基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
L6203直流电机驱动设计原理图及例程
L6203直流电机控制驱动器【简要说明】一、尺寸：长66mmX宽33mm X高28mm二、主要芯片：L6203三、工作电压：控制信号直流4.5~5.5V;驱动电机电压7.2~30V四、可驱动直流（7.2~30V之间电压的电机）五、最大输出电流4A六、最大输出功率20W七、特点：1、具有信号指示2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有续流保护5、可单独控制一台直流电机6、PWM脉宽平滑调速（可使用PWM信号对直流电机调速）7、可实现正反转8、此驱动器非常时候控制飞思卡尔智能车，驱动器压降小，电流大，驱动能力强。
【标注图片】直流电机的控制实例使用驱动器可以控制一台直流电机。
电机分别为OUT1和OUT2。
输入端EN可用于输入PWM脉宽调制信号对电机进行调速控制。
（如果无须调速可将EN使能端，接高低电平，高电平启动，低电平停止。
也可由单片机输出直接控制）实现电机正反转就更容易了，输入信号端IN1接高电平输入端IN2接低电平，电机正转。
（如果信号端IN1接低电平，IN2接高电平，电机反转。
）可参考下图表：电机旋转方式控制端IN1控制端IN2EN使能端M 正转高低高反转低高高调速* * 输入PWM信号直流电机测试程序【原理图】【测试程序】/********************************************************************汇诚科技实现功能:调试程序使用芯片：AT89S52 或者 STC89C52晶振：11.0592MHZ编译环境：Keil作者：zhangxinchun淘宝店：汇诚科技*********************************************************************/ #include<reg52.h>#define uchar unsigned char//宏定义无符号字符型#define uint unsigned int //宏定义无符号整型sbit P2_0=P2^0;//启动sbit P2_1=P2^1;//停止sbit P2_2=P2^2;//正转sbit P2_3=P2^3;//反转sbit P1_0=P1^0;//使能sbit P1_1=P1^1;//IN1sbit P1_2=P1^2;//IN2/********************************************************************延时函数*********************************************************************/ void delay(uchar t)//延时程序{uchar m,n,s;for(m=t;m>0;m--)for(n=20;n>0;n--)for(s=248;s>0;s--);}/********************************************************************主函数*********************************************************************/ main(){while(1){if(P2_0==0){delay(3);if(P2_0==0)//启动{P1_0=1;P1_1=1;P1_2=0;}}if(P2_1==0){delay(3);if(P2_1==0)//停止{P1_0=0;}}if(P2_2==0){delay(3);if(P2_2==0)//正转{P1_1=1;P1_2=0;}}if(P2_3==0){delay(3);if(P2_3==0)//反转{P1_1=0;P1_2=0;}}}}/********************************************************************结束*********************************************************************/L6203DMOS(消耗型金属氧化物半导体)全控桥驱动器⏹供电电压：48V⏹最大峰值电流5A（L6021最大2A）⏹电流有效值：⏹L6201: 1A; L6202: 1.5A; L6203/L6201PS: 4A ⏹R DS (ON) 电阻值0.3 Ω (室温25 ︒C)⏹击穿电压保护⏹兼容TTL电路⏹运行最高频率100KHz⏹热滞⏹集成逻辑电路使用⏹高效概述L6201是一种应用多源BCD(Bipolar,CMOS,DMOS)技术来控制电机的全控桥驱动器芯片，这种芯片能将独立的DMOS场效应晶体管和CMOS以及二极管集成在一块芯片上。
MOSFET的驱动保护电路设计
摘要：率场效应晶体管由于具有诸多优点而得到广泛的应用;但它承受短时过载的能力较弱，使其应用受到一定的限制。
分析了二极管器件驱动与保护电路的设计要求;计算了MOSFET驱动器的功耗及MOSFET驱动器与MOSFET的匹配;设计了基于IR2130驱动模块的MOSFET驱动保护电路。
该电路具有结构简单，实用性强，响应速度快等特点。
在驱动无刷直流电机的应用中证明，该电路驱动能力及保护功能效果良好。
功率场效应晶体管(Power MOSFET)是一种多数载流子导电的单极型电压控制器件，具有开关速度快、高频性能好、输入阻抗高、噪声小、驱动功率小、动态范围大、无二次击穿现象和安全工作区域(SOA)宽等优点，因此，在高性能的开关电源、斩波电源及电机控制的各种交流变频电源中获得越来越多的应用。
但相比于绝缘栅双极型晶体管IGBT或大功率双极型晶体管GTR等，MOSFET管具有较弱的承受短时过载能力，因而其实际使用受到一定的限制。
如何设计出可靠和合理的驱动与保护电路，对于充分发挥MOSFET 功率管的优点，起着至关重要的作用，也是有效利用MOSFET管的前提和关键。
文中用IR2130驱动模块为核心，设计了功率MOSFET驱动保护电路应用与无刷直流电机控制系统中，同时也阐述了本电路各个部分的设计要求。
该设计使系统功率驱动部分的可靠性大大的提高。
1 功率MOSFET保护电路设计功率场效应管自身拥有众多优点，但是MOSFET管具有较脆弱的承受短时过载能力，特别是在高频的应用场合，所以在应用功率MOSFET对必须为其设计合理的保护电路来提高器件的可靠性。
功率MOSFET保护电路主要有以下几个方面：1)防止栅极 di/dt过高：由于采用驱动芯片，其输出阻抗较低，直接驱动功率管会引起驱动的功率管快速的开通和关断，有可能造成功率管漏源极间的电压震荡，或者有可能造成功率管遭受过高的di/dt 而引起误导通。
为避免上述现象的发生，通常在MOS驱动器的输出与MOS管的栅极之间串联一个电阻，电阻的大小一般选取几十欧姆。
直流电机的IR2110驱动控制设计及DSP实现
直流电机的IR2110驱动控制设计及DSP实现随着电力电子技术以及新型永磁材料的发展，直流电机以其良好的线性特性以及优异的控制性能等特点，在多数变速运动控制和闭环伺服控制系统（如机器人、精密机床、汽车电子、家用电器以及工业过程等）领域中得到了广泛的应用。
目前，直流电机控制数字化已成为主流趋势，而高性能的电机控制算法多数是通过主控芯片实现的，随着高速度、多功能的数字信号处理器（DSP）的出现，使得更复杂的电机控制策略得以实现。
本文以TMS320F28335为主控芯片、IRF530为驱动芯片、IR2110为驱动控制芯片对直流电机进行了H桥驱动控制设计，该控制达到了很好的效果，具有较高使用价值。
1、直流电机驱动原理直流电机的驱动方式很多，现成的驱动芯片有33886、L298N以及TB6539等，这些芯片都是基于H桥原理进行控制的。
如果设计一些大功率的驱动，只能用分立元件自行搭接H桥驱动。
H桥驱动电路能方便地实现电机的4象限运行，其原理拓扑结构如图1所示。
组成H桥驱动电路的4只开关管工作在开关状态，K1、K4为一组，K2、K3为一组，两组开关管工作状态互补。
当K1、K4导通且K2、K3截止时，电机两端加正向电压实现电机的正转；当K2、K3导通且K1、K4截止时，电机两端加反向电压实现电机的反转。
实际控制中，电机可以在4个象限之间切换运行。
电路中的4个二极管D1~D4为续流二极管，用来保护开关元件。
硬件电路设计的整体思路是：用PWM波控制图1中开关K1、K4以及K2、K3通断的方式来控制电机的正反转，通过改变PWM波的占空比使电机得到不同的电压，从而控制电机的速度。
2.1、开关元件的选择开关元件可选择双极型晶体管或场效应管，由于功率场效应管是电压控制型元件，具有输入阻抗大、开关速度快、无二次击穿等特点，能满足高速开关动作的需求。
本文设计中4个开关均选用IR公司的N沟道增强型功率MOSFET管IRF530，其漏极电流为14A，并可以承受49A的单脉冲电流，最大电压100V，其导通电阻不大于0.16，满足驱动要求。
基于场效应管的大功率直流电机驱动电路设计
基于场效应管的大功率直流电机驱动电路设计随着工业自动化技术的不断发展，直流电机在现代工业中得到了广泛的应用。
其高效率、高控制精度、低噪声等特点，使得直流电机成为了各种工业设备中的重要部件。
然而，直流电机的驱动电路一直以来都是一个难以解决的问题。
基于场效应管的大功率直流电机驱动电路是解决这一问题的一个有效方法，本文将对其进行详细的介绍和分析。
一、基本原理场效应管是一种基于场效应的半导体器件，其主要特点是输入电阻高、带宽宽、阈值电压低、驱动电压低、体积小等。
这种器件可以在很小的控制电压下，实现大功率的开关控制。
因此，利用场效应管来设计大功率直流电机驱动电路，可以有效地提高电机的效率和控制精度。
二、电路设计基于场效应管的大功率直流电机驱动电路的设计需要根据具体的需求而定。
下面我们以一个C速率驱动电路为例来进行介绍。
1、整体设计整个电路由驱动电源、控制信号处理、驱动电路和电机负载等部分组成。
其中，驱动电路主要由N沟道场效应管和P沟道场效应管组成。
控制信号处理主要是通过单片机控制信号，以控制场效应管的通断和时间控制等。
电机负载部分则由直流电机和机械负载器件组成，直接产生动力。
2、驱动电路部分设计驱动电路是基于场效应管大功率直流电机驱动电路的核心部分。
其设计需要做到以下几个方面：①选择适当的场效应管在设计驱动电路时，需要根据具体的电机负载特点和驱动电路所需的电压电流等参数，选择适当的场效应管。
通常情况下，能承受大电流的MOSFET管具有更好的驱动特性和开关速度，这对于电机的控制非常重要。
②优化电路结构在设计过程中，还需要优化电路的结构，保证电路的稳定性和可靠性。
在本设计中，采用了H桥结构和电流采样电路等。
③加入保护电路在实际应用过程中，直流电机会承受很大的负载，如果没有保护电路，就可能会导致电机的损坏。
因此，在电路设计过程中，需要加入过压保护、过流保护等保护电路，保证电路的安全运行。
3、控制信号处理部分设计控制信号处理部分主要负责将控制信号进行放大和变形，以满足不同的驱动器控制要求。
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计一、本文概述随着现代电子技术的飞速发展，直流电机因其优良的控制性能和简单的结构设计，在工业自动化、精密仪器和消费电子等领域得到了广泛应用。
传统的直流电机驱动控制电路存在功耗大、效率低、响应速度慢等问题，难以满足当前对高性能电机控制系统的需求。
研究新型的直流电机驱动控制电路具有重要意义。
本文主要聚焦于基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计。
场效应管（FET）作为一种高效、快速的电子器件，在电机驱动领域具有独特的优势。
本文将首先介绍场效应管的基本原理和特性，以及其在直流电机驱动控制中的应用优势。
接着，本文将详细阐述一种基于场效应管的直流电机驱动控制电路的设计方法，包括电路的拓扑结构、工作原理以及关键参数的设计与优化。
本文的研究重点在于如何通过优化电路设计，提高直流电机驱动控制系统的性能，包括降低功耗、提高效率、加快响应速度等。
本文还将探讨电路设计中可能遇到的问题和挑战，并提出相应的解决策略。
总体而言，本文旨在为直流电机驱动控制电路的设计提供一种新的思路和方法，以推动电机控制技术在现代工业和电子领域的应用与发展。
二、场效应管基础知识场效应管（FieldEffect Transistor，简称FET）是一种利用电场效应来控制电流流动的半导体器件。
它具有三个引脚：源极（Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。
场效应管的主要类型包括结型场效应管（JFET）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。
在直流电机驱动控制电路中，MOSFET因其高输入阻抗、低导通电阻和高开关速度等特点而得到广泛应用。
场效应管的工作原理基于电场效应。
在MOSFET中，当在栅极和源极之间施加一个电压时，会在栅极和硅基片之间形成一个电场。
这个电场会影响硅基片中的电荷分布，从而控制源极和漏极之间的电流流动。
当栅极电压达到一定阈值时，MOSFET开始导通，电流可以在源极和漏极之间流动。
场效应管的特性参数对其在电路中的应用至关重要。
场效应管电机驱动
场效应管电机驱动-MOS管H桥原理所谓的H 桥电路就是控制电机正反转的。
下图就是一种简单的H 桥电路，它由2 个P型场效应管Q1、Q2 与2 个N 型场效应管Q3、Q3 组成，所以它叫P-NMOS 管H 桥。
桥臂上的4 个场效应管相当于四个开关，P 型管在栅极为低电平时导通，高电平时关闭；N 型管在栅极为高电平时导通，低电平时关闭。
场效应管是电压控制型元件，栅极通过的电流几乎为“零”。
正因为这个特点，在连接好下图电路后，控制臂1 置高电平（U=VCC）、控制臂2 置低电平（U=0）时，Q1、Q4 关闭，Q2、Q3 导通，电机左端低电平，右端高电平，所以电流沿箭头方向流动。
设为电机正转。
控制臂1 置低电平、控制臂2 置高电平时，Q2、Q3 关闭，Q1、Q4 导通，电机左端高电平，右端低电平，所以电流沿箭头方向流动。
设为电机反转。
当控制臂1、2 均为低电平时，Q1、Q2 导通，Q3、Q4 关闭，电机两端均为高电平，电机不转；当控制臂1、2 均为高电平时，Q1、Q2 关闭，Q3、Q4 导通，电机两端均为低电平，电机也不转，所以，此电路有一个优点就是无论控制臂状态如何（绝不允许悬空状态），H 桥都不会出现“共态导通”（短路），很适合我们使用。
（另外还有4 个N 型场效应管的H 桥，内阻更小，有“共态导通”现象，栅极驱动电路较复杂，或用专用驱动芯片，如MC33883，原理基本相似，不再赘述。
）下面是由与非门CD4011 组成的栅极驱动电路，因为单片机输出电压为0~5V，而我们小车使用的H 桥的控制臂需要0V 或7.2V 电压才能使场效应管完全导通，PWM 输入0V 或5V时，栅极驱动电路输出电压为0V 或7.2V，前提是CD4011 电源电压为7.2V。
切记！！故CD4011 仅做“电压放大”之用。
之所以用两级与非门是为了与MC33886 兼容。
两者结合就是下面的电路：调试时两个PWM 输入端其中一个接地，另一个悬空（上拉置1），电机转为正常。
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
关 键 词 ： 沟道 增强 型场 效应 管 ； Ｈ桥 ； Ｐ Ｎ ＷＭ 控 制 ； 电荷 泵 ； 功 率放 大 ； 直流 电机
中图分 类号 ： Ｍ３ Ｔ ３
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ６ ６ ７ （０ ８０ — ０ ３ ０ １ ０ — ９ ７２ ０ ）２ ０ ０ — ４
Ｄｅ ｉ ｎ ０ ｓｇ ｆＤＣ ｏ ｏ ｉ ｅ ｏ ｒ ｌｂ ｓ ｄ ｏ Ｏ Ｓ ｍ ｔ ｒ ｄｒｖ ｒ ｃ ｔ ｏ ａ ｅ ｎ Ｍ ＦＥＴ
ＹＯＵ Ｚｈｉ ｙ － ｕ ，ＤＵ ｎ ＺＨＡＮＧ ｎ ｒａ ｇ ， Ｈｏ ｇ ，ＤＯＮＧ ｕ－ ｈ ｎ Ｘｉ ｃ ｅ ｇ
１ 引 言
长期 以来 ， 直流 电机 以其 良好 的线性 特 性 、 异 优
电机调速控制。 ２ 直 流 电机 驱 动控 制 电路 总 体 结 构
直 流 电 机驱 动 控 制 电路 分 为 光 电隔 离 电路 、 电 机 驱 动逻 辑 电路 、 动信 号 放大 电路 、 驱 电荷 泵 电路 、 Ｈ桥 功 率驱动 电 路等 四部 分 。其 电路框 图如 图 ｌ所
Ａｂ ｔ ａ ｔＢ ｓ ｄ ｏ ｈ — ｒｄ ｅ Ｐ Ｍ ｏ ｔ ｌｉ ｄ ｓｇ ｅ ｏ ｒ ｉ ｇ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｔ ｒｏ ｏ — ｓ ｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｈ— ｉ ｇ Ｗ ｂ ｃ ｎ ｒ ｓ ｅ ｉ ｎ ｄ ｆ ｒ ｄ ｉ ｎ ｎ ｏ ｔ ｌ ｇ ＤＣ ｍｏ ｏ ｆｐ ｓ ｏ ｖ ｏ ｉ －
ｉｉｅ ｏ ａｉ ｎ ｒ ｖ ｒ ｅ ｒ ｔ ｔｏ ｎ ｐ ｅ ｅ ｕｌｔｏ ， ｔ ｈ ｏ ｅ ｆ Ｎ Ｃｈ ｎ ｌ ＭＯＳＦ ｔｖ ｒ ｔｔｏ ，ｅ ｅ ｓ ｏａ ｉｎ ａ ｄ ｓ ｅ ｄ ｒ ｇ ａｉ ｎｗｉｈ ｔ ｅ ｃ ｒ ｏ ａ ｎｅ ＥＴ，ｎ ｔ ｈ ａ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｅ ｏ ｅｉ ｈ ｅ ｄ ｆｈｇ ｕ ｐ ｓ ｆ ｍｅ ｔ ｎｇ ｔ ｅ ｎ ｅ ｓ ｏ ｉｈ—ｐ ｗｅ ｍｏ ｏ ｒｖ ｎ ｎ ｏ ｔｏ ｌ ． ｐ ｒｍｅ ｓ ｈｏ ｔ ａ ｏ ｒ ＤＣ ｔｒ ｄ ｉ ｉ ｇ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｉ Ｅｘ ｅ ｉ ｎｔ ｓ ｗ ｈ ｔ ｎｇ ｔ ｅ ｄ ｉｅ ｃ ｒ ｕ ｔ ｈ ｓ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓ ｏ ａ ｌ ｏ ｔｕ ｔｏ ｐｏ ｒｕ ｒｖ ｎ ｒ ｙ ａ ｄ ｐｏ ｒ ｃ ｎ ｕ — ｈ ｒｖ ｉｃ ｉ ａ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆ ｓ ｍｐ ｅ ｃ ｎｓｒ ｃ ｉｎ， ｗｅ ｆ ｌｄ ｉ ｅ ｅ ｅ ｇ ｎ ｗｅ ｏ ｓ ｍｐ
直流电机无级调速电路(完整篇)
直流电机无级调速电路/content/12/0330/23/7988683_199474671.shtml成品直流电机无级调速电路板很贵，我在维修一台包装机时得到一块直流电机调速板，经测绘并制作成功，现奉献给大家。
这块电路板电路简单，成本不高，制作容易，电路作简单分析：220V交流电经变压器T降压，P2整流，V5稳压得到9V直流电压，为四运放集成芯片LM324提供工作电源。
P1整流输出是提供直流电机励磁电源。
P4整流由可控硅控制得到0－200V的直流，接电机电枢，实现电机无级调速。
R1，C2是阻容元件，保护V1可控硅。
R3是串在电枢电路中作电流取样，当电机过载时，R3上电压增大，经D1整流，C3稳压，W1调节后进入LM324的12脚，与13脚比较从14脚输出到1脚，触发V7可控硅，D4 LED红色发光管亮，6脚电压拉高使V1可控硅不能触发，保护电机。
电机过载电流大小由W1调节。
市电过零检测，移相控制是由R5、R6降压，P3整流，经4N35隔离得到一个脉动直流进入14脚，从8脚到5脚输出是脉冲波，调节W2电位器即调节6脚的电压大小，可以改变脉冲的宽度，脉冲的中心与交流电过零时刻重合，使得双向可控硅很好地过零导通，D4是过载指示，D3是工作指示，W2是电机速度无级调节电位器。
电路制作好后只要元件合格，不用调整就可使用。
我从100W－1000W电机都试过，运行可靠，调节方便，性能优良。
12V直流电机高转矩电子调速器直流电机在一些应用中需要随时具有高转矩输出能力，无论它是处于低速还是高速运转。
例如钻孔、打磨、掘进等应用条件下，电机必需具备高低压运转的最大力矩输出。
显然，常用的线性降压调速无法达到这一要求，因为电机空载与加载状态其转速并不与工作电压成正比，若空载即需低速运转则加载后往往无法工作。
这里介绍一种专为大范围转矩变化的直流电机调速而设计的电路，它根据电机的工作电流变化来判断其加载状态，并由此对电机转速作出自动调整。
基于场效应管的大功率直流电机驱动电路设计_胡发焕
图2
H 桥功率驱动电路框图
应管截止延迟时间 t d（ off） 。
3
感性负载下的功率场效应管开关 过程
电动机是典型的感性负载， 具有感性负载的
4
驱动电路的设计
根据功率场效应管的特性和电气隔离的要 设计了大功率直流电机驱动电路。 驱动电路 求，
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2011 ， 38 （ 4 ）
控制与应用技术EMCA
图1
驱动控制电路框图
2
H 桥功率驱动器原理
3． 1
图3
功率场效应管开关电路图
直流电机驱动使用最广泛的是 H 型全桥式 这种驱动电路能方便地实现电机的四象限 电路， 运行， 即正转、 正转制动、 反转、 反转制动。H 桥功 率驱动原理图如图 2 所示， 组成 H 桥驱动电路的 4 只开关管工作在开关状态， S1 、 S4 为一组， S2 、 S3 S4 导 通 时， 为一组， 这两组状态为互补。 当 S1 、 S2 、 S3 截止， 电机两端加正向电压实现电机的正 转或反转制动；反之亦然， 实现电机反转或正转制 动。实际控制中， 电机可以在四个象限之间切换 运行。在各种开关元件中， 功率场效应管是压控 元件， 具有输入阻抗大、 开关速度快、 无二次击穿 等特点， 能满足高速开关动作的需求， 因此常用功 率场效应管为 H 桥的开关元。H 桥电路中的4 个 P 场效应管可以分别采用 N 沟道型和 P 沟道型， N 沟道用于下桥臂。 下面分析 沟道用于上桥臂， 功率场效应管的开关过程。
U gs = U T （ 场效应管的导通电压 ） 时， 场效应管开 始导通
［2 ］
， 由此可以得出： t d（ on） = τln［ U g1 / （ U g1 － U T） ］ （1）
直流电机的驱动
直流电机驱动电路设计时间:2007-04-23 来源: 作者: 点击：32646 字体大小:【大中小】一、直流电机驱动电路的设计目标在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑一下几点：1.功能：电机是单向还是双向转动？需不需要调速？对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。
如果不需要调速，只要使用继电器即可；但如果需要调速，可以使用三极管，场效应管等开关元件实现PWM（脉冲宽度调制）调速。
2.性能：对于PWM调速的电机驱动电路，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。
要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通（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）入手。
3）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。
4）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。
5）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。
二、三极管-电阻作栅极驱动1．输入与电平转换部分：输入信号线由DATA引入，1脚是地线，其余是信号线。
注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。
当驱动板与单片机分别供电时，这个电阻可以提供信号电流回流的通路。
当驱动板与单片机共用一组电源时，这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。
或者说，相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开，实现“一点接地”。
高速运放KF347（也可以用TL084）的作用是比较器，把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V基准电压比较，转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计引言：直流电机广泛应用于工业自动化系统、机械设备和电动汽车等领域。
为了实现对直流电机的精确控制和高效能耗，设计一种基于场效应管的直流电机驱动控制电路非常重要。
本文将介绍基于场效应管的直流电机驱动控制电路的设计原理和具体步骤，并详细说明其优势和应用。
一、设计原理：场效应管是一种三极管，其内部有一个门电极控制电流流动。
利用场效应管的导通特性，可以通过控制门电极的电压来调节场效应管的导通状态。
通过合理设计电路，将场效应管与直流电机相连，即可实现对直流电机的驱动控制。
当门电极被施加正电压时，场效应管导通，电流流过直流电机，驱动电机转动。
当门电极电压为零或负电压时，场效应管截止，电机停止转动。
二、设计步骤：1.选择合适的场效应管和直流电机。
根据直流电机的额定电流和工作电压，选择合适的场效应管，保证场效应管能够承受电机的电流和电压。
2.设计电源电路。
为了保证直流电机稳定工作，需要提供稳定的电源电压。
可以使用直流稳压电源或者直流电路滤波器。
3.设计信号调节电路。
为了实现对直流电机的转速和转向控制，需要设计信号调节电路。
通过改变信号调节电路的输入电压，可以改变场效应管的导通状态，从而控制电机的转速和转向。
4.设计保护电路。
为了保护直流电机和场效应管，设计相应的保护电路非常重要。
常见的保护电路包括过流保护电路、过压保护电路和过热保护电路。
三、优势和应用：1.高效能耗：基于场效应管的直流电机驱动控制电路具有高效能耗的特点。
场效应管的导通电阻低，能够大量减少功率损失，提高系统的能效。
2.高精确控制：由于场效应管具有很好的响应特性，可以实现对直流电机的精确控制。
通过调节门电极电压的大小，可以准确控制电机的转速和转向。
3.应用广泛：基于场效应管的直流电机驱动控制电路广泛应用于工业自动化系统、机械设备和电动汽车等领域。
由于其高效能耗和高精确控制性能，在工业生产中得到了广泛的应用。
结论：基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计可以实现高效能耗和精确控制的目的，广泛应用于工业自动化系统、机械设备和电动汽车等领域。
MOS管驱动直流电机
直流电机驱动课程设计题目：MOS管电机驱动设计摘要直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。
本文介绍了直流电机驱动控制装置（H桥驱动）的设计与制作，系统采用分立元件搭建H桥驱动电路，PWM调速信号由单片机提供，信号与H桥驱动电路之间采用光电耦合器隔离，电机的驱动运转控制由PLC可编程逻辑控制器实现。
关键词：直流电动机，H桥驱动，PWM目录一、直流电机概述 (4)二、直流电机驱动控制 (6)三、直流电机驱动硬件设计 (8)四、直流电机驱动软件设计 (9)五、程序代码 (12)六、参考文献 (18)一、概述19世纪70年代前后相继诞生了直流电动机和交流电动机，从此人类社会进入了以电动机为动力设备的时代。
以电动机作为动力机械，为人类社会的发展和进步、工业生产的现代化起到了巨大的推动作用。
在用电系统中，电动机作为主要的动力设备而广泛地应用于工农业生产、国防、科技及社会生活等各个方面。
电动机负荷约占总发电量的70％，成为用电量最多的电气设备。
对电动机的控制可分为简单控制和复杂控制两种。
简单控制对电动机进行启动、制动、正反转控制和顺序控制。
这类控制可通过继电器、可编程控制器和开关元件来实现。
复杂控制是对电动机的转速、转角、转矩、电压、电流等物理量进行控制，而且有时往往需要非常精确的控制。
以前对电动机的简单控制应用较多，但是，随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机的复杂控制变成主流，其应用领域极其广泛。
电动机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。
正是这些技术的进步，使电动机控制技术在近二十多年内发生了翻天覆地的变化。
其中电动机控制部分已由模拟控制让位给以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统的应用，并向全数字控制系统的方向快速发展。
基于场效应管的大功率直流电机驱动电路设计
基于场效应管的大功率直流电机驱动电路设计最近，随着新能源技术的发展，不断有越来越多的电机应用于工业界，尤其是大功率的直流电机，如它能够在低功耗、高效率下实现快速响应和精度高的运动控制，使之成为工业自动化领域中最重要的元件之一。
因此，大功率直流电机驱动电路的设计是工业领域中重要而又普遍的难题。
首先，我们要考虑大功率直流电机的驱动技术。
由于大功率直流电机的电流较大，易于产生损耗和热量，因此必须采用有效的驱动技术才能达到最佳的使用效果，例如可采用场效应管（FET）技术来驱动大功率的直流电机，此外，还可使用晶体管（IGBT）和可控硅（SCR）等元件来实现。
其次，针对大功率直流电机驱动电路，必须进行设计，因此对设计有一定的要求，主要有负载适应能力，控制精度，谐振特性，响应速度，散热特性以及空间占用等，其中负载适应能力要求电路能够根据负载的变化而调整电流，以确保电动机正常运转；控制精度要求驱动电路能够实现快速和精确的控制，以满足运动控制的要求；谐振特性要求设计电路具有降低谐振基波，抑制谐振次波和谐振环路反馈的功能；响应速度要求响应时间短，输出有效；散热特性要求控制电路器件尽量少，而且要有良好的散热装置，以确保元件正常工作；空间占用要求电路的尺寸越小越好，以便节省空间。
为了满足以上要求，基于场效应管（FET）技术，可以设计一种大功率直流电机驱动电路。
该电路主要由反馈环路、驱动环路、空闲环路和浪涌环路组成。
首先，在反馈环路中，采用电压反馈，以涵盖电机的大负载变化，并且可以满足不同的控制模式；其次，在驱动环路中，采用独特的半桥拓扑，以满足不同的电机控制要求；多余，采用空闲环路，能够降低拓扑电路的复杂性；最后，浪涌环路可以限制电机负载上升时功率电路出现的超负荷，以提高其稳定性和可靠性。
最后，在实际应用中，也有一些其他关键技术，例如，采用有效的滤波技术来抑制驱动电路中的干扰和电磁干扰；采用软启动电路，以减少启动过程中产生的电流激烈波动；采用热保护电路，以监视电路温度，防止热导致的损坏等等，以确保电路的可靠性和安全性。
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
1 引言
长期以来，直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。
特别随着计算机在控制领域，高开关频率、全控型第二代电力半导体器件
(GTR、GTO、MOSFET、IGBT 等)的发展，以及脉宽调制(PWM)直流调速技术的应用，直流电机得到广泛应用。
为适应小型直流电机的使用需求，各半导体厂商推出了直流电机控制专用集成电路，构成基于微处理器控制的直流电机伺服系统。
但是，专用集成电路构成的直流电机驱动器的输出功率有限，不适合大功率直流电机驱动需求。
因此采用N 沟道增强型场效应管构建H 桥，实现
大功率直流电机驱动控制。
该驱动电路能够满足各种类型直流电机需求，并具有快速、精确、高效、低功耗等特点，可直接与微处理器接口，可应用PWM 技术实现直流电机调速控制。
2 直流电机驱动控制电路总体结构
直流电机驱动控制电路分为光电隔离电路、电机驱动逻辑电路、驱动信号放大电路、电荷泵电路、H 桥功率驱动电路等四部分，其电路框由在大功率驱动系统中，将驱动回路与控制回路电气隔离，减少驱动控制电路对外部控制电路的干扰。
隔离后的控制信号经电机驱动逻辑电路产生电机逻辑控制信号，分别控制H 桥的上下臂。
由于H 桥由大功率N 沟道增强型场效应管构成，不能由电机逻辑控制信号直接驱动，必须经驱动信号放大电路和电荷泵电路对控制信号进行放大，然后驱动H 桥功率驱动电路来驱动直流电机。
3 H 桥功率驱动原理
直流电机驱动使用最广泛的就是H 型全桥式电路，这种驱动电路方便地。
mos管控制电机驱动电路设计
mos管控制电机驱动电路设计MOS管控制电机驱动电路设计MOS管控制电机驱动电路设计是工业电气领域的一个重要环节。
其主要目的是通过设计合理的电路，实现对电机的驱动控制，从而使得机器能够正常运转，能够适应不同的工作条件，提高其运行的效率和稳定性。
下文将依次介绍该过程的具体步骤。
第一步：明确工作要求在进行MOS管控制电机驱动电路设计之前，需要明确电机的种类和具体的工作要求。
比如，需要确定电机的额定电压和额定功率，需要了解其负载类型和工作环境等情况，以此为基础，才能进行后续的电路设计。
同时，还需要确定驱动电路的控制要求，比如需要实现速度控制、反向控制等功能。
第二步：选取MOS管驱动电路MOS管驱动电路分为多种类型，常用的有单路和双路驱动，需要根据实际情况选取适合的驱动电路。
一般情况下，如果电机功率较小，可以采用单路驱动电路，而大功率电机则需要使用双路驱动电路。
同时，需要考虑驱动电路的可靠性和稳定性等因素。
第三步：设计电路图设计电路图是MOS管控制电机驱动电路设计的核心环节。
在这一步中，需要将选取的MOS管驱动电路与电机连接起来，实现电机的驱动控制。
电路图需要精确明确，符合实际工作要求，在避免冗余的同时，也需要保证电路的可靠性和稳定性。
第四步：制作电路板电路图设计完成之后，需要进行电路板的制作。
制作电路板时需要注意，要保证电路板上的元器件位置准确无误，且对于大功率电机，需要选择耐高温、高电压的元器件。
第五步：电路测试电路制作完成后，需要进行电路测试。
测试时，需要仔细检查各个元器件的连接是否正确，以及是否存在接触不良等因素。
同时，还需要使用相应的工具进行电路的测量，查看电路是否能达到预期的控制效果。
综上所述，MOS管控制电机驱动电路设计需要进行多个步骤的精心设计和实现。
在实际操作中，需要对每个步骤都进行仔细的分析和考虑，避免出现影响驱动效果的问题。
只有经过严谨、逐步的实验和测试，才能完成一个性能稳定、可靠性好的驱动电路的设计与制造。
详解直流电机驱动电路设计
直流电机（direct current machine）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。
它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。
当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。
直流电机的基本构成直流电机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。
直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。
其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。
直流电机的转子则由电枢、换向器（又称整流子）和转轴等部件构成。
其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。
电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。
换向器是一种机械整流部件。
由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。
各换向片间互相绝缘。
换向器质量对运行可靠性有很大影响。
直流电机的组成结构直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。
直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。
运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
01定子主磁极主磁极的作用是产生气隙磁场。
主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成铁心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，分为极身和极靴两部分，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组。
励磁绕组用绝缘铜线绕制而成，套在主磁极铁心上。
整个主磁极用螺钉固定在机座上。
换向极换向极的作用是改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花，一般装在两个相邻主磁极之间，由换向极铁心和换向极绕组组成。
mos驱动电机 保护电路
mos驱动电机保护电路MOS驱动电机保护电路是一种重要的电路设计，它能够保护MOS管和电机免受损坏。
在本文中，我们将探讨MOS驱动电机保护电路的原理、设计和应用。
一、MOS管的工作原理MOS管是一种常用的场效应管，它由源极、漏极和栅极组成。
当栅极施加一个正向电压时，会形成一个导通通道，使得源极和漏极之间形成一个低阻抗通路；当栅极施加一个负向电压时，导通通道关闭，源极和漏极之间形成一个高阻抗断路。
二、MOS驱动电机的工作原理MOS驱动电机是一种常用的直流电机驱动器。
它通过PWM信号控制MOS管的导通时间比例来调节输出电压和输出功率。
PWM信号由控制器产生，并经过隔离器、反相器等元件进行处理后送入MOS管栅极。
三、保护电路的必要性在实际应用中，由于各种因素（如过载、短路等），可能会导致MOS 管或者直流电机损坏。
为了避免这种情况发生，需要设计一种保护电路来保护MOS管和直流电机。
四、保护电路的设计1. 过流保护过流保护是一种常用的保护电路。
它通过检测MOS管输出电流是否超过设定值来判断是否存在过载或短路情况。
当输出电流超过设定值时，控制器会立即关闭MOS管，以避免损坏。
2. 过压保护过压保护是一种常用的保护电路。
它通过检测MOS管输出电压是否超过设定值来判断是否存在过载或短路情况。
当输出电压超过设定值时，控制器会立即关闭MOS管，以避免损坏。
3. 瞬态过压保护瞬态过压保护是一种常用的保护电路。
它通过检测MOS管输出端口的瞬态高压信号来判断是否存在瞬态高压情况。
当出现瞬态高压时，控制器会立即关闭MOS管，以避免损坏。
4. 温度保护温度保护是一种常用的保护电路。
它通过检测MOS管温度是否超过设定值来判断是否存在过热情况。
当温度超过设定值时，控制器会立即关闭MOS管，以避免损坏。
五、保护电路的应用保护电路广泛应用于各种直流电机驱动器中，特别是在高功率驱动器中更为重要。
在实际应用中，保护电路的设计需要根据具体的应用场景和需求进行优化和调整。
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在大功率驱动系统中， 将驱动回路与控制回路 电气隔离， 减少驱动控制电路对外部控制电路的干 扰。隔离后的控制信号经电机驱动逻辑电路产生电 机逻辑控制信号， 分别控制 Ｈ 桥的上下臂。由于 Ｈ 桥由大功率 Ｎ 沟道增强型场效应管构成， 不能由电 机逻辑控制信号直接驱动， 必须经驱动信号放大电 路和电荷泵电路对控制信号进行放大， 然后驱动 Ｈ 桥功率驱动电路来驱动直流电机。
简单。其主要控制信号有电机运转方向信号 Ｄｉｒ 电 机调速信号 ＰＷＭ 及电机制动信号 Ｂｒａｋｅ， Ｖｃｃ 为驱 动 逻 辑 电 路 部 分 提 供 电 源 ， Ｖｍ 为 电 机 电 源 电 压 ， Ｍ＋、Ｍ－ 为直流电机接口。
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《国外电子元器件》２００８ 年第 ２ 期 ２００８ 年 ２ 月
电机调速控制。
２ 直流电机驱动控制电路总体结构
直 流 电 机 驱 动 控 制 电 路 分 为 光 电 隔 离 电 路 、电 机 驱 动 逻 辑 电 路 、驱 动 信 号 放 大 电 路 、电 荷 泵 电 路 、 Ｈ 桥功率驱动电路等四部分， 其电路框图如图 １ 所 示。
图 １ 直流电机驱动控制电路框图 由图可以看出， 电机驱动控制电路的外围接口
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｄｒ ｉｖｅｒ ｃｏｔｒ ｏｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＯＳＦＥＴ
ＹＯＵ Ｚｈｉ－ ｙｕ１， ＤＵ Ｙａｎｇ２， ＺＨＡＮＧ Ｈｏｎｇ１， ＤＯＮＧ Ｘｉｕ－ ｃｈｅｎｇ１
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３９， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０２０９， Ｃｈｉｎａ）
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
－ ３－
●应用与设计
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
游志宇 １， 杜 杨 ２， 张 洪 １， 董秀成 １
（１．西华大学 电气信息学院， 四川 成都 ６１００３９； ２．中国科学院光电技术研究所， 四川 成都 ６１０２０９）
摘要：以 Ｎ 沟道增强型场效应管为核心， 基于 Ｈ 桥 ＰＷＭ 控制原理， 设计了一种直流电机正反转调
３ Ｈ 桥功率驱动原理
直流电机驱动使用最广泛的就是 Ｈ 型全桥式 电路， 这种驱动电路方便地实现直流电机的四象限 运行， 分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。Ｈ 桥功率驱动原理图如图 ２ 所示。
图 ２ Ｈ 桥功率驱动原理图
Ｈ 型全桥式驱动电路的 ４ 只开关管都工作在斩 波状态， Ｓ１、Ｓ２ 为一组， Ｓ３、Ｓ４ 为一组， 这两组状态 互补， 当一组导通时， 另一组必须关断。当 Ｓ１、Ｓ２ 导 通时， Ｓ３、Ｓ４ 关 断 ， 电 机 两 端 加 正 向 电 压 实 现 电 机 的正转或反转制动； 当 Ｓ３、Ｓ４ 导通时， Ｓ１、Ｓ２ 关断， 电机两端为反向电压， 电机反转或正转制动。
简单电荷泵原理电路图如图 ４ 所示。电 容 Ｃ１ 的 Ａ 端通过二极管 Ｄ１ 接 Ｖｃｃ， 电容 Ｃ１ 的 Ｂ 端接振 幅 Ｖｉｎ 的方波。当 Ｂ 点电位为 ０ 时， Ｄ１ 导通， Ｖｃｃ 开始 对 电 容 Ｃ１ 充 电 ， 直 到 节 点 Ａ 的 电 位 达 到 Ｖｃｃ； 当 Ｂ 点电位上升至高电平 Ｖｉｎ 时， 因为电容两端电压不 能突变， 此时 Ａ 点电位上升为 Ｖｃｃ＋Ｖｉｎ。所以， Ａ 点的 电压就是一 个方波 ， 最 大 值 是 Ｖｃｃ＋Ｖｉｎ， 最 小 值 是 Ｖｃｃ （ 假设二极管为理想二极管） 。Ａ 点的方波经过简单 的整流滤波， 可提供高于 Ｖｃｃ 的电压。
电路中 Ａ 部分是方波发生电路， 由 ＲＣ 与反相 施密特触发器构成， 产生振幅为 Ｖｉｎ 阶电荷泵构成。当 ａ 点为低 电平时， 二极 管 Ｄ１ 导通电容 Ｃ１ 充电， 使 ｂ 点电 压 Ｖｂ ＝Ｖｍ–Ｖｔｎ； 当 ａ 点为 高电平时 ， 由于电容 Ｃ１ 电 压 不能突变， 故 ｂ 点电压 Ｖｂ ＝Ｖｍ ＋ Ｖｉｎ–Ｖｔｎ ， 此时二极 管 Ｄ２ 导通， 电容 Ｃ３ 充电， 使 ｃ 点电 压 Ｖｃ＝Ｖｍ＋Ｖｉｎ– ２Ｖｔｎ ； 当 ａ 点再为低电平时， 二极管 Ｄ１、Ｄ３ 导通， 分 别对电容 Ｃ１、Ｃ２ 充电， 使得 ｄ 点电压 Ｖｄ ＝ Ｖｍ＋ Ｖｉｎ –３Ｖｔｎ； 当 ａ 点 再 为 高 电 平 时 ， 由 于 电 容 Ｃ２ 电 压 不 能突变， 故 ｄ 点电压变为 Ｖｄ ＝ Ｖｍ ＋２Ｖｉｎ–３Ｖｔｎ ， 此时 二极管 Ｄ２、Ｄ４ 导通， 分 别 对 电 容 Ｃ３、Ｃ４ 充 电 ， 使 ｅ 点电压 Ｖｅ ＝ Ｖｍ ＋ ２Ｖｉｎ–４Ｖｔｎ 。这样如此循环， 便在 ｇ 点得到比 Ｖｍ 高 的电压 Ｖｈ ＝ Ｖｍ ＋ ３Ｖｉｎ–６Ｖｔｎ ＝ Ｖｍ ＋ １１．４ Ｖ。其中 Ｖｔｎ 为二极管压降， 一般取 ０．６ Ｖ。从而 保证 Ｈ 桥的上臂完全导通。 ４．３ 电机驱动逻辑与放大电路设计
１ 引言
长 期 以 来，直 流 电 机 以 其 良 好 的 线 性 特 性 、优 异 的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭 环位置伺服控制系统的最佳选择。特别随着计算机 在控制 领 域 ， 高 开 关 频 率 、全 控 型 第 二 代 电 力 半 导 体 器 件（ＧＴＲ、ＧＴＯ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ 等）的 发 展 ， 以 及 脉宽调制（ＰＷＭ）直 流调速技术 的应用， 直流 电机得 到广泛应用。为适应小型直流电机的使用需求， 各 半导体厂商推出了直流电机控制专用集成电路， 构 成基于微处理器控制的直流电机伺服系统。但是， 专用集成电路构成的直流电机驱动器的输出功率 有限， 不适合大功率直流电机驱动需求。因此采用 Ｎ 沟道增强型场效应管构建 Ｈ 桥， 实现大功率直流电 机驱动控制。该驱动电路能够满足各种类型直流电 机需求， 并具有快速、精确、高效、低功耗等特点， 可 直接与微处理器接口， 可应用 ＰＷＭ 技术实现直流
在直流电机控制中常用 Ｈ 桥电路作为驱动器 的功率驱动电路。由于功率 ＭＯＳＦＥＴ 是压控元件，具 有输 入 阻 抗 大 、开 关 速 度 快 、无 二 次 击 穿 现 象 等 特 点， 满足高速开关动作需求， 因此常用功率 ＭＯＳＦＥＴ 构成 Ｈ 桥电路的桥臂。Ｈ 桥电路中的 ４ 个功率 ＭＯＳＦＥＴ分别采用 Ｎ 沟道型和 Ｐ 沟道型， 而 Ｐ 沟道 功率 ＭＯＳＦＥＴ 一般不用于下桥臂驱动电机， 这样就 有两种可行方案： 一种是上下桥臂分别用 ２ 个 Ｐ 沟 道功率 ＭＯＳＦＥＴ 和 ２ 个 Ｎ 沟道功率 ＭＯＳＦＥＴ； 另一 种是上下桥臂均用 Ｎ 沟道功率 ＭＯＳＦＥＴ。
图 ３ Ｈ 桥驱动电路
基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计
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峰电压。 ４．２ 电荷泵电路设计
电荷泵的基本原理是通过电容对电荷的积累 效应而产生高压， 使电流由低电势流向高电势。最 早 的 理 想 电 荷 泵 模 型 是 Ｊ．Ｄｉｃｋｓｏｎ 在 １９７６ 年 提 出 的， 当时这种电路是为可擦写 ＥＰＲＯＭ 提供所需电 压。后来 Ｊ．Ｗｉｔｔｅｒｓ， Ｔｏｒｕ Ｔｒａｎｚａｗａ 等 人 对 Ｊ．Ｄｉｃｋｓｏｎ 的电荷泵模型进行改进， 提出了比较精确的理论模 型， 并通过实验加以证实提出了相关理论公式。随 着集成 电 路 的 不 断 发 展 ， 基 于 低 功 耗 、低 成 本 的 考 虑， 电荷泵在电路设计中的应用越来越广泛。
图 ４ 简单电荷泵原理电路图
在驱动控制电路中， Ｈ 桥由 ４ 个 Ｎ 沟道功率 ＭＯＳＦＥＴ 组成。若要控制各个 ＭＯＳＦＥＴ， 各 ＭＯＳＦＥＴ 的门极电压必须足够高于栅极电压。通常要使 ＭＯＳＦＥＴ完全可靠导通， 其门极电压一般在 １０ Ｖ 以 上， 即 ＶＧＳ＞１０ Ｖ。对于 Ｈ 桥下桥臂， 直接施加 １０ Ｖ 以上的电压即可使其导通； 而对于上桥臂的 ２ 个 ＭＯＳＦＥＴ， 要使 ＶＧＳ＞１０ Ｖ， 就必须满足 ＶＧ＞Ｖｍ＋１０ Ｖ， 即驱动电路必须能提供高于电源电压的电压， 这就 要求驱动电路中增设升压电路， 提供高于栅极 １０ Ｖ 的电压。考虑到 ＶＧＳ 有上限要求， 一般 ＭＯＳＦＥＴ 导通 时 ＶＧＳ 为 １０ Ｖ～１５ Ｖ， 也就是控制门极电压随栅极 电压的变化而变化， 即为浮动栅驱动。因此在驱动 控制电路中设计电荷泵电路， 用于提供高于 Ｖｍ 的 电压 Ｖｈ， 驱动功率管的导通。其电路原理图如图 ５ 所示。
图 ２ 中 ４ 只开关管为续流二极管， 可为线圈绕 组提供续流回路。当电机正常运行时， 驱动电流通 过主开关管流过电机。当电机处于制动状态时， 电
机工作在发电状态， 转子电流必须通过续流二极管 流通， 否则电机就会发热， 严重时甚至烧毁。
４ 直流电机驱动控制电路设计
由直流电机驱动控制电路框图可以看出驱动 控制电路结构简单， 主要由四部分电路构成， 其中 光电隔离电路较简单， 在此不再介绍， 下面对直流 电机驱动控制电路的其他部分进行详细介绍。 ４．１ Ｈ 桥驱动电路设计
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｈ－ ｂｒｉｄｇｅ ＰＷＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｄｒｉｖｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｏｆ ｐｏｓ－ ｉｔｉｖｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ，ｒｅｖｅｒｓｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｏｆ Ｎ Ｃｈａｎｎｅｌ ＭＯＳＦＥＴ，ａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｍｅｅｔｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｈｉｇｈ － ｐｏｗｅｒ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｄｒｉｖｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｒｉｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｈａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｄｒｉｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐ－ ｔｉｏｎ ｉｓ ｌｏｗ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：Ｎ ｃｈａｎｎｅｌ ＭＯＳＦＥＴ； Ｈ ｂｒｉｄｇｅ； ＰＷＭ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｃｈａｒｇｅ ｐｕｍｐ； ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ； ＤＣ ｍｏｔｏｒ