用MOS管构成H桥的心得

前言

因为最近在弄智能小车的驱动电路，根据电机的要求要能实现正反转，因此就想到书中的H桥电路，当然现在有很多已经集成好的h桥芯片：LN298N等。心想做平衡车时候控制比较方便于是就想捡个便宜使用LN298N。但是看见网上为什么没有车队用这个集成好的模块做驱动电路呢？…心里一想此事不见得那么简单，于是查了一下LN298N芯片的参数和电机的参数，好家伙，差点就掉进坑里了(*>﹏<*)′(>﹏<)′`(>﹏<)′。。。。。



　　显然L298N模块不太适合此次设计，凡是不要慌，先问问度娘确实可以避免一些“惨案”
不行那我们就用mos管搭建一个H桥电路吧。。。。。
分享一个大佬的总结

图中一个地方比较好奇，为什么不都用N-MOS管呢？为什么上桥臂要用P-MOS管，而下面用N-MOS管？原来搭建H桥电路还有个小诀窍：
了解MOS管的开通/关断原理你就会发现，使用PMOS做上管、NMOS做下管比较方便。使用PMOS做下管、NMOS做上管的电路设计复杂，一般情况下意义不大，所以很少采用。
下面先了解MOS管的开通/关断原理，请看下图：

　　NMOS管的主回路电流方向为D→S，导通条件为VGS有一定的压差，一般为5_{10V（G电位比S电位高）；而PMOS管的主回路电流方向为S→D，导通条件为VGS有一定的压差，一般为-5}-10V（S电位比G电位高），下面以导通压差6V为例
NMOS管
　　使用NMOS当下管，S极直接接地（为固定值），只需将G极电压固定值6V即可导通；
　　若使用NMOS当上管，D极接正电源，而S极的电压不固定，无法确定控制NMOS导通的G极电压，因为S极对地的电压有两种状态，MOS管截止时为低电平，导通时接近高电平VCC。
　　当然NMOS也是可以当上管的，只是控制电路复杂，这种情况必须使用隔离电源控制，使用一个PMOS管就能解决的事情一般不会这么干，明显增加电路难度。

PMOS管
　　使用PMOS当上管，S极直接接电源VCC，
　　 S极电压固定，只需G极电压比S极低6V即可导通，使用方便；
　　同理若使用PMOS当下管，D极接地，S极的电压不固定（0V或VCC），无法确定控制极G极的电压，使用较麻烦，需采用隔离电压设计

总结:
　　就是根据俩个管子的导通条件，利用S极和电源或者地的配合就可以很巧妙的实现管子的导通条件：
N-MOS ———— S极接地
P-MOS ———— S极接电源

H桥电路的改进
使能控制和方向逻辑
　　驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通十分重要。假如三极管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，因而电路上的电流就可能到达最大值（该电流仅受电源性能限制），以至烧坏三极管。基于上述缘由，在实践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制三极管的开关。
　　改良电路在根本H桥电路的根底上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通讯号相接，这样，用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门经过提供一种方向输人，能够保证任何时分在H桥的同侧腿上都只要一个三极管能导通。（与本节前面的表示图一样，图4所示也不是一个完好的电路图，特别是图中与门和三极管直接衔接是不能正常工作的）

我们可以按照这个思路去使用一个隔离芯片来实现使能控制和方向逻辑控制
ENABLE = 1 DIR-L = 0 DIR-H = 1 图示电机正转
ENABLE = 1 DIR-L = 1 DIR-H = 0 图示电机反转
为了实现上述功能我们可以使用一块与非门列如：74hc00
如图电机正转：

电机反转：

这样控制的好处在于同一桥臂上下的mos管永远不会同时导通，那么就形不成回路造成短路的危害

二极管的使用
一般在mos使用的时候为了防止mos被反电流击穿，需要并联一个续流二极管，防止场效应管反向击穿，但是二极管的种类有很多，我么应该使用那种二极管呢？二极管的区别

快恢复二极管与肖特基二极管特点
1、快恢复二极管的反向恢复时间为几百纳秒，而肖特基二极管比它快，甚至几纳秒；

2、快恢复二极管的反向击穿电压高，一般都高于200V，甚至几千伏，而肖特基二极管的反向击穿电压很低，普遍在100以下，有些会高一点；

3、快恢复二极管的功耗较大，而肖特基二极管反向恢复时间短、损耗小、噪声低