直流电机h桥驱动电路原理（h桥直流电机控制电路工作原理）

什么是H桥？

H桥是一个相对简单的电路。它通常包含四个独立控制的开关元件（如MOS-FET）。它们通常用于驱动电流较大的负载，例如电机。至于为什么叫H桥（H-bridge-Bridge），因为它看起来更像字母H，如下图所示；

有四个开关元件Q1、Q2、Q3、Q4和直流电机M。D1、D2、D3、D4为MOS-FET续流二极管；

开关状态

下面以直流电机的控制为例，简单介绍一下H桥的几种开关状态。正转和反转是人为规定的方向。实际项目中可以根据实际情况进行划分；

向前

通常H桥用于驱动感性负载，这里我们驱动直流电机；

打开Q1和Q4；

关闭Q2、Q3；

此时，假设电机正向旋转，电流依次经过Q1、M、Q4，图中黄色线段标注，如下图所示；

另一种状态是电机反转时；此时，四个开关元件的状态如下：

关闭Q1、Q4；

打开Q2和Q3；

此时电机反转（与之前介绍的情况相反），电流依次经过Q2、M、Q3，图中用黄色线段标出，如下图所示；

撤销

调速

如果你想调节直流电机的速度，解决方案之一是；

关闭Q2、Q3；

打开Q1，向Q4 输入占空比为50%的PWM 波形，从而达到降速的效果。如果需要提高速度，请将输入PWM的占空比设置为100%；

详情如下；

停止状态

这里以电机从正转切换到停止状态为例；

正转时； Q1和Q4开路；

如果此时Q1、Q4 关断，则直流电机内部可相当于一个电感，即感性负载。电流不会突然改变，电流会继续沿原来的方向流动。这时，我们希望电机中的电流能够快速衰减。

这里有两种方法：

第一个：关闭Q1和Q4。此时，电流仍会流过反向续流二极管。此时Q1、Q3会短暂导通，达到快速衰减电流的目的；

第二种：准备停车时，关闭Q1，开启Q2。此时电流不会衰减得很快。电流在Q2、M、Q4之间循环，通过MOS-FET的内阻消耗电能；

应用

在实际使用中，用分立元件制作H桥是非常麻烦的。市场上常用的IC方案有很多，比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。连接电源和电机，然后输入控制信号来驱动电机；

下面是某宝上的L298N模块，比较常见，对新手玩家很友好，接线也很简单；

L298N模块

该模块具有一个板载5V 稳压器，可以使用跳线启用。

如果电机供电电压高达12V，我们可以启用5V稳压器，并且5V引脚可以用作输出，例如为Arduino板供电。

但是，如果电机电压大于12V，则必须断开跳线，因为这些电压可能会损坏板载5V 稳压器。

在这种情况下，5V 引脚将用作输入，因为我们需要将其连接到5V 电源以使IC 正常工作。

我们可以注意到，该IC的压降约为2V。因此，如果我们使用12V 电源，电机端子上的电压将在10V 左右，这意味着我们将无法从12V 直流电机获得最大速度。

这里我们以Arduino为例。这是网上找到的一个Demo。整体框架如下图所示；

建筑学

#定义enA 9

#定义在1 6

#定义在2 7

#定义按钮4

int rotDirection=0;

int 按下=false;

无效设置（）{

pinMode(enA, 输出);

引脚模式（输入1，输出）；

pinMode（输入2，输出）；

pinMode（按钮，输入）；

//设置初始旋转方向

digitalWrite(in1, 低);

digitalWrite(in2, 高);

}

无效循环（）{

//读取电位器值

int potValue=AnalogRead(A0);

//将电位计值从0 映射到255

int pwmOutput=地图(potValue, 0, 1023, 0, 255);

//发送PWM 信号到L298N 使能引脚

AnalogWrite(enA, pwmOutput);

//读取按钮- 去抖

if (digitalRead(button)==true) {

按下=！按下；

}

while (digitalRead(button)==true);

延迟（20）；

//如果按下按钮- 改变旋转方向

if (pressed==true rotDirection==0) {

digitalWrite(in1, 高);

digitalWrite(in2, 低);

旋转方向=1;

延迟（20）；

}

//如果按下按钮- 改变旋转方向

if (pressed==false rotDirection==1) {

digitalWrite(in1, 低);

digitalWrite(in2, 高);

旋转方向=0;

延迟（20）；

}

}

简单说明：首先我们需要定义程序所需的引脚和变量。

在setup()中，我们需要设置引脚模式和电机的初始旋转方向。

在loop()中，我们首先读取电位器的值，然后将从0到1023获得的值线性映射到PWM信号的0到255的值，占空比从0到100%。

然后使用analogWrite()函数将PWM信号发送到L298N板的Enable引脚，该引脚实际上驱动电机。

接下来，我们检查按钮是否被按下，如果是，则反转输入1 和输入2 的状态，从而改变电机的旋转方向。该按钮将充当切换按钮，每次按下时都会改变电机的旋转方向。

傲宝上有很多这样的车，如下图；主控可用51单片机或STM32代替。当然，Arduino没问题。使用L298N可以快速打造一辆汽车；

某辆车

总结

本文简单介绍了H桥的原理，并以直流电机为例简单介绍了驱动器的现状。整体比较简单，适合新手玩家。最后给出一个基于Arduino和L298N的驱动示例，仅供参考。

编辑：hfy