电机驱动详解--从原理到智能车驱动（DRV8701）

目录

1.全H桥电路驱动电机原理

2.H桥工作模式

3.死区控制

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1.全H桥电路驱动电机原理

 从上图可以看出，电路是由四个NMOS管，一个motor，以及VCC，GND所构成的。可以控制栅极的电平高低，来控制NMOS管的开通与关闭，所以可以通过控制四个栅极的状态来控制MOS管的开通与关断，从而达到控制电机正反转的效果。

2.H桥工作模式

正转模式

当Q1、Q4的栅极为高电平，Q2、Q3为低电平时，Q1，Q4导通，如下图所示，电机正向旋转。

反转模式

当Q2、Q3的栅极为高电平，Q1、Q4为低电平时，Q2，Q3导通，如下图所示，电机反向旋转。

在实际应用中，这样的电机驱动电路是不行的，电机是感性负载，在电路中电流不会发生突变。如果在断开电机两端所加的电压时，电机产生的反向电动势很有可能损坏FET。因此想让电机停下，除了断开供电，还要形成一个续流的回路，释放掉电机上的能量。会在MOS管的源极和漏极上并联一个寄生二极管，寄生二极管的方向和栅极方向相同，如下图：

3.死区控制

H桥中绝对不能出现同侧（左侧/右侧）的FET同时导通的情况，因为这样会导致电流不经过电机直接到地，形成短路！因此在状态切换时需要一步一步来，而集成H桥的芯片一般会在内部自动解决这个问题（利用死区控制），如下图所示：在正转和制动之间切换时，会有一个过渡状态（OFF）。

★此处还需补充一个知识：MOS管的高端与低端驱动。简单来说，高端驱动即MOS管在负载的高电位一端；相反低端驱动即MOS管在负载的低电位一端。如上图所示：Q1、Q3为高端驱动，Q2、Q4为低端驱动。在H桥中也常常被称为上臂和下臂。

★此外，如果对MOS管原理有所了解，则可看出，打开高端NMOS所需的栅极电压会比打开低端NMOS所需的栅极电压大很多(要高于驱动电源电压）。(因为开启需要条件Vgs>Vth，而高端MOS导通后的源极电位较高，几乎接近电源电压，此时如果栅极电压仍为电源电压，则又关断)

★驱动电压越大，转速越快；电流越大，扭矩越大；

★当扭矩<负载时，电机转速会下降，电流上升从而增大扭矩。当负载非常大，电机带不动从而停止转动时（堵转），电流达到最大值，此时需特别注意，很有可能烧坏电机驱动。

死区控制和工作模式转载自一位大佬文章

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