电机驱动器简介：H桥拓扑和方向控制

电机驱动器：H桥拓扑和方向控制

任何电子设备/机器中最常用的执行器将是螺线管，气动和液压系统旁边的电机。从手机内部的简单振动电机到CNC机床中的复杂步进电机，这些直流机床随处可见。要使用微控制器或处理器控制电机，我们需要一种称为电机驱动器或电机控制器的东西。根据电机类型和所需控制类型，电机驱动器的类型也会发生变化。在本文中，我们将仅关注直流电机以及如何使用具有最流行的H桥拓扑的电机驱动器来控制直流电机。这种技术将帮助我们驱动小型或大型直流电机，并控制其方向。

什么是电机驱动IC

电机驱动器IC是一种集成电路芯片，用作自主机器人和嵌入式电路中的电机控制装置。电机驱动器无疑是使电机按照给定的指令或输入(高和低)移动的东西。它监听来自控制器/处理器的低电压，并控制需要高输入电压的实际电机。简而言之，电机驱动IC根据从控制器接收的命令或指令来控制电机的方向。许多电机驱动器遵循不同的拓扑结构，在本文中，我们将重点介绍电机驱动IC中使用的流行H桥拓扑。

为什么我们需要电机驱动IC

随着世界每天都在见证新技术，自主机器人就是其中之一。我们在自主机器人中使用这些IC主要是为了控制它们。与电机不同，微处理器在低电平电压/电流下工作。微控制器的工作电压为5V或3.3V，但一个像样的直流电机需要5V或12V才能工作。

电机驱动IC器 在这种情况下，如果我们想为电机供电，我们需要高电压。但我们知道微处理器输出很低，它无法从其I/ O引脚提供足够的功率来驱动电机。为了将这种电压/电流从微处理器提供给电机，我们需要在电机和控制器之间安装该电机驱动IC

电机驱动器的工作原理

电机驱动器接收来自微处理器的信号，最终将转换后的信号传输到电机。它有两个电压引脚(VCC1和VCC2)，其中一个用于打开电机驱动器，另一个引脚用于通过该电机IC将电压施加到电机上。该电机IC将根据从微处理器接收的输入波连续切换输出信号。 小型IC发送它接收到的信号，但它不会改变信号的值。例如，如果微处理器向驱动IC发送高电平输入(1)，则驱动IC将传递相同的高电平(1)，尽管它是一个输出引脚。H桥电路如下图所示。四个开关将形成"H"形，这四个开关用于使能/禁用电源。

电机驱动电路

顺时针方向旋转

现在，在第一种情况下，当S1和S4开关关闭，S3和S2打开时，电压将从S1开关传递到电机，然后传递到S4。因此，我们有一个完整的电路，允许电流通过S1和S4从V流向M。这种状态在S1和S4开关条件下会短路。在这种情况下，电机将处于ON状态，并且电机的方向将顺时针旋转。

逆时针方向旋转

进入"下一步"状态，当我们通过提供电压输入来启用S3和S2时，S1和S4开关将关闭，电压从S3和S2传播。通过启用两个并联开关，这也是一个正连接，但电机的旋转将沿逆时针方向旋转。

如何关闭电机(制动)

要关闭电机，我们可以关闭电压源，也可以打开电机中的所有开关。请注意，您一次只能打开两个并联连接的交换机。而当我们关闭S1和S3开关时，电机只会接收到来自两侧的正信号，没有方向发送接地信号。结果，电机将进入"失速"状态。电机旋转的方向将基于我们给出的输入以及我们在电路中打开的开关。

电机驱动IC的优点

高级功能和更好的性能

该电路易于操作。因此，我们可以使用输入轻松控制机器人。

它也可用于自主和商业机器人。

电机处理大电流。由于这种电流，IC被加热，我们需要一个散热器来减少加热。

我们在该电路中使用4个电容器，以避免在一个方向上使用电机时电压波动，以及当我们采取相反方向时突然波动。这可以作为方向转移器而不会丢失。

审核编辑：汤梓红