全面解析电机驱动芯片A4950及H桥电路,主要分为以下几个方面:
一、H桥电路基础知识
1.原理图(以全NMOS管为例)
2. H桥工作模式
正转模式
当Q1、Q4的栅极为高电平,Q2、Q3为低电平时,Q1,Q4导通,如下图所示,电机正向旋转。
反转模式
当Q2、Q3的栅极为高电平,Q1、Q4为低电平时,Q2,Q3导通,如下图所示,电机反向旋转。
3.补充
★ H桥中绝对不能出现同侧(左侧/右侧)的FET同时导通的情况,因为这样会导致电流不经过电机直接到地,(关注:硬件笔记本)形成短路!因此在状态切换时需要一步一步来,而集成H桥的芯片一般会在内部自动解决这个问题(利用死区控制),如下图所示:在正转和制动之间切换时,会有一个过渡状态(OFF)。
★ 此处还需补充一个知识:MOS管的高端与低端驱动。简单来说,高端驱动即MOS管在负载的高电位一端;相反低端驱动即MOS管在负载的低电位一端。如下图所示:Q1、Q3为高端驱动,Q2、Q4为低端驱动。在H桥中也常常被称为上臂和下臂。
★ 驱动电压越大,转速越快;电流越大,扭矩越大;
★ 当扭矩<负载时,电机转速会下降,电流上升从而增大扭矩。当负载非常大,电机带不动从而停止转动时(堵转),电流达到最大值,此时需特别注意,很有可能烧坏电机驱动。