有刷直流电机驱动后的BTL放大器应用案例

BTL（Bridged Transformer Less，也有其他一些解释）放大器最初是将立体声放大器的两个输出连接到扬声器，用正相驱动一个输出，用反相驱动另一个输出，以作为单声道放大器使用的方法。本文中要介绍的是将其应用于有刷直流电机驱动后的方法。使用了BTL放大器的驱动分为电压驱动和电流驱动两种。先来看电压驱动。

前面已经介绍过一些使用H桥电路驱动有刷直流电机的方法示例，接下来介绍“使用BTL放大器电路驱动有刷直流电机的方法”。BTL（Bridged Transformer Less，也有其他一些解释）放大器最初是将立体声放大器的两个输出连接到扬声器，用正相驱动一个输出，用反相驱动另一个输出，以作为单声道放大器使用的方法。本文中要介绍的是将其应用于有刷直流电机驱动后的方法。使用了BTL放大器的驱动分为电压驱动和电流驱动两种。先来看电压驱动。

使用BTL放大器电路驱动有刷直流电机：线性电压驱动

下图是以线性电压驱动有刷直流电机的BLT放大器电路图。

该电路通过控制施加在两个输入（IN1、IN2）上的直流电压，来控制施加在电机上的直流电压（OUT1、OUT2）和电流的方向。该示例电路包括输入级放大器和与其连接的两个输出级功率放大器。电机连接在两个输出之间，如图所示。

下面解释一下该电路的工作。由输出M0、输入IN1和IN2组成的输入级放大器是简单的差分放大器。因此，如下所示，M0是通过将施加到IN1和IN2的电压之间的差乘以取决于R2/R1的增益并加上Vref而得到的电压。

VM0＝(R2/R1)×(VIN2－VIN1)＋Vref

来看输出级功率放大器的输入M0（=输入级放大器的输出）与各输出（OUT1和OUT2）之间的关系。由于与输入级放大器一样由差分放大器组成，因此它们的关系如下。由于OUT1放大器在反相输入端接收M0，而OUT2放大器在同相输入端接收M0，因此输入电压差的项是不同的。

VOUT1＝（R4/R3）×（Vref－VM0）＋VM/2

VOUT2＝（R4/R3）×（VM0－Vref）＋VM/2

将求出VM0的第一个公式代入这些公式中，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与OUT2之间的电压差如下：

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

上面的公式表示，当IN1的电压高于IN2的电压时，由于OUT2低于OUT1，因此电流从OUT1流向OUT2，反之，电流则从OUT2流向OUT1。施加到电机上的电压是将IN1和IN2之间的电压差乘以电压增益2×（R4/R3）×（R2/R1）所得的值。这样，就可以控制电机的正转和反转了。

如果使IN1和IN2具有相同的电压，则OUT1和OUT2的电压也会相同（=VM/2），因此可以将它们置于短路制动状态。但是，如果放大器存在失调情况，则输出电压差不会完全为零，因此可能需要进行调整。

该电路无法处于开路状态。要想创建开路状态，需要另行配置电路。

下次，我们计划介绍使用BTL放大器的有刷直流电机的线性电流驱动。

编辑：hfy