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使用H橋電路驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)的原理

發(fā)布時(shí)間:2021-03-08 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】從本文開始,我們將介紹如何使用H橋電路來驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)。在介紹具體的使用H橋電路來驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法之前,本文將介紹H橋電路的原理。
    
從本文開始,我們將介紹如何使用H橋電路來驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)。在介紹具體的使用H橋電路來驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法之前,本文將介紹H橋電路的原理。
 
什么是H橋電路?
 
基本上有刷直流電機(jī)具有兩個(gè)電源端子,并且通過在這兩個(gè)端子上施加電壓來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。兩個(gè)端子具有以下四種連接組合(僅此四種):
 
①兩個(gè)端子都不與任何地方連接。(當(dāng)一個(gè)連接而另一個(gè)未連接時(shí),同樣適用)
②將直流電源的(+)連接至一個(gè)端子,(-)連接至另一端子。
③將直流電源按照與②相反的極性連接至電機(jī)。
④兩個(gè)端子之間相連接。
 
這四種狀態(tài)可以通過以下使用了四個(gè)開關(guān)的電路來實(shí)現(xiàn)。由于該電路的形狀類似于字母“H”,因此稱為“H橋電路”(也稱為“全橋電路”)。
 
使用H橋電路驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)的原理
                         
 
①中電源端子未連接到任何地方的狀態(tài),可以通過將SW1~SW4全部OFF來實(shí)現(xiàn)。
 
②中將直流電源的(+)連接至一個(gè)端子,(-)連接至另一端子,需要將SW1和SW4接通(ON),將SW2和SW3斷開(OFF)。這樣電機(jī)將按某個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。
 
③的接法與②相反。將SW1和SW4關(guān)斷(OFF),將SW2和SW3接通(ON)。這樣電機(jī)將按與②相反的方向旋轉(zhuǎn)。
 
④是電源端子之間的連接。當(dāng)將SW1和SW3關(guān)斷(OFF)并且將SW2和SW4接通(ON)時(shí),就處于端子之間相互連接的狀態(tài)。
 
有刷直流電機(jī) 更改連接用的電路實(shí)際的H橋電路示例
 
在上圖中,為了便于理解連接的組合方式而使用了開關(guān),但是在實(shí)際的電子電路中,四個(gè)開關(guān)使用半導(dǎo)體功率晶體管。下圖所示的配置就是實(shí)際的H橋電路。在該電路中,電源的(+)側(cè)晶體管(Q1,Q3)使用的是P通道MOSFET,(-)側(cè)晶體管(Q2,Q4)使用的是N通道MOSFET。
 
使用H橋電路驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)的原理
 
實(shí)際的驅(qū)動(dòng)電路配置示例
 
要改變有刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速,就需要改變施加到有刷直流電機(jī)的電壓。為此,在電源和有刷直流電機(jī)之間插入電壓控制電路,以直接或間接控制施加到有刷直流電機(jī)的電壓。有兩種控制方法,一種是在(-)側(cè)直接連接有刷直流電機(jī),另一種是插入控制電路來同時(shí)控制(-)側(cè)。實(shí)際的驅(qū)動(dòng)電路由可以改變連接狀態(tài)的H橋電路和電壓控制電路組成。
 
使用H橋電路驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)的原理
 
關(guān)鍵要點(diǎn):
 
?H橋電路是用來改變有刷直流電機(jī)連接狀態(tài)的電路。
 
?使用4個(gè)開關(guān)(晶體管)進(jìn)行有刷直流電機(jī)4種連接狀態(tài)的切換。
 
?有刷直流電機(jī)的實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路由H橋電路和電壓控制電路組合構(gòu)成。
 
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