《基于stm32的直流有刷电机的控制》：驱动和制动原理

直流电机驱动方式很多，例如简单的 “无制动的不可逆PWM系统”，“有制动的不可逆PWM系统”这些原理简单，但是不实用。下面只介绍两种常用的驱动方式和其原理。

电机的正转：

电机的反转：

在常用的单极性和双极性驱动，其接线方式均如图。采用STM32提供互补的PWM驱动。

一、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。

正转：如图PWM开启，PWMN关闭（默认上拉 Q4导通），
蓝色为驱动电流方向，紫色为电流释放方向。

反转：如图PWMN开启，PWM关闭（默认上拉 Q2导通），
蓝色为驱动电流方向，紫色为电流释放方向。

二、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。

在双极性模式下，如图PWM和 PWMN均为开启

由于互补：PWM 为L ① PWMN H ② 此时正向导通
PWM 为H ③ PWMN L ④ 此时反向导通
可以理解为相互拉扯，PWM>50% 正转，<50% 反转。=50% Hold

电机的制动原理

电机的制动（刹车）使转动的电机降低速度或者停止，目前制动方式分为两种。
机械制动：使用外加的机械装置使外部电机减速停止。
电气制动：分为能耗制动，反接制动，回馈制动,
(其本质原理是提供和电机实际相反的电磁力矩，使电机迅速的减速)。

①反接制动： 简单的解释是当电机正转的时候直接给反转通电，迫使电机停止。

②能耗制动：  对于直流电机而言，当电机脱离运行状态时候，迅速接到一个适当的电阻上
这种方式在转速越高，制动能力越大。随之转速的减小，制动作用也随之减小。

③回馈制动：没搞懂自行百度，暂时用不到。。。。

历程中提供了两种制动接口：

//上桥臂短路

/**
  * 函数功能: 刹车制动
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明: 使用上桥臂使电机短路,属于能耗制动的一种方式
  */
void BDCMotor_braking_UpperShort()
{
  /**
    * 直接关闭PWM通道,两个引脚的输出状态由GPIO上下拉电阻控制,也就是低电平
    * 经过光耦之后的信号是高电平,直接控制MOS管上桥臂导通,下桥臂关闭
    */
// 直接关闭两个输出通道,使得两个通道都呈现低电平,利用驱动板本身的上拉电阻来驱动
  HAL_TIM_PWM_Stop(&hBDCM_timx, BDCMOTOR_TIM_CH1);
  HAL_TIMEx_PWMN_Stop(&hBDCM_timx, BDCMOTOR_TIM_CH1);
  Motor_State = MOTOR_DISABLE;
}

//下桥臂短路

/**
  * 函数功能: 刹车制动
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明: 使用下桥臂使电机短路,属于能耗制动的一种方式
  */
void BDCMotor_braking_LowerShort()
{
  /**
    * 直接关闭MOE,使两个通道输出高电平,经过光耦之后的信号是低电平,
    * 直接控制MOS管下桥臂导通,上桥臂关闭
    */
  __HAL_TIM_MOE_DISABLE_UNCONDITIONALLY(&hBDCM_timx);
  Motor_State = MOTOR_DISABLE;

}