电机驱动电路总结
无刷直流电机驱动电路的实现方法
无刷直流电机驱动电路的实现方法文章标题：无刷直流电机驱动电路的实现方法导言:无刷直流电机具有高效、低噪声和长寿命等优点，广泛应用于工业自动化、电动车辆和家用电器等领域。
然而，为了实现无刷直流电机的高效运行，需要一个可靠而高效的驱动电路。
本文将介绍无刷直流电机驱动电路的实现方法，并探讨其中的关键技术和设计要点。
一、无刷直流电机驱动电路的基本原理无刷直流电机驱动电路是通过控制电机的相序和电流来实现电机的运转。
它主要由功率电子器件、控制电路和电源组成。
其中，功率电子器件用于控制电流的开关和调节，控制电路用于检测电机的位置和速度，并控制功率电子器件的工作。
电源则提供所需的电能。
二、无刷直流电机驱动电路的实现方法1. 直流电压源驱动法直流电压源驱动法是最简单、成本最低的无刷直流电机驱动方法之一。
它通过将电压源直接连接到电机的相，通过调节电压的极性和大小来控制电机的运转。
然而，由于缺乏对电机位置和速度的准确检测和控制，其控制性能较差，适用于一些简单的应用场景。
2. 舵机驱动法舵机驱动法通过使用传感器检测电机的位置和速度，并根据检测结果控制功率电子器件的工作，实现对电机的精确控制。
该方法通常包括位置传感器、速度传感器和控制模块。
然而，由于传感器的引入增加了系统的复杂性和成本，对传感器的精度和稳定性要求较高。
3. 无传感器驱动法无传感器驱动法是一种最为常用和成熟的无刷直流电机驱动方法。
它通过使用反电动势（Back EMF）来检测电机的位置和速度，并根据检测结果来控制功率电子器件的工作。
该方法不仅降低了系统的复杂性和成本，还提高了系统的可靠性和稳定性。
然而，由于反电动势的检测较为困难，需要一套复杂的算法和控制策略。
三、无刷直流电机驱动电路的关键技术1. 电子换向技术无刷直流电机的运转需要按照一定的相序来进行，电子换向技术是实现相序控制的关键。
它通过控制功率电子器件的工作来改变电流的方向和大小，从而实现电机的正常运转。
电机驱动器的整机电路图
一份步进电机驱动器整机电路图（原创）在由上位机或PLC为主的工控系统中，尤其是在对各种机械设备的控制中，常常看到PLC、触摸屏、伺服电机驱动器、伺服电机或步进电机驱动器、步进电机的组合应用。
对于伺服电机和步进电机，由于结构简单，原理上也不是太复杂，看到实物，再配合应用，就了解了。
但对电机驱动器的结构和电路，限于各种条件，就难以知道其“本来面目”了。
本人由于工作关系，接手了一台需维修的步进电机驱动器，又由于维修的需要，测绘了步进电机的整机电路图，浏览之下，就知道步进电机驱动器是个怎么回事了。
在此将整机全图奉献于大家。
整机全图共4张。
第一张图：步进电机驱动的主电路和开关电源电路。
步进电机驱动器的功率输出电路的形式同变频器主电路是相似的。
每一路皆由两只IGBT管子做推挽式输出，在管子上也反向并联了二极管，以提供反向电流的通路，进而保护IGBT管子的安全。
IGBT 管子的过流保护信号由AR1、BR1两只电阻上取得，此两只电阻将流经IGBT管子的电流信号转化为电压信号，经后级保护电路处理，送入单片机。
开关电源输出的+5V，作为单片机的电源。
另外，+5V、-5V还作为保护电路的双电路供电。
一路+15V电源，经PIC和PT1转化为四路15V电源，供四路驱动电路用。
第二张图：驱动电源及端子信号来源。
由电源板来的+15V电源，经NE555时基电路振荡逆变，开关变压器PT1四个次级绕组输出四组互相隔离的15V直流电压，供驱动IC的供电；第三张图：步进电机驱动器的脉冲驱动电路及步时电机的工作电流设定电路等。
驱动IC采用IS2110S专用的驱动芯片，单片机输出的四路脉冲信号经由74LS08四二输入与门电路处理后，送入四片IS2110S驱动电路，经光电隔离和功率放大后，送放逆变功率电路，输入步进脉冲到步时电机；第四张图：CPU（单片机）电路和控制端子内电路图。
步进电机驱动器是由单片机生成四路脉冲信号，经后续电路驱动功率输出电路，进而驱动步进电机的。
小型直流电机正反转驱动电路
用8550 和ULN2003 驱动小型直流电机正反转51 单片机的输出能力有限，带动一两个LED 还是可以的，带动电动机、继电器等等，就难以承担了。
一般来说，常用的扩充51 单片机带负载能力的芯片有：75452、MC1413、ULN2003 系列、L298...。
这几种芯片，做而论道都使用过。
在ULN2003 内部，有七个高耐压、大电流NPN 达林顿管构成的反相器，输入5V 的TTL 电平，输出可达500mA/50V。
ULN2803 里面有八个反相器，它们的电气性能是相同的。
ULN2003 (及ULN2803) 的输出端是开路结构，只能驱动灌电流负载；它的内部是反相器；所以，它们都是用输入高电平来驱动的。
在网上发现一个题目：/question/427268344.html题目要求用ULN2803 和8550，驱动一个直流电机，控制它正反转。
题目中的电路，用了两片2803，且直接放在了单片机引脚和电机之间，这就有些不合适了。
51 单片机刚开机时，在复位阶段，输出的都是高电平。
这个时间，有可能会“较长”，几十毫秒都是可能的。
按照题目中电路，在单片机复位期间，受控电路就都导通了，这就会造成不必要的动作，甚至会造成元器件的损坏。
这种情况是不允许发生的。
如果利用ULN2003 中的闲置部分，把单片机的输出信号先反一下相，这就可以避免在输出高电平时产生的误动作。
但是，也要注意，这以后，在正常工作期间，千万就不能都输出低电平了。
当然，在必要的时候，令单片机同时输出两个低电平，也可以达到“自毁”的目的。
ULN2003 + 8550 组合，是做而论道常用的电路器件，用它们构成的电机驱动电路，曾经在做而论道的产品中出现过。
下图是做而论道设计的小型直流电机正反转驱动电路。
图片链接：/%D7%F6%B6%F8%C2%DB%B5%C0/album/item/a5fcfaf690529822cbe5bc65d7ca7bcb0846d4 a0.html这个电路实际上是H 桥电路的变形，上面的两个桥臂是两个三极管8550，下面的两个桥臂是ULN2003 内部的反相器。
电机驱动电路实训报告
一、实训目的通过本次实训，我旨在深入了解电机驱动电路的原理、设计方法和实际操作技能。
通过对电机驱动电路的搭建、调试和测试，提高自己的电子电路设计、分析和解决问题的能力。
二、实训内容1. 电机驱动电路原理学习本次实训主要学习了直流电机、交流电机和步进电机的驱动电路原理。
直流电机驱动电路主要由电源、电刷、换向器、电枢绕组和电机组成。
交流电机驱动电路主要包括电源、变压器、整流器、滤波器和电机等。
步进电机驱动电路主要由电源、脉冲发生器、驱动芯片和电机组成。
2. 电机驱动电路搭建根据所学原理，我搭建了以下几种电机驱动电路：（1）直流电机驱动电路：采用H桥电路，由四个MOSFET组成。
通过控制MOSFET的通断，实现对直流电机的正反转和调速。
（2）交流电机驱动电路：采用桥式整流电路，将交流电源转换为直流电源，再通过H桥电路驱动电机。
（3）步进电机驱动电路：采用A3967步进电机驱动芯片，通过控制脉冲信号的频率和数量，实现对步进电机的精确定位和转速控制。
3. 电机驱动电路调试在搭建好电机驱动电路后，我对各个电路进行了调试。
首先检查电路连接是否正确，然后对电路参数进行调整，以确保电机能够正常运行。
（1）直流电机驱动电路调试：通过调整PWM信号的占空比，实现对直流电机的调速；通过改变MOSFET的通断，实现电机的正反转。
（2）交流电机驱动电路调试：通过调整整流电路的滤波电容，提高直流电源的稳定性；通过调整H桥电路的驱动电流，实现电机的调速。
（3）步进电机驱动电路调试：通过调整脉冲信号的频率和数量，实现步进电机的精确定位和转速控制。
4. 电机驱动电路测试在调试完成后，我对搭建的电机驱动电路进行了测试。
主要测试内容包括：（1）直流电机驱动电路测试：通过改变PWM信号的占空比，观察电机的转速变化；通过改变MOSFET的通断，观察电机的正反转。
（2）交流电机驱动电路测试：通过改变整流电路的滤波电容，观察直流电源的稳定性；通过改变H桥电路的驱动电流，观察电机的转速变化。
L298N驱动电机的总结
大总结L298N的详细资料驱动直流电机和步进电机电机驱动电路；电机转速控制电路（PWM信号）主要采用L298N，通过单片机的I/O输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，输入引脚与输出引脚的逻辑关系图为驱动原理图L298N电机驱动模块图•••1.1 实物图••1.2 原理图•••1.3 各种电机实物接线图•••1.4 各种电机原理图•••1.5 模块接口说明•••L298N电机驱动模块图1.1 实物图正面背面1.2 原理图1.3 各种电机实物接线图直流电机实物接线图4相步进电机实物接线图3相步进电机实物接线图1.4各种电机原理图直流电机原理图步进电机原理图1.5 模块接口说明+5V：芯片电压5V。
VCC：电机电压，最大可接50V。
GND：共地接法。
A-~D-：输出端，接电机。
A~D+ ：为步进电机公共端，模块上接了VCC。
EN1、EN2：高电平有效，EN1、EN2分别为IN1和IN2、IN3和IN4的使能端。
IN1~ IN4：输入端，输入端电平和输出端电平是对应的。
1和15和8引脚直接接地，4管脚VS接2.5到46的电压，它是用来驱动电机的，9引脚是用来接4.5到7V的电压的，它是用来驱动L298芯片的，记住，L298需要从外部接两个电压，一个是给电机的，另一个给L298芯片的6和11引脚是它的使能端，一个使能端控制一个电机，至于那个控制那个你自己焊接，你可以把它理解为总开关，只有当它们都是高电平的时候两个电机才有可能工作，5,7,10,12是298的信号输入端和单片机的IO口相连，2,3,13,14是输出端，输入5和7控制输出2和3, 输入的10,12控制输出的13,14L298N型驱动器的原理及应用L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。
是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。
减速电机驱动电路
一个电动小车整体的运行性能，首先取决于它的电池系统和电机驱动系统。
电动小车的驱动系统一般由控制器、功率变换器及电动机三个主要部分组成。
电动小车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性，而且电机的转矩-转速特性受电源功率的影响，这就要求驱动具有尽可能宽的高效率区。
我们所使用的电机一般为直流电机，主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。
直流电机的控制很简单，性能出众，直流电源也容易实现。
本文即主要介绍这种直流电机的驱动及控制。
1．H 型桥式驱动电路直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电路，这种驱动电路可以很方便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。
它的基本原理图如图1所示。
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 为另一组，两组的状态互补，一组导通则另一组必须关断。
当S1、S2导通时，S3、S4关断，电机两端加正向电压，可以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。
在小车动作的过程中，我们要不断地使电机在四个象限之间切换，即在正转和反转之间切换，也就是在S1、S2导通且S3、S4关断，到S1、S2关断且S3、S4导通，这两种状态之间转换。
在这种情况下，理论上要求两组控制信号完全互补，但是，由于实际的开关器件都存在开通和关断时间，绝对的互补控制逻辑必然导致上下桥臂直通短路，比如在上桥臂关断的过程中，下桥臂导通了。
这个过程可用图2说明。
因此，为了避免直通短路且保证各个开关管动作之间的协同性和同步性，两组控制信号在理论上要求互为倒相的逻辑关系，而实际上却必须相差一个足够的死区时间，这个矫正过程既可以通过硬件实现，即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时，也可以通过软件实现（具体方法参看后文）。
驱动电流不仅可以通过主开关管流通，而且还可以通过续流二极管流通。
常用电机驱动电路及原理
EN1 和 EN2 一般使用时我们直接接高电平，使整个电路始终处于工作状态！
通过对上面电路的了解，大家应该大致了解了 H 桥的基本工作原理，有没有更 好地驱动电路了呢？答案是肯定的！以下是直流电动机的机械特性表达式：
n 是电机的转速，U N 是电机的两端的电压，Ce 、CT 、φN 对于我们来说可以看成一 个定值，Tem 是负载转矩，车做好之后该值基本确定不变，剩下一个重要的参数 Ra 电 机电枢回路的阻值，电机本身的内阻很小，如果外部引入的电阻过大，此时直流电 动机转速降落较大，驱动电路效率较低，电机性能不能充分发挥。为了提高 电机的转速我们应该尽量减小电机电枢回路绕组的阻值，我们知道：N 沟道的 MOS FET 具有极低的导通电阻，IRF3205 导通电阻在 8mΏ左右，而 IRF4905 几乎是其两 倍，那么是不是可以考虑全部使用 N 沟道的 3205 来搭我们的驱动电路呢，答案也 是肯定的，只不过需要换一片栅极驱动芯片就行！
常用的电机驱动有两种方式：一、采用集成电机驱动芯片；二、采用 MOSFET 和专用栅极驱动芯片自己搭。集成主要是飞思卡尔自己生产的 33886 芯片，还有就是 L298 芯片，其中 298 是个很好的芯片，其内部可以 看成两个 H 桥，可以同时驱动两路电机，而且它也是我们驱动步进电机的 一个良选！由于他们的驱动电流较小（33886 最大 5A 持续工作，298 最大 2A 持续工作），对于我们智能车来说不足以满足，但是电子设计大赛的时 候可能会用到！所以想要详细了解他们的同学可以去查找他们的数据手册！ 在此只是提供他们的电路图，不作详细介绍！
直流电机(H桥)驱动电路
直流电机（H桥）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桥驱动电机逆时针转动驱动电机时，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。
三相步进电机驱动电路设计
三相步进电机驱动电路设计一、引言步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械转动的电动机，具有结构简单、定位精度高、起动停止快的特点，被广泛应用于数控机床、机器人、自动化设备等领域。
本文将介绍三相步进电机驱动电路的设计。
二、驱动原理三相步进电机的驱动原理基于磁场交替作用的原理，通过控制电流的改变，使电机在不同的磁场中转动。
它分为两种驱动方式：全、半步进驱动。
全步进驱动方式中，步进电机每接收一个脉冲信号就转动一个步距，而在半步进驱动方式中，步进电机每接收一个脉冲信号就转动半个步距。
本文以全步进驱动为例进行设计。
三、电路设计1.电源电路：步进电机驱动电路需要一个稳定的直流电源，通常使用电容滤波器和稳压电路来提供稳定的电压输出，保证电机正常工作。
2.脉冲发生及控制电路：脉冲发生电路产生脉冲信号，用于控制步进电机的转动。
常用的发生电路有震荡电路和微处理器控制电路。
本文以震荡电路为例，通过计算电容充放电时间确定震荡频率。
3.驱动电路：驱动电路是步进电机的核心，它将脉冲信号转换为电流控制信号，控制步进电机的转动。
常用的驱动方式有双H桥驱动和高低电平驱动。
本文以双H桥驱动为例进行设计。
4.电流检测和反馈电路：为了控制步进电机的转速和转矩，需要对电机的电流进行检测和反馈。
常用的检测电路有电阻检测和霍尔效应检测。
通过检测电流大小，可以调节驱动电流，以达到控制步进电机的效果。
5.保护电路：为了保护步进电机和驱动电路的安全，需要设计相应的保护电路。
常见的保护电路有过流保护电路、过热保护电路和短路保护电路等。
四、总结本文介绍了三相步进电机驱动电路的设计。
通过合理设计电路，可以实现对步进电机的控制和保护，提高步进电机的运行效果和寿命。
未来，可以进一步研究和改进三相步进电机驱动电路的设计，以满足更高精度、更高速度的步进电机应用需求。
电机驱动电路(详细)
电机驱动电路一、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。
KF347的输入电压范围不能接近负电源电压，否则会出错。
全桥电机驱动电路的工作原理详解
全桥电机驱动电路的工作原理详解
在电路设计当中，全桥的作用非常重要，当桥式整流电路当中的四个二极管封装在一起时就构成了全桥电路，而全桥电路实际上就是我们常说的H 桥电路。
本篇文章将主要介绍H 桥电机驱动的工作原理，从逆时针和顺时针两个方面来进行全面的分析。
图1 H 桥式电机驱动电路
图1 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1 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。
如上图所示，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。
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2 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。
图2 H 桥电路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3 H 桥电路驱动电机逆时针转动
图3 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。
桥式电动机驱动电路
桥式电动机驱动及方向控制系统：小汽车的动力系统由两组各自独立，而结构相同的电动机电路构成。
两组电机分别控制小车左右后轮的转动。
由于两侧电机电路的结构相同，下面仅仅介绍一侧电路的结构。
小车电机的控制部分利用8050、8550等不同三极管的组合，构造出一个典型的互补桥型电路，从而实现了电机的正反转控制。
电机驱动电路如图xxx所示，其控制过程如下：图xxx 电动机驱动电路①当P1.3为高电平时，P1.2为低电平时，Q52、Q53、Q54导通，Q55、Q56、Q57截止。
其中Q52为激励级，Q53、Q54为功放级。
电流从+9V经Q53到电机“+”端再到“—”端最后经Q54入地端，电机正转。
②当P1.3为低电平时，P1.2为高电平时，则反之，Q52、Q53、Q54截止，Q55、Q56、Q57导通，电机反转。
③当P1.3为低电平时，P1.2为低电平时，Q52、Q55管均截止，电机停转。
④P1.3，P1.2全高的状态是禁止状态，不允许出现。
另一组电机的控制电路与控制原理同上。
该桥的优点是原理简单、易控制、带负载能力强，在单片机的配合下，通过PWM脉宽控制的方法，实现了对电机的速度控制，通过键盘对具体参数的修改，可以使小车适应各种不同的路况和电源。
在速度控制方面，本组采用较易实现的脉宽控制进行调速，由软件实现。
软件的做法是通过设置高电平及低电平的保持时间来达到，且软件调整量化指标更高，调整更可靠、更方便、更准确。
通过键盘的参数设置来实现对速度的控制。
脉冲频率对电机转速有影响，脉冲频率高连续性好，但带负载能力差；脉冲频率低则反之。
经实验发现，脉冲频率在30HZ以上，电机转动有明显跳动现象，实验证明脉冲频率在15—20HZ效果更佳。
脉宽调速实质上是调节加在电机两端的平均功率，其表达式为式中，P为电机两端的平均功率；P max为电机全速运转的功率；K为脉宽。
当K=1时，相当于加入直流电压，这时电机全速运转，P=P max;当K=0时，相当于电机两端不加电压，电机停转。
电机驱动-MOS管H桥原理
场效应管电机驱动-MOS管H桥原理-------happinessxiao 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。
常用电机驱动电路及原理
常用电机驱动电路及原理1.直流电机驱动电路：直流电机驱动电路主要用于控制直流电机的转速和方向。
常用的直流电机驱动电路有H桥驱动电路、PWM调速电路和电流反馈调速电路。
-H桥驱动电路：H桥驱动电路是最常用的直流电机驱动电路之一，可以实现正、反转和制动功能。
它由四个开关管组成，分为上电路和下电路。
通过控制上下电路中的开关管的导通和断开，可以改变电机的运行方向和转速。
-PWM调速电路：PWM调速电路通过调整占空比来控制电机的转速。
PWM调速电路将直流电源与电机连接，通过调节PWM信号的占空比，控制电机的平均输出电压，从而改变电机的转速。
-电流反馈调速电路：电流反馈调速电路是一种闭环控制系统，通过反馈电流信号来控制电机的转速。
它使用电流传感器测量电机的输出电流，并将反馈信号与设定值进行比较，通过PID控制算法来调节PWM信号，控制电机的转速。
2.交流电机驱动电路：交流电机驱动电路主要用于控制交流电机的转向和转速。
常用的交流电机驱动电路有逆变器驱动电路和矢量控制电路。
-逆变器驱动电路：逆变器是将直流电源转换成交流电源的装置。
在交流电机驱动中，逆变器将直流电源的电压和频率转换成交流电压和频率，通过改变输出电压的幅值和频率，控制交流电机的转速。
-矢量控制电路：矢量控制电路是一种先进的交流电机驱动技术，通过对电机的磁场进行独立控制来实现高精度的转速和转向控制。
矢量控制电路使用电流传感器测量电机的输出电流，并通过矢量控制算法，控制电机的磁场和转速。
总结：直流电机驱动电路主要包括H桥驱动电路、PWM调速电路和电流反馈调速电路，用于控制直流电机的转速和方向。
交流电机驱动电路主要包括逆变器驱动电路和矢量控制电路，用于控制交流电机的转向和转速。
这些电机驱动电路在工业自动化、电动车和家用电器等领域广泛应用，具有重要的意义和价值。
详解直流电机驱动电路的设计
详解直流电机驱动电路的设计直流电机驱动电路是将直流电源的电能转换为电机机械能的关键部分。
设计一个高效、可控的直流电机驱动电路需要考虑多个因素，包括电源选择、控制电路设计、保护电路设计等。
首先，在设计直流电机驱动电路之前，需要确定所需的电源电压和电流。
一般来说，直流电机的额定电压和额定电流是由电机制造商给出的，可以根据这些参数来选择合适的电源。
其次，设计直流电机驱动电路需要考虑电机的控制方式。
常见的电机控制方式包括电压控制和PWM控制。
电压控制方式是通过改变电源电压的大小来控制电机的转速，而PWM控制是通过改变电源电压的脉宽来控制电机的转速。
选择适当的控制方式取决于具体的应用需求。
接下来，需要设计电机的控制电路。
控制电路主要包括接口电路、驱动电路和保护电路。
接口电路用于接收控制信号，将其转换为适合驱动电路的信号。
驱动电路则根据接口电路的信号来控制电机的功率开关。
保护电路用于保护电机和驱动电路免受过电流、过电压等不良因素的损害。
另外，还需要考虑闭环控制系统的设计。
闭环控制系统可以通过反馈信号来调整驱动电路的输出，使得电机的转速能够达到预期的目标。
闭环控制系统通常包括传感器（如转速传感器、位置传感器等）、比较器、PID控制器等组成。
最后，需要进行模拟和数字电路的设计和电路优化。
模拟电路设计应考虑信号放大、滤波、隔离等问题。
数字电路设计涉及到处理器的选择和接口设计等。
总之，直流电机驱动电路的设计需要综合考虑电源、控制电路、保护电路以及闭环控制系统的设计，并进行模拟和数字电路的优化。
通过合理地设计和优化，可以实现高效、可控的直流电机驱动。
物理电机驱动实验报告
一、实验目的1. 了解电机驱动的基本原理和电路结构。
2. 掌握电机驱动电路的设计与调试方法。
3. 熟悉电机驱动在工程中的应用。
二、实验原理电机驱动是将电能转换为机械能的过程，主要包括直流电机、交流电机和步进电机等类型。
本实验以直流电机为例，介绍电机驱动的基本原理和电路结构。
直流电机驱动电路主要由以下几部分组成：1. 电源：提供稳定的直流电压，作为电机驱动电路的能量来源。
2. 电机：将电能转换为机械能，实现电机转动。
3. 驱动电路：控制电机转速和转向，包括启动、停止、正转、反转等功能。
4. 保护电路：防止电机过载、短路等故障。
三、实验设备1. 直流电机：额定电压、电流和功率符合实验要求。
2. 电源：提供稳定的直流电压，输出电压范围与电机额定电压相匹配。
3. 电机驱动模块：具有启动、停止、正转、反转等功能。
4. 电流表、电压表：测量电机驱动电路的电流和电压。
5. 万用表：测量电路中各元件的电压、电流和电阻。
四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验原理，将电源、电机、驱动模块和保护电路连接成完整的电机驱动电路。
2. 测量电路参数：使用万用表测量电路中各元件的电压、电流和电阻，确保电路参数符合设计要求。
3. 启动电机：使用驱动模块控制电机启动，观察电机转速和转向是否正常。
4. 调速实验：调整驱动模块的PWM波占空比，观察电机转速变化，验证调速功能。
5. 转向实验：改变驱动模块的PWM波极性，观察电机转向变化，验证转向功能。
6. 保护实验：模拟电机过载、短路等故障，观察保护电路是否正常工作。
五、实验结果与分析1. 电机启动成功，转速和转向正常。
2. 调速功能正常，通过调整PWM波占空比实现电机转速调节。
3. 转向功能正常，通过改变PWM波极性实现电机转向控制。
4. 保护电路正常工作，在模拟故障情况下，电路能够及时断开，保护电机不受损坏。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了电机驱动的基本原理和电路结构。
2. 学会了电机驱动电路的设计与调试方法。
电机驱动电路的设计要点和技巧
电机驱动电路的设计要点和技巧一、在电机驱动电路的设计中，主要考虑一下几点：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。
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”。
驱动电机系统电路图1-8
接动力电池插件
继电器供电正
ON挡唤醒
BMS供电
BMS供电
常电
T35/1
T35/12
T35/11
T35/23
T35/22
T35/35
T35/34
T35/26
T35/10
T35/9
T35/21
T35/20
HT1c
1d
T16/13
T16/5
T6k/3
T6k/2
HT4/2
HT4/1
HT2/1
HT2/2
T21/H
85
87
85
电机继电器使能输出
87
ST
盒盖开关
电机旋转变压器
T19b/A T19b/B T19b/E T19b/F T19b/C T19b/D T19b/L T19b/M
TH T19b/G
TL T19b/H
TH T19b/J
TL T19b/K HT4d/B HT4d/A T12f/11 HT4e/4
接快充插件
HT4e/3
HT4d/D
HT4d/C
HT4b/C
HT4b/D
HT4b/A
HT4b/B
T20a/6
数据采集终端
BCM启动信号
旋变信号
旋变信号
T35/33
旋变信号
旋变信号
旋变信号
电机开盖保护信号
电机温度信号
电机温度信号
电机温度信号
电机温度信号
旋变信号
电机开盖保护信号
T35/15
接电机控制器插件
驱动电机系统电路图
B+ ON挡供电 GND
SB01 40A FB10 7.5A
86
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电机驱动电路
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
（如果电路看不清楚请到相册里看）
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。
KF347的输入电压范围不能接近负电源电压，否则会出错。
因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管。
输入端的两个电阻一个用来限流，一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。
不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放，因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上，压降较大，后面一级的三极管将无法截止。
2．栅极驱动部分：
后面三极管和电阻，稳压管组成的电路进一步放大信号，驱动场效应管的栅极并利用场效应管本身的栅极电容（大约1000pF）进行延时，防止H桥上下两臂的场效应管同时导通（“共态导通”）造成电源短路。
当运放输出端为低电平（约为1V至2V,不能完全达到零）时，下面的三极管截止，场效应管导通。
上面的三极管导通，场效应管截止,输出为高电平。
当运放输出端为高电平（约为VCC-(1V至2V),不能完全达到VCC）时，下面的三极管导通，场效应管截止。
上面的三极管截止，场效应管导通,输出为低电平。
上面的分析是静态的，下面讨论开关转换的动态过程：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。
实际上，运放输出电压变化需要一定的时间，这段时间内运放输出电压处于正负电源电压之间的中间值。
这时两个三极管同时导通，场效应管就同时截止了。
所以实际的电路比这种理想情况还要安全一些。
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，因此这个稳压二极管不能用普通的二极管代替，但是可以用2千欧的电阻代替，同样能得到12V的分压。
3．场效应管输出部分：
大功率场效应管内部在源极和漏极之间反向并联有二极管，接成H桥使用时，相当于输出端已经并联了消除电压尖峰用的四个二极管，因此这里就没有外接二极管。
输出端并联一个小电容(out1和out2之间)对降低电机产生的尖峰电压有一定的好处，但是在使用PWM时有产生尖峰电流的副作用，因此容量不宜过大。
在使用小功率电机时这个电容可以略去。
如果加这个电容的话，一定要用高耐压的，普通的瓷片电容可能会出现击穿短路的故障。
输出端并联的由电阻和发光二极管,电容组成的电路指示电机的转动方向. 4．性能指标：
电源电压15~30 V,最大持续输出电流5A/每个电机，短时间（10秒）可以达到10A,PWM频率最高可以用到30KHz(一般用1到10KHz)。
电路板包含4个逻辑上独立的，输出端两两接成H桥的功率放大单元，可以直接用单片机控制。
实现电机的双向转动和调速。
5．布线：
大电流线路要尽量的短粗，并且尽量避免经过过孔，一定要经过过孔的话要把过孔做大一些（>1mm）并且在焊盘上做一圈小的过孔，在焊接时用焊锡填满，否则可能会烧断。
另外，如果使用了稳压管，场效应管源极对电源和地的导线要尽可能的短粗，否则在大电流时，这段导线上的压降可能会经过正偏的稳压管和导通的三极管将其烧毁。
在一开始的设计中，NMOS管的源极于地之间曾经接入一个0.15欧的电阻用来检测电流，这个电阻就成了不断烧毁板子的罪魁祸首。
当然如果把稳压管换成电阻就不存在这个问题了。
在2004年的Robocon比赛中，我们主要采用了这个电路用以电机驱动。
三、低压驱动电路的简易栅极驱动
上图就是一个12V驱动桥的一边，上面电路的三极管部分被两个二极管和两个电阻代替。
（注意跟上图逻辑是反的）由于场效应管栅极电容的存在，通过R3，R4向栅极电容充电使场效应管延缓导通；而通过二极管直接将栅极电容放电使场效应管立即截止，从而避免了共态导通。
一般功率场效应管的最高栅源电压为20V左右，所以在24V应用中要保证栅源电压不能超过20V，增加了电路的复杂程度。
但在12V或更低电压的应用中，电路就可以大大简化。
这个电路要求在IN端输入的是边缘陡峭的方波脉冲，因此控制信号从单片机或者其他开路输出的设备接入后，要经过施密特触发器（比如555）或者推挽输出的高速比较器才能接到IN端。
如果输入边缘过缓，二极管延时电路也就失去了作用。
R3，R4的选取与IN信号边沿升降速度有关，信号边缘越陡峭，R3，R4可以选的越小，开关速度也就可以做的越快。
Robocon比赛使用的升压电路（原理相似）中，IN前用的是555。
四、边沿延时驱动电路
在前级逻辑电路里，有意地对控制PMOS的下降沿和控制NMOS的上升沿进行延时，再整形成方波，也可以避免场效应管的共态导通。
另外，这样做可以使后级的栅极驱动电路简化，可以是低阻推挽驱动栅极，不必考虑栅极电容，可以较好的适应不同的场效应管。
2003年Robocon比赛采用的就是这种驱动电路。
下图是两种边沿的延时电路：
.
下图是对应的NMOS，PMOS栅极驱动电路：
000
这个栅极驱动电路由两级三极管组成：前级提供驱动场效应管栅极所需的正确电压，后级是一级射极跟随器，降低输出阻抗，消除栅极电容的影响。
为了保证不共态导通，输入的边沿要比较陡，上述先延时再整形的电路就可以做到。
测管脚管脚朝下，标签朝你，管脚从左往右依次是G,D,S。
而外壳皮，就是那个孔，是跟D相通的。
irf4905和irf3205的管脚顺序是一样的，只不过一个P沟道，一个N沟道
下图是曾经用在飞思卡尔智能车竞赛的驱动桥和驱动芯片，驱动和单片机之间使用了MIC4424驱动H桥电路，既保证了开启MOS管栅极的逻辑控制，也对单片机有隔离保护的作用。