直流电机H桥驱动模式，单极模式，双极模式

注：文中图片来自 硬石电子

一、引出

        1、简单的开关串联电机只能控制有刷直流电机的启停，要同时控制正反转和转速就要引入H桥式控制电路。

        2、对4个开关管的控制采用PWM，调节占空比可以实现调速。PWM频率一般在10KHz到20KHz之间，频率太低会导致电机转速过低，噪声较大。频率太高，会因为MOS管的开关损耗而降低效率。

        3、根据对桥臂上MOS的PWM控制方式不同，分为三种控制模式：受限单极模式、单极模式、双极模式。

二、受限单极模式

        电机电枢驱动电压极性是单一的。需要对一个MOS控制PWM控制。

        优点：控制方式简单。

        缺点：不能刹车，不能能耗制动，在负载超过设定速度时不能提供反向力矩。调速静差大，调速性能很差，稳定性也不好。

三、单极模式

        电机电枢驱动电压极性是单一的。需要对同一侧桥臂的两个MOS管进行互补PWM控制。要使用高级定时器的互补通道进行控制。

优点：启动快，能加速，刹车，能耗制动，能量反馈，调速性能不如双极模式好，但是相差不多，电机特性也比较好。在负载超速时也能提供反向力矩。

缺点：刹车时，不能减速到0，速度接近0时没有制动力。不能突然倒转。动态性能不好，调速静差稍大。

控制过程：MOS管1和2由一对互补PWM进行控制，当1为高电平时，由VCC-1-Motor-4-GND形成通路，电机电流上升。当1为低电平时，2变为高电平，根据楞次定律，当不再给电机供电，线圈中存在自感电动势，电流继续往同一方向流动，于是由2-Motor-4形成通路，给线圈电流继续提供通路。

于是线圈中的电流波形：

四、双极模式

        电枢电压极性是正负交替的。需要两组互补PWM同时对4个MOS管进行控制。

优点：能正反转运行，启动快，调速精度高，动态性能好，调速静差小，调速范围大，能加速，减速，刹车，倒转，能在负载超过设定速度时提供反向力矩，能克服电机轴承的静态摩擦力，产生非常低的转速。

缺点：控制电机复杂，在工作期间，4个MOS管都处于开关状态，功耗大。

控制过程：1和4同时处于PWM的高电平，于是由VCC-1-Motor-4-GND形成通路，电流上升。当1和4同时变为低电平，2和3相应变为高电平，因为楞次定律，线圈上的电流方向不变，于是由GND-2-Motor-3-VCC形成通路，虽然存在反向的供电电压，但是电机的线圈电流更大，于是电流仍然向VCC流动，同时电流下降的更快，线圈电流波动也更大。

电流波形：