直流电机h桥驱动原理（直流电机 h桥）

本文将介绍有刷直流电机驱动的H 桥的实际控制（开关）。

H桥电路：输出状态的切换

在上一篇文章中我提到，向电机的两个端子施加电压时有四种连接方式：

两个终端都没有连接到任何地方。

将直流电源的（+）连接到一个端子，将（-）连接到另一端子。

将直流电源连接至电机，极性与相反。

连接两个端子。

如果您可以输入2 位二进制值，则可以通过它们的组合来创建这四种状态。举个简单的例子，如果有2个逻辑输入端，则可以得到2*2=4种组合。以下是具有内置H 桥电路的有刷直流电机驱动器的示例。这里给出了大致的内部功能框图。

用于切换H桥状态的逻辑电路是以IN1和IN2作为输入的虚线包围的部分。该逻辑电路的真值表如下：

可以看到相对于IN 输入逻辑的VG 状态。 VG 是Q1 至Q4 的每个MOSFET 的栅极电压状态。例如Q1的VG为H，表示施加H电平电压，而不是直接表示Q1的ON/OFF。

该H 桥是Pch MOSFET（Q1、Q3）和Nch MOSFET 的组合。高侧为Pch，低侧为Nch对（Q1和Q2、Q3和Q4），每个漏极和源极连接并成为OUT1（Q1和Q2对）和OUT2（Q3和Q4对）的输出。

从框图中可以看出，Pch的Q1和Q3栅极上有有效的L符号，因此VG为L，处于导通（ON）状态。 Q2 和Q4 为H 电平有效，因此Q2 和Q4 为H 电平并处于导通(ON) 状态。仅从这一点来看，它与CMOS反相器逻辑电路相同，只是栅极分别由IN1和IN2控制。

OUT 对应于创建四个所需状态。 OPEN 表示所有MOSFET 均关闭并处于高阻抗状态。 L表示通过MOSFET连接到GND，H表示连接到电机电源VM。

虽然与H桥的控制逻辑没有直接关系，但功能模块中所示的电平移位（Level Shift）和同时导通防止功能是硬件控制所需功能的示例。

电平转换是一种转换低压逻辑电路的输出电压以适应驱动高压MOSFET 的电路。逻辑电路部分设计为在3.3V或2.5V的常规逻辑电平下工作，但H桥部分在5V、12V、24V等高电压（电机驱动电压）下工作。因此，需要一个电平转换电路，因为它不能直接用低压逻辑输出电平驱动。

同时导通防止功能是防止在高侧晶体管和低侧晶体管导通/截止时可能发生的两个晶体管同时导通的功能。这是逻辑切换的微妙时序造成的现象。人们经常提到，在同步整流开关电源的情况下，在重叠导通的瞬间，会有一种称为“直通电流”的电流从电源流向GND，这可能会损坏开关晶体管。或IC 风险。

虽然我讲了一点看似无关的内容，但请抓住本文的重点：可以使用2位逻辑输入通过H桥获得四种状态。

要点：

H桥的四种连接状态的切换可以通过2位逻辑来实现。

除了有刷直流电机的H桥和有刷直流电机的控制逻辑电路外，许多实际的有刷直流电机驱动IC还具有电平转换和同时导通防止功能。

编辑：hfy