直流电机的PWM冲调速控制技术

二、直流电机的转向控制
一般在做DC Motor 驱动时，如果只要单一向转动，只要在电机两端加上正负电压即可达成。但是在需要有反向旋转能力时，就必须在电路运作中将电机电压反向， 除了H-bridge可以达成外也可以使用继电器(Relay)来达成。
1.Ｈ-bridge 动作原理


图3、H-Bridge 电机驱动电路
图3 为一个典型的H-Bridge 电机驱动电路。其动作原理如下图：
(1) 当Q1,Q4 晶体管ON 而Q3,Q2为OFF，即可使电机正转。


图4、电机正转
(2) Q3,Q2 为ON 而Q1,Q4为OFF，则会造成电机反转


图5、电机反转
2. 能控制和方向逻辑驱动电机时，保证H桥上两个同侧的晶体管不会同时导通非常重要。如果晶体管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个晶体管直接回到负极。此时，电路中除了晶体管外没有其它任何负载，因此电路上的电流就可能达到最大值（该电流仅受电源性能限制），甚至烧坏晶体管。基于上述原因，在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制晶体管的开关。图6所示就是基于这种考虑的改进电路，它在基本H 桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“致能”导通信号相接，这样，用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一种方向输入，可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个晶体管能导通。（图6所示不是一个完整的电路图，特别是图中与门和晶体管直接连接是不能正常工作的。）采用以上方法，电机的运转就只需要用三个信号控制：两个方向信号和一个致能信号。如果DIR－L信号为0，DIR－R信号为1，并且使能信号是1，那么晶体管Q1和Q4导通，电流从左至右流经电机（如图7所示）；如果DIR－L信号变为1，而DIR－R信号变为0，那么Q2和Q3将导通，电流则反向流过电机。


图6、具有致能控制和方向逻辑的H 桥电路


图7、 致能信号与方向信号的使用

实际使用时，用分立组件制作H桥是很麻烦的，现在市面上有很多封装好的H 桥集成电路，接上电源、电机和控制信号就可以使用了，在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。常用的有L293D、L298N、TA7257P、SN754410 等。8

TA7257P直流电机驱动IC中文资料

TA7279P/TA7279AP直流电机驱动IC中文资料8电

3. ZXMHC3A01T8
ZXMHC3A01T8 是一颗MOSFET H-BRIDGE IC，参数如下 :
N-Channel = VDSS = 30V; RDS(on) = 0.12Ω; ID = 3.1A
P-Channel = VDSS = -30V; RDS(on) = 0.21Ω; ID = -2.3A
P-Channel = Turn-off delay time 12.1 ns

图8、 ZXMHC3A01T8 之导通内阻