H-Bridge电机驱动原理

电动机工作原理

当你把电源的正极接到电动机的一端，负极接到电动机的另一端，电动机开始正转，如果交换电动机的里两个电极，则电动机反转。这就是我们控制电动机的原理。

 

当电动机的一端为逻辑1的时候，即在本例中A点为＋12V电压，电动机正转。当A点为逻辑0的时候（接地），电动机停止转动。示意图如下：

和上图类似，当电动机的另一端为逻辑1的时候，即在本例中B点为＋12V电压，电动机反转。当B点为逻辑0的时候（接地），电动机停止转动。示意图如下：

电动机速度控制

通过控制A或B的开关，（形成脉冲）可以使得电动机获得不同的扭矩，从而产生不同的速度。

如果你希望用一个电路控制电动机的正转和反转，这就需要更多的电路，你就会需要H-Bridge（叫H是因为和下图的外形相似）其电路图如下：

如果合上A和D，也就是A=1,B=0,C=0,D=1，电动机正转，示意图如下：

 

如果合上B和C，也就是A=0,B=1,C=1,D=0，电动机正转，示意图如下：

半导体H-Bridge

利用晶体管或者场效应管，我们能更好控制电动机。

用PNP晶体管或者P沟道场效应管，作为电动机的电源端

用NPN晶体管或者N沟道场效应管，作为电动机的接地端

示意图如下：

如果你使得A和B导通，就会产生刹车效果(C和D也是如此)。

原因是电动机是一台发电机，在转动得从时候，就会产生电压，当A和B同时导通的时候，就相当于将A和B短接，电动机产生的电压会使得电动机自身停止转动。其效果就如同刹车一样。

为了更好的保护晶体管，应该增加二极管来阻止电动机在电源打开和关断时所产生的电压。

这个电压有可能是供电电压的好几倍，如果不用二极管，有可能会使得晶体管烧毁。

因此我常用下图的连接方式：

作为半导体器件，晶体管会有电阻，这会使得在通过大的电流的时候发热，也就是说不能有太大的电流通过。

而同样作为半导体器件，MOSFET可以通过更加多得电流而不至于发热烧毁，而且通常MOSFET内含了二极管，因此，就不需要再去连接一个二极管。

如果MOSFET来制作H-Bridge则A和B要用P沟道MOSFET。C和D要用N沟道MOSFET

N沟道MOSFET要比P沟道MOSFET便宜，但是N沟道MOSFET来做A和B的话需要7V的电压，这比提供的电压要大。

合理的开关H-Bridge的四个端口是很重要的，如果A和C导通的话，就相当于短路，这是十分危险的。所以我们建议用H-Bridge芯片，因为现有的H-Bridge芯片则既安全又简单。