有刷直流電機驅動后的BTL放大器應用案例

BTL（Bridged Transformer Less，也有其他一些解釋）放大器最初是將立體聲放大器的兩個輸出連接到揚聲器，用正相驅動一個輸出，用反相驅動另一個輸出，以作為單聲道放大器使用的方法。本文中要介紹的是將其應用于有刷直流電機驅動后的方法。使用了BTL放大器的驅動分為電壓驅動和電流驅動兩種。先來看電壓驅動。

前面已經介紹過一些使用H橋電路驅動有刷直流電機的方法示例，接下來介紹“使用BTL放大器電路驅動有刷直流電機的方法”。BTL（Bridged Transformer Less，也有其他一些解釋）放大器最初是將立體聲放大器的兩個輸出連接到揚聲器，用正相驅動一個輸出，用反相驅動另一個輸出，以作為單聲道放大器使用的方法。本文中要介紹的是將其應用于有刷直流電機驅動后的方法。使用了BTL放大器的驅動分為電壓驅動和電流驅動兩種。先來看電壓驅動。

使用BTL放大器電路驅動有刷直流電機：線性電壓驅動

下圖是以線性電壓驅動有刷直流電機的BLT放大器電路圖。

該電路通過控制施加在兩個輸入（IN1、IN2）上的直流電壓，來控制施加在電機上的直流電壓（OUT1、OUT2）和電流的方向。該示例電路包括輸入級放大器和與其連接的兩個輸出級功率放大器。電機連接在兩個輸出之間，如圖所示。

下面解釋一下該電路的工作。由輸出M0、輸入IN1和IN2組成的輸入級放大器是簡單的差分放大器。因此，如下所示，M0是通過將施加到IN1和IN2的電壓之間的差乘以取決于R2/R1的增益并加上Vref而得到的電壓。

VM0＝(R2/R1)×(VIN2－VIN1)＋Vref

來看輸出級功率放大器的輸入M0（=輸入級放大器的輸出）與各輸出（OUT1和OUT2）之間的關系。由于與輸入級放大器一樣由差分放大器組成，因此它們的關系如下。由于OUT1放大器在反相輸入端接收M0，而OUT2放大器在同相輸入端接收M0，因此輸入電壓差的項是不同的。

VOUT1＝（R4/R3）×（Vref－VM0）＋VM/2

VOUT2＝（R4/R3）×（VM0－Vref）＋VM/2

將求出VM0的第一個公式代入這些公式中，整理后如下：

VOUT1＝（R4/R3）×（R2/R1）×（VIN1－VIN2）＋VM/2

VOUT2＝（R4/R3）×（R2/R1）×（VIN2－VIN1）＋VM/2

因此，OUT1與OUT2之間的電壓差如下：

VOUT1－VOUT2＝2×（R4/R3）×（R2/R1）×（VIN1－VIN2）

上面的公式表示，當IN1的電壓高于IN2的電壓時，由于OUT2低于OUT1，因此電流從OUT1流向OUT2，反之，電流則從OUT2流向OUT1。施加到電機上的電壓是將IN1和IN2之間的電壓差乘以電壓增益2×（R4/R3）×（R2/R1）所得的值。這樣，就可以控制電機的正轉和反轉了。

如果使IN1和IN2具有相同的電壓，則OUT1和OUT2的電壓也會相同（=VM/2），因此可以將它們置于短路制動狀態(tài)。但是，如果放大器存在失調情況，則輸出電壓差不會完全為零，因此可能需要進行調整。

該電路無法處于開路狀態(tài)。要想創(chuàng)建開路狀態(tài)，需要另行配置電路。

下次，我們計劃介紹使用BTL放大器的有刷直流電機的線性電流驅動。

編輯：hfy