5分鐘了解P-N MOS管H橋原理

2024/6/24 10:27:08??????點擊：
      所謂的H橋電路，其實就是控制電機正反轉(zhuǎn)的。如下圖所示，這是一種簡單的H橋電路，它由2個P型場效應(yīng)管Q1、Q2與2個N型場效應(yīng)管Q3、Q3組成，所以稱之為P-N MOS管H橋。

      橋臂上的4個場效應(yīng)管相當(dāng)于四個開關(guān)，P型管在柵極為低電平時導(dǎo)通，高電平時關(guān)閉；N型管在柵極為高電平時導(dǎo)通，低電平時關(guān)閉。場效應(yīng)管是電壓控制型元件，柵極通過的電流幾乎為“零”。

      正因為這個特點，在連接好下圖電路后，控制臂1置高電平（U=VCC）、控制臂2置低電平（U=0）時，Q1、Q4關(guān)閉，Q2、Q3導(dǎo)通，電機左端低電平，右端高電平，所以電流沿箭頭方向流動（設(shè)為電機正轉(zhuǎn)）。
     

      控制臂1置低電平、控制臂2置高電平時，Q2、Q3關(guān)閉，Q1、Q4導(dǎo)通，電機左端高電平，右端低電平，所以電流沿箭頭方向流動（設(shè)為電機反轉(zhuǎn)）。

      

      ● 當(dāng)控制臂1、2均為低電平時，Q1、Q2導(dǎo)通，Q3、Q4關(guān)閉，電機兩端均為高電平，電機不轉(zhuǎn)；


      ● 當(dāng)控制臂1、2均為高電平時，Q1、Q2關(guān)閉，Q3、Q4導(dǎo)通，電機兩端均為低電平，電機也不轉(zhuǎn)。

      所以，此電路有一個優(yōu)點，那就是無論控制臂狀態(tài)如何（絕不允許懸空狀態(tài)），H橋都不會出現(xiàn)“共態(tài)導(dǎo)通”（短路），非常適合我們使用。

      （另外，還有4個N型場效應(yīng)管的H橋，其內(nèi)阻更小，有“共態(tài)導(dǎo)通”現(xiàn)象，柵極驅(qū)動電路較復(fù)雜，或用專用驅(qū)動芯片，如MC33883，原理基本相似，本文不再贅述。）

      下圖是由與非門CD4011組成的柵極驅(qū)動電路，因為單片機輸出電壓為0~5V，而我們小車使用的H橋的控制臂需要0V或7.2V電壓，才能使場效應(yīng)管完全導(dǎo)通，PWM輸入0V或5V時，柵極驅(qū)動電路輸出電壓為0V或7.2V，但前提是CD4011電源電壓為7.2V，故CD4011僅做“電壓放大”之用。

      之所以用兩級與非門，是為了與MC33886兼容。

      

      兩者結(jié)合就是下面的電路：調(diào)試時兩個PWM輸入端其中一個接地，另一個懸空（上拉置1），電機轉(zhuǎn)為正常。監(jiān)視MOS管溫度，如發(fā)熱立即切斷電源檢查電路。CD4011的14引腳接7.2V，７引腳接地。
      
      在使用時，單片機PWM輸出信號：1路為PWM方波信號，另一路為高電平（置1）；反轉(zhuǎn)亦然。