在實際製作中，我們選用大功率達林頓管TIP122或場效應管IRF530，效果都還不錯，為了使電路簡化，建議使用集成有橋式電路的電機專用驅動晶元，如L298、LMD18200，性能比較穩定可靠。
由於電機在正常工作時對電源的干擾很大，如果只用一組電源時會影響單片機的正常工作，所以我們選用雙電源供電。一組5V給單片機和控制電路供電， 另外一組9V給電機供電。在控制部分和電機驅動部分之間用光耦隔開，以免影響控制部分電源的品質，並在達林頓管的基極加三極體驅動，可以給達林頓管提供足夠大的基極電流。圖3所示為採用TIP122的驅動電機電路，IOB8口為「0」，IOB9口輸入PWM波時，電機正轉，通過 改變PWM的占空比可以調節電機的速度。而當IOB9口為「0」，IOB8口輸入PWM 波時，電機反轉，同樣通過改變PWM的占空比來調節電機的速度。 圖4為採用內部集成有兩個橋式電 路的專用晶元L298所組成的電機驅動電路。驅動晶元L298是驅動二相和四相步進電機的專用晶元，我們利用它內部的 橋式電路來驅動直流電機，這種方法有一系列的優點。每一組PWM波用來控制一個電機的速度，而另外兩個I/O口可以控制電機的正反轉，控制比較簡單，電路也很簡單，一個晶元內包含有8個功率管，這樣簡化了電路的復雜性，如圖所示IOB10、IOB11控制第一個電機的方向，IOB8輸入的PWM控制第一個電機的速度；IOB12、IOB13控制第二個電機的方向，IOB9輸入的PWM控制第二個電機的速度。 LMD18200是美國國家半導體公司推出的專用於直流電動機驅動的H橋組件，同一晶元上集成有CMOS控制電路和DMOS功率器件。此種晶元瞬間驅動電流可達6A，正常工作電流可達3A，具有很強的驅動能力，無「shot-through」電流，而且此種晶元內部還具有過流保護的測量電路，只需要在LMD18200的8腳輸出端測出電壓和給定的電壓比較即可保護電路過流，從而實現電路的過流保護功能。由LMD18200組成的電機驅動電路如圖5所示。LMD18200的5腳為PWM 波輸入端，通過改變PWM的占空比就可調節電機的速度，改變3腳的高低電平即可控制電機的正反轉。此電路和以上幾種驅動電路比較具有明顯的優點，驅動功率大，穩定性好，實現方便，安全可靠。
2 ．P W M 控制
PWM（脈沖寬度調制）控制，通常 配合橋式驅動電路實現直流電機調速， 非常簡單，且調速范圍大，它的原理就 是直流斬波原理。如圖1所示，若S3、S4 關斷，S1、S2受PWM控制，假設高電平 導通，忽略開關管損耗，則在一個周期 內的導通時間為t，周期為T，波形如圖 6，則電機兩端的平均電壓為： U=Vcc t/ T=αVcc ，其中，α=t/T稱為占空比，Vcc為電源電壓（電源電壓減去兩個開關 管的飽和壓降）。 電機的轉速與電機兩端的電壓成比例，而電機兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電機的速度與占空比成比例，占空比越大，電機轉得越快，當占空比α＝1時，電機轉速最大。
PWM控制波形的實現可以通過模擬 電路或數字電路實現，例如用555搭成的觸發電路，但是，這種電路的占空比不能自動調節，不能用於自動控制小車的調 速。而目前使用的大多數單片機都可以直接輸出這種PWM波形，或通過時序模擬輸出，最適合小車的調速。我們使用的是凌陽公司的SPCE061單片機，它是16位單片機，頻率最高達到49MHz，可提供2路PWM 直接輸出，頻率可調，占空比16級可調，控制電機的調速范圍大，使用方便。SPCE061單片機有32個I/O口， 內部設有2個獨立的計數器，完全可以模擬任意頻率、占空比隨意調節的PWM信號輸出，用以控制電機調速。
在實際製作過程中，我們認為控制信號的頻率不需要太高，一般在400Hz以下為宜，占空比16級調節也完全可以滿足調速要求，並且在小車行進的過程中，占空比不應該太高，在直線前進和轉彎 的時候應該區別對待。若車速太快，則在 轉彎的時候，方向不易控制；而車速太慢，則很浪費時間。這時圖6可以根據具體情況慢慢調節。在2003年「簡易智能電動車」的實際製作中，我們的小車驅動信號的占空比一般在8/16以下。
3．通過軟體避免直通短路
從前面的分析可知，橋式驅動電路中，由於開關管有開通和關斷時間，因此存在上下橋臂直通短路的問題。直通短路的存在，容易使開關管發熱，嚴重時燒毀開關管，同時也增加了開關管的能量損耗，浪費了小車寶貴的能量。由於現在的許多集成驅動晶元內部已經內置了死區保護（如LMD18200），這里主要介紹的是利用開關管等分立元件以及沒有死區保護的集成晶元製作驅動電路時增加死區的方法。
死區時間的問題，只有在正轉變為反轉的時候才存在，而在正轉啟動或反轉啟動的時候並沒有，因此不需要修正。如果開關管的開通和關斷時間非常小，或者在硬體電路中增加延時環節，都可以降低開關管的損耗和發熱。當然，通過軟體避免直通短路是最好的辦法，它的操作簡單，控制靈活。通過軟體實現死區時間，就是在突然換向的時候，插入一個延時的環節，待開關管關斷之後，再開通應該開通的開關管。圖7為利用軟體修正死區時間的流程圖，在開關管每次換向的時候，不立即進行方向的切換，而是先使開關管關斷一段時間，使其完全關斷後再換向打開另外的開關管。這個關斷時間由單片機軟體延時實現。

4．總結
以上主要分析了電機的全橋式驅動電路，這是直流電機調速使用最多的調速方法。目前市場上有很多種電機驅動的集成電路，效率高，電路簡單，使用也比較廣泛，但是其驅動方法大多
八、 附錄：幾種IRF場效應管的參數
型號 極性 電壓(V) 電流(A) 導通電阻(Ohm)
IRF540N N 100 33 0.040
IRF9540 P -100 -19 0.200
IRF840 N 500 8 0.850
IRF3205 N 55 110 0.008
IRF530N N 100 17 0.090
IRF9530 P -100 -12 0.300

Ⅱ 單片機驅橋式電路驅動電機

電阻三極體取決於供電電壓&電流調整。

Ⅲ 什麼是橋式電路

什麼是橋式電路？
接成菱形的電路，兩個對角線點是輸入，另外兩個對角線點是輸出，因其具有對稱性，象橋在水中一樣，所以叫橋式。
橋式電路有：
1. 橋式整流器（橋式全波整流電路）。
2. 惠更斯電橋（電阻、電感、電容測量）。
3. 橋式驅動（開關電源最後一級）。
惠更斯電橋橋式電路是用於精密測量電阻的（或電感、電容測量）。例 ：如果將A、B、C、D點接入電阻，A、C接入激勵電源，B、D端接入電位差計，如果AB、CD之間的電阻相乘等於AD、BC之間的電阻，則電位差計指示為零，這樣，就保持了B、D兩點的電位平衡。
橋式整流電路的作用是將交流變壓電路輸出的交流電轉換成單向脈動性直流電。
橋式整流電路主要由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。
目前主電路多用硅整流二極體和晶閘管組成。
濾波器接在主電路與負載之間，用於濾除脈動直流電壓中的交流成分。
變壓器設置與否視具體情況而定，變壓器的作用是實現交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網與整流電路之間的電隔離。
經過橋式整流電路之後的電壓已經不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓，習慣上稱單向脈動性直流電壓。
橋式整流電路在直流電動機的調速、發電機的勵磁調節、電解、電鍍等領域得到廣泛應用。

Ⅳ 什麼是橋式電路為什麼叫"橋式"

差不多就是四個點環形結構，其中兩個對角線點是輸入端，另外兩個是輸出端。

橋式電路有：橋式整流器（電源全波整流電路）、惠更斯電橋（電阻、電感、電容測量）、橋式驅動（開關電源最後一級）

Ⅳ 半橋驅動電路工作原理及作用

半橋全橋的驅動電路是使功率管產生交流電的觸發信號，並不是將交流信號變直流信號。
即使單片機可以輸出直流信號，但是它的驅動能力也是有限的，所以單片機一般做驅動信號，驅動大的功率管，來產生大電流從而才能驅動電機。半橋驅動電路和半橋整流電路都可以稱為半橋電路。 半橋驅動指的是上下兩個部件交替輸出的電路。 半橋整流指的是只對半波整流。半橋電路是兩個三極體或MOS管組成的振盪， 全橋電路是四個三極體或MOS管組成的振盪。 全橋電路不容易產生瀉流，而半橋電路在振盪轉換之間容易瀉有電流使波形變壞，產生干擾。 半橋電路成本底，電路容易形成，全橋電路成本高，電路相對復雜。 半橋電路是兩個三極體或MOS管組成的振盪，全橋電路是四個三極體或MOS管組成的振盪。全橋電路不容易產生瀉流，而半橋電路在振盪轉換之間容易瀉有電流使波形變壞，產生干擾。半橋電路成本底，電路容易形成，全橋電路成本高，電路相對復雜。 半橋電路包括用於驅動各個下部晶體管(T1)和上部晶體管(T2)的低端驅動模塊(110)和高端驅動模塊(210)。每個驅動模塊(110，210)是電荷俘獲電路，其中低端驅動模塊(110)用電容性負載(C)上的電荷驅動低端晶體管(T1)，以及高端驅動模塊(210)在它被高電壓源驅動時交替地重新充電該電容性負載(C)。每個電荷俘獲電路(110，210)還包括二極體(D1，D2。

Ⅵ 全橋電路和半橋電路對驅動電路有什麼要求

對驅動電路沒要求，只對負載有要求

Ⅶ 什麼是驅動全橋電路及作用,在步進電機驅動器中看到的

為實現電機的正反轉，就需要電流換向。如電機正轉時，電流從繞組的版A端流向B端、反轉時電流從B端流向權A端。驅動電機的橋電路(含有刷、無刷和步進電機)實際上就是實現電機正反轉的換向電路。
形象的全橋由兩個半橋和繞組組成，兩個半橋是橋墩，搭在中間的電機繞組是橋身。
半橋由上下兩個開關器件組成，上開關管接電源，叫高邊開關；下開關管接地，叫底邊開關。上下兩個開關管的連接點接電機繞組的一個端。這樣，控制上下兩個開關管的其中一個打開而另一個關閉，就可選擇這個繞組的端線接電源或接地。繞組另一端的另一個半橋剛好相反，這就實現電機無觸點換向。

Ⅷ 什麼是橋式電路

接成方形的電路，兩個對角線點是輸入，另外兩個輸出，因其具有對稱性，象橋在水版中一樣，所以叫橋權式。
橋式電路有：橋式整流器（電源全波整流電路）、惠更斯電橋（電阻、電感、電容測量）、橋式驅動（開關電源最後一級）

Ⅸ 半橋全橋驅動電路的作用是什麼

1.
半橋全橋的驅動電路抄是使功率管產生交流電的觸發信號，並不是將交流信號變直流信號。
2.
即使單片機可以輸出直流信號，但是它的驅動能力也是有限的，所以單片機一般做驅動信號，驅動大的功率管，來產生大電流從而才能驅動電機