L298电路中续流二极管分析详解

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作者：wyfmx

L298驱动模块续流二极管工作原理详解对某个电路中的电流流向的分析，千万不能单看局部电路（如你提供的电路图）。要从整个电路的工作原理、整个电路的框图、以及所使用的元器件特性来做全面、细致的解析。

因为，电路中有感性元件（直流马达是感性元件的一种），所以，要应用“楞次定律”来分析反向感生电压的方向。

为了便于解释你的疑惑，下面的附图1是L298内部的“电路框图”，附图2是L298的“双向直流电机控制”原理图。

我将辅以简要的电路工作原理说明（文字还是觉得多了一些。没办法啊！就让眼睛吃点亏吧！不然就没法彻底弄懂了。）和一些简要的图片，来帮你理解并找到泄放掉反电动势的回路。

第一部分电路分析

附图1：电路框图

注：为便于后续的分析，将以右半边的电路为例。同时，将标注有数字3的上面的门电路命名为Q；数字3下面的门电路命名为R；数字4上面的门电路命名为S；数字4下面的门电路命名为T。

由附图1可见：

1）、L298内部有两个完全相同的桥式驱动电路构成，分别驱动两个直流电机的正反转；

2）、组成桥式驱动的是四个大功率的NPN三极管，两路共8个；3）、控制每路四个功率管的则是四个Q\R\S\T门电路，两路共8个；4）、控制直流电动机正、反转的是由In1和In2，另一路是In3和In4；

5）、EnA和EnB是禁止输出控制。

附图2：双向直流电机控制

由附图2中左侧的典型应用电路图和右侧的真值表（这类表格，对电路工作状态的分析非常重要！）可见：

1）、当禁止端（Ven）为高电位、控制端In3（图中标注为“C”）和In4（图中标注为“D”）处于不同的电位时，相应的门电路驱动桥臂上的三极管，使马达分别工作于正转或反转状态；

2）、当禁止端仍处于高电位时，两个控制端处于相同的电位时，控制马达“快速停止”转动（原文是:Fast Motor Stop）。

请特别注意：这个状态分析和“快速”这个形容词，它将有助于分析后面的反电动势泄放回路！

3）、当禁止端处于低电位时，不论两个控制端处于何种电位、也不论

其电位是否相等，马达均不会转动。

讲到这里，电路的工作原理基本分析完

第二部分反电动势的泄放回路

下面就是要回过头看看反电动势的泄放回路了！

前面说到的“请特别注意……”，细想：如何才能使马达快速停止（转动）呢？现实告诉我们，要实现快速马达停止有三个方法——方法1：短路直流马达的两个电极（同时须断开电源回路）；方法2：给马达施加反向电压，短时间内施加使其倒转状态时的工作电压；方法3：外置机械刹车装置。

显然，方法2和方法3都是不现实的！方法2会造成相当大的涌浪电流，使电源和相关元件处于过载而烧毁。方法3会额外增加制造成本和磨损。

那剩下的只能是方法1了！

再回看附图2的真值表，当In3和In4（C和D）处于相同电位（H 或L）时，它们所控制的四个门电路就有以下的两个输出状态：1）、当C和D=H时，附图1中相关的门电路Q和S输出H的同时，R和T输出L电位。这就使得输出桥的两个上臂三极管导通、两个下臂三极管截止。

2）、当C和D=L时，附图1中相关的门电路Q和S输出L的同时，R和T输出H电位。这就使得输出桥的两个上臂三极管截止、两个下臂三极管导通。

因此，实现马达“快速停止”的答案就是：利用驱动桥的上桥臂或下

桥臂，将马达的两个电极短路，同时也利用马达转子的自身惯性而切割磁力线产生的反电动势（包括线圈自身产生的反电动势），使马达快速停止转动。

也正是这个“功能”，它实现了反电动势的泄放！

至此，困扰你的反电动势的泄放回路和那四个二极管的作用，便可轻易地找到和理解了！

现假设一种运转到停止的状态如下：

马达正转，电流从马达的左侧流向右侧（左正右负）。那么，当停止信号到来后、电源被切断的瞬间，马达会感生出与原电源电压极性相反的、幅值高于N倍电源电压的反电动势——即左负右正。

这时，感生出来的反电动势就会通过上桥臂或下桥臂的三极管和一个二极管予以泄放掉了（请你结合第二部分关于门电路工作状态的描述来分析。因为，门电路控制着驱动桥中的三极管的导通还是截止）。

下面四个图也是为了便于你理解，我绘出的反向电动势（电压）的流向回路。依据上臂导通或下臂导通、正转停止和反转停止，共有四种泄放回路（电路中四只续流二极管的绘制位置，是在下载的资料上添加的，可能会使你在观看时费些周折……）。

A:正转停止（反电动势右正左负）+上臂导通：

B:反转停止（反电动势右负左正）+上臂导通：

C:正转停止（反电动势右正左负）+下臂导通：

D:反转停止（反电动势右负左正）+下臂导通：

第三部分总结

反电动势并不经由你在12楼所想像的“通过电源回路”泻放掉的。而是依照电路处于不同的工作状态，采用四种不同的泄放回路。

在这类驱动电路中，续流二极管的质量和选用的型号、参数，决定着马达驱动模块的使用寿命——会不会不被马达的反向电动势击穿。因为，硅二极管的正向压降为0.7V、硅NPN型三极管的饱和压降也为0.7V。所以，反电动势的最高电压被钳位于1.4V左右。被钳位于如此低的反电动势，就不会对相关元器件造成致命损伤了。

呵呵！一开始我也被困扰在与你一样的思路中……

后来，看了那典型应用线路图和真值表后得知：除非禁止端处于低电

位（这时，不论控制端接收到了什么信号，马达都不会运转），否则，

正、反转控制端（下图中的控制端C和D）的电位一旦相等（不相等的话，马达就会转动了。至于是正转还是反转，那就得看哪个控制端是高电位了）后，驱动桥里的4个驱动三极管，总有一对（或两个上臂、或两个下臂）处于饱和导通状态。也就是说：内部电路在设计中就给泄放反电动势留下了回路，故而，不会出现通过电源来泄放反电动势的。

烦请仔细观看、分析下面这张图片：

另外：没有刹车功能的驱动桥，会采用电容来吸收反电动势——视马达的功率，在马达的两个电极并接一个0.47~4.7μF的无极性电容。如下图：