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1、H桥电路驱动原理 2009年04月08日 星期三 上午 08:43 H桥电路驱动原理 一、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
2、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 二、使能控制
3、和方向逻辑 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
4、只有一个三 极管能导通。（与本节前面的示意图一样，图4.15所示 也不是一个完 整的电路图，特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作 的。） 图4.15 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路 采用以上方法，电机的运转就只需要用三个信号控制：两个方向 信号和一个使能信号。如果DIRL信号为0，DIRR信号为1，并且使 能信号是1，那么三 极管Q1和Q4导通，电流从左至右流经电机（如图 4.16所示）；如果DIRL信号变为1，而DIRR信号变为0，那么Q2和 Q3将导通，电流则反向 流过电机。 图4.16 使能信号与方向信号的使用 实际使用的时候，用分立元件制作H桥是很麻烦的，好在现在市面 上有很多封装好的H桥集成电路，接上电源、电机和控制信号就可以使 用了，在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、 L298N、TA7257P、SN754410等。 附两张分立元件的H桥驱动电路：
