技术资讯 | 直流电机驱动威廉希尔官方网站 设计

 直流电机驱动威廉希尔官方网站 可以封装在小模块中，如图所示

顾名思义，电机驱动器用于驱动电机并控制其速度以及旋转方向。电机驱动器 IC 的核心是电流放大器，负责为电机提供所需的功率。然而，术语“电机驱动器”也可以统称为电机驱动系统，旨在控制各种电机的动作。这些系统也可以由分立元件构建，特别是在需要更高功率时。在本文中，我们将研究系统级的电机驱动威廉希尔官方网站 ，其中驱动器组件与电机和控制威廉希尔官方网站 集成到同一个系统中。驱动部分本身通常是具有特定驱动配置的桥式威廉希尔官方网站 ；我们将在本文中介绍这些驱动配置。01高级直流电机驱动威廉希尔官方网站 电机驱动威廉希尔官方网站 和系统将多个组件集成到单个封装或组件中。完整的系统中，电机驱动器包括下图所示的一组功能块。

微控制器部分在驱动威廉希尔官方网站 开始运行时触发，它主要处理从驱动威廉希尔官方网站 接收到的数据，如关于位置或速度的反馈（例如使用电机旋转变压器）。驱动器威廉希尔官方网站 包括激励驱动所需的所有威廉希尔官方网站 ，但如果驱动威廉希尔官方网站 可以在逻辑电平上触发，则可以由微控制器直接提供激励。在具有中等功率输出的 MOSFET 电机驱动器威廉希尔官方网站 中可能会出现这种情况。02H桥电机驱动拓扑最常见的直流电机驱动威廉希尔官方网站 拓扑是 H 桥威廉希尔官方网站 。该威廉希尔官方网站 如下图所示，以它的 H 形拓扑为其命名。通过控制威廉希尔官方网站 中每个 MOSFET 中驱动电流的方向，直流电机可以使用 H 桥在顺时针或逆时针方向上运行。

MOSFET 是用于实现 H 桥设计的最常见组件。接通 Q1 和 Q4 会使电机沿一个方向运行，而接通 Q2 和 Q3 会使电机沿相反方向运行。相同的驱动威廉希尔官方网站 可以使用脉宽调制 (PWM)进行操作，这使得可以在电机运行期间动态控制电机的速度。03带控制器的替代电机驱动器H 桥驱动威廉希尔官方网站 由将 PWM 或类似数字控制输入连接到 MOSFET 栅极的电子元件威廉希尔官方网站 组成。它有两个主要功能：
 

通过将输入电压转换为适当的电平来驱动栅极。

提供足够量的电流以快速对栅极进行充电和放电。

此外，一些驱动威廉希尔官方网站 还具有其他特点，例如：

驱动模式决定了如何将输入命令转换为驱动门的信号。

包含额外的安全功能，例如过流保护。

调节 FET 开启和关闭的时间长度。

下表和图片总结了常见的驱动器控制器威廉希尔官方网站 。此时值得一提的是，低边使用的所有 MOSFET 都是 N 型的，但 P型和 N型MOSFET都可以用于高边。

04H桥电机驱动器设计中的挑战虽然设计基于 H 桥的电机驱动器的过程乍一看似乎很容易，但并非没有困难，特别是在威廉希尔官方网站 设计阶段或固件开发阶段。在 H 桥威廉希尔官方网站 中，FET 以对角线模式打开和关闭，但这种切换不能在所有 FET 之间同时发生。

终止时间：总会有一个时间点，所有晶体管都会打开。如果顶部和底部开关都打开，则会出现电压和功率的瞬间损失，或者可能发生短路。可以使用终止时间来防止这种情况发生。这是 H 桥中所有 FET 开启的短暂时间。终止时间允许程序员延迟打开最顶部的开关，直到最底部的开关关闭。

PWM 频率：设计电机驱动器时必须正确设置的另一个关键要素是 PWM 频率。在较低频率下会损失更多功率。但是，如果 PWM 频率太高，微控制器可能难以在所需的偏置下提供必要的 PWM 信号。此外，栅极驱动器和晶体管开关可能由于与高频率开关不兼容而失效。所以必须在固件中设置正确的 PWM 频率，以保证电机控制器的正常运行。

EMI：最后，极端EMI也是某些类型的电机可能出现的问题，例如有刷直流电机。这是由换向器的频繁切换引起的，这会将噪声注入附近的组件。在极端情况下，传导电流会损坏附近的组件。滤波器和铁氧体通常用于屏蔽可能吸收这种 EMI 的电缆，尤其是在大部分功率集中的较低频率下。

05H桥电机驱动威廉希尔官方网站 的MOSFET选择如果要在电机驱动威廉希尔官方网站 中使用 MOSFET，它们应该具有一些重要的参数：

高电压和电流处理能力

 低导通电阻

尽可能低的引线电感

引线电感和 PCB 布局对于确定驱动路径上的总电感都很重要。在启动期间，过大的电感会导致驱动威廉希尔官方网站 中的欠阻尼振荡，从而损坏或毁坏 MOSFET。因此，MOSFET 需要做瞬态电压保护。这可以像一个TVS 二极管和一个与栅极串联的小电阻一样简单，并且应该在电机两端放置一个快速恢复二极管。

总结

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