電機(jī)驅(qū)動(dòng)器：H橋拓?fù)浜头较蚩刂?/p>

任何電子設(shè)備/機(jī)器中最常用的執(zhí)行器將是螺線管，氣動(dòng)和液壓系統(tǒng)旁邊的電機(jī)。從手機(jī)內(nèi)部的簡(jiǎn)單振動(dòng)電機(jī)到CNC機(jī)床中的復(fù)雜步進(jìn)電機(jī)，這些直流機(jī)床隨處可見。要使用微控制器或處理器控制電機(jī)，我們需要一種稱為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或電機(jī)控制器的東西。根據(jù)電機(jī)類型和所需控制類型，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的類型也會(huì)發(fā)生變化。在本文中，我們將僅關(guān)注直流電機(jī)以及如何使用具有最流行的H橋拓?fù)涞碾姍C(jī)驅(qū)動(dòng)器來控制直流電機(jī)。這種技術(shù)將幫助我們驅(qū)動(dòng)小型或大型直流電機(jī)，并控制其方向。

什么是電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC是一種集成電路芯片，用作自主機(jī)器人和嵌入式電路中的電機(jī)控制裝置。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器無(wú)疑是使電機(jī)按照給定的指令或輸入(高和低)移動(dòng)的東西。它監(jiān)聽來自控制器/處理器的低電壓，并控制需要高輸入電壓的實(shí)際電機(jī)。簡(jiǎn)而言之，電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC根據(jù)從控制器接收的命令或指令來控制電機(jī)的方向。許多電機(jī)驅(qū)動(dòng)器遵循不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在本文中，我們將重點(diǎn)介紹電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC中使用的流行H橋拓?fù)洹?/p>

為什么我們需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC

隨著世界每天都在見證新技術(shù)，自主機(jī)器人就是其中之一。我們?cè)谧灾鳈C(jī)器人中使用這些IC主要是為了控制它們。與電機(jī)不同，微處理器在低電平電壓/電流下工作。微控制器的工作電壓為5V或3.3V，但一個(gè)像樣的直流電機(jī)需要5V或12V才能工作。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC器 在這種情況下，如果我們想為電機(jī)供電，我們需要高電壓。但我們知道微處理器輸出很低，它無(wú)法從其I/ O引腳提供足夠的功率來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。為了將這種電壓/電流從微處理器提供給電機(jī)，我們需要在電機(jī)和控制器之間安裝該電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作原理

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收來自微處理器的信號(hào)，最終將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳輸?shù)诫姍C(jī)。它有兩個(gè)電壓引腳(VCC1和VCC2)，其中一個(gè)用于打開電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，另一個(gè)引腳用于通過該電機(jī)IC將電壓施加到電機(jī)上。該電機(jī)IC將根據(jù)從微處理器接收的輸入波連續(xù)切換輸出信號(hào)。 小型IC發(fā)送它接收到的信號(hào)，但它不會(huì)改變信號(hào)的值。例如，如果微處理器向驅(qū)動(dòng)IC發(fā)送高電平輸入(1)，則驅(qū)動(dòng)IC將傳遞相同的高電平(1)，盡管它是一個(gè)輸出引腳。H橋電路如下圖所示。四個(gè)開關(guān)將形成"H"形，這四個(gè)開關(guān)用于使能/禁用電源。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)

現(xiàn)在，在第一種情況下，當(dāng)S1和S4開關(guān)關(guān)閉，S3和S2打開時(shí)，電壓將從S1開關(guān)傳遞到電機(jī)，然后傳遞到S4。因此，我們有一個(gè)完整的電路，允許電流通過S1和S4從V流向M。這種狀態(tài)在S1和S4開關(guān)條件下會(huì)短路。在這種情況下，電機(jī)將處于ON狀態(tài)，并且電機(jī)的方向?qū)㈨槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)。

逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)

進(jìn)入"下一步"狀態(tài)，當(dāng)我們通過提供電壓輸入來啟用S3和S2時(shí)，S1和S4開關(guān)將關(guān)閉，電壓從S3和S2傳播。通過啟用兩個(gè)并聯(lián)開關(guān)，這也是一個(gè)正連接，但電機(jī)的旋轉(zhuǎn)將沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

如何關(guān)閉電機(jī)(制動(dòng))

要關(guān)閉電機(jī)，我們可以關(guān)閉電壓源，也可以打開電機(jī)中的所有開關(guān)。請(qǐng)注意，您一次只能打開兩個(gè)并聯(lián)連接的交換機(jī)。而當(dāng)我們關(guān)閉S1和S3開關(guān)時(shí)，電機(jī)只會(huì)接收到來自兩側(cè)的正信號(hào)，沒有方向發(fā)送接地信號(hào)。結(jié)果，電機(jī)將進(jìn)入"失速"狀態(tài)。電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向?qū)⒒谖覀兘o出的輸入以及我們?cè)陔娐分写蜷_的開關(guān)。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC的優(yōu)點(diǎn)

高級(jí)功能和更好的性能

該電路易于操作。因此，我們可以使用輸入輕松控制機(jī)器人。

它也可用于自主和商業(yè)機(jī)器人。

電機(jī)處理大電流。由于這種電流，IC被加熱，我們需要一個(gè)散熱器來減少加熱。

我們?cè)谠撾娐分惺褂?個(gè)電容器，以避免在一個(gè)方向上使用電機(jī)時(shí)電壓波動(dòng)，以及當(dāng)我們采取相反方向時(shí)突然波動(dòng)。這可以作為方向轉(zhuǎn)移器而不會(huì)丟失。

審核編輯：湯梓紅