应用案例

mos管控制电机正反转，究竟怎么做到的？

发布时间：2024-10-13编辑：pdmos浏览：0次

概述

在现代电子设备中，直流电机的正反转控制是一个非常重要的课题。通过使用MOS管（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）构建H桥电路，可以实现对电机转动方向的精确控制。本文将详细介绍如何利用mos管实现电机的正反转，并阐述其原理和工作流程。

一、H桥电路的基本原理

H桥电路因其形状酷似字母“H”而得名。它由四个mos管组成，其中两个是P型MOS管（通常标记为Q1和Q2），另外两个是N型MOS管（通常标记为Q3和Q4）。这四颗MOS管共同作用，可以改变通过电机的电流方向，从而控制电机的正反转。

H桥电路的基本原理设计图

二、MOS管工作原理

1. N型MOS管和P型MOS管的区别

（1）N型MOS管：栅极为高电平时导通，低电平时截止。适用于源极接电源负极（0V）的控制电路。
（2）P型MOS管：栅极为低电平时导通，高电平时截止。适用于源极接电源正极（VCC）的控制电路。

电机驱动板上的mos管应用

2. 栅极电压控制

MOS管是一种电压控制元件，栅极几乎不消耗电流，仅通过电压变化来控制导通与截止状态。

MOS管在电机H桥电路的基本原理设计图

三、电机正反转控制逻辑

通过调节H桥电路中上下桥臂MOS管的导通与截止状态，可以实现电机的正反转控制：

1. 正向转动

（1）设置状态：高电平（VCC）施加于Q1和Q4，低电平（0V）施加于Q2和Q3。
（2）电流路径：电流从电源正极经过Q1，流过电机到Q4，最后回到电源负极。电机顺时针转动。

2. 反向转动

（1）设置状态：高电平（VCC）施加于Q2和Q3，低电平（0V）施加于Q1和Q4。
（2）电流路径：电流从电源正极经过Q2，流过电机到Q3，最后回到电源负极。电机逆时针转动。

3. 停止状态

（1）设置状态：低电平（0V）施加于所有MOS管的栅极或保持对角线MOS管同时导通。
（2）电流路径：电机两端电位相同，没有电流流过电机，电机停转。

直流电机驱动H桥电路模块示意图

四、自举电路的作用

  在某些情况下，尤其是当需要驱动高压侧MOS管时，由于单片机输出电压可能不足以直接驱动上桥臂MOS管，此时可以使用自举电路来解决这一问题。自举电路通过在开关导通期间提高栅极电压，确保MOS管能够正常导通。

五、实际应用中的注意事项

1. 散热问题

  大功率MOS管在导通时会产生热量，应考虑适当的散热措施，如添加散热片或风扇。

2. 驱动能力

  根据应用需求选择合适的驱动器芯片，确保能够提供足够的电流以驱动MOS管。

3. PWM调速

  通过调整PWM信号的占空比，可以精确控制电机的转速，从而实现更细腻的速度调节功能。

H桥电路驱动电机实例应用二