全桥驱动原理
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半桥电路和全桥驱动芯片1. 引言1.1 简介半桥电路和全桥驱动芯片是电子领域中常用的电路和芯片,用于驱动各种电力设备和电机。
半桥电路通过控制半导体器件的通断来实现对电机的控制,常用于单向转动的电机驱动;全桥驱动芯片则可以实现对双向转动电机的精细控制,具有更高的效率和精度。
半桥电路和全桥驱动芯片在工业、汽车、航空航天等各个领域都有着广泛的应用。
在汽车领域,半桥电路可以用于控制汽车的电动窗户、天窗等设备;全桥驱动芯片则可以用于控制电动汽车的电机,提高汽车的性能和节能效果。
这两种驱动方案的出现,提高了电机控制的精度和效率,为各种电力设备的应用提供了更多的选择。
在未来,随着电动化趋势的加速和自动化技术的不断发展,半桥电路和全桥驱动芯片的应用领域将会更加广泛,为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。
1.2 应用领域半桥电路和全桥驱动芯片广泛应用于各种电力电子系统中。
它们在电机驱动、电动汽车、充电桩、UPS等领域中起到至关重要的作用。
在电机驱动系统中,半桥电路和全桥驱动芯片可以提供高效的电机控制,实现电机的快速启动和精确控制。
在电动汽车和充电桩中,半桥电路和全桥驱动芯片可以实现电池充电和电机驱动功能,提高系统的整体效率和性能。
在UPS系统中,半桥电路和全桥驱动芯片可以提供可靠的电力转换功能,确保电力系统的稳定运行。
半桥电路和全桥驱动芯片在各种电力电子系统中都有着广泛的应用前景,将会在未来的发展中发挥越来越重要的作用。
1.3 意义半桥电路和全桥驱动芯片作为电子领域中非常重要的组件,在现代电路设计中发挥着至关重要的作用。
它们在各种电子设备中都有广泛的应用,例如电动汽车驱动系统、直流电机控制系统、变频空调控制系统等。
在这些应用领域中,半桥电路和全桥驱动芯片能够有效地控制电流和电压,实现电子设备的高效工作。
半桥电路和全桥驱动芯片的意义在于它们能够提高电子设备的性能和可靠性。
通过合理设计和选择适合的驱动方案,可以有效地提高设备的工作效率,降低能耗,延长设备的使用寿命,同时减少故障率,提高设备的稳定性和可靠性。
全桥电路原理
全桥电路原理如下:
全桥电路是一种电路配置,用于将直流电源转换为交流电源,同时可以改变交流电的频率。
该电路由四个电子器件组成,分别是两个开关管(一般为MOSFET或IGBT)和两个二极管。
这四个器件被连接为一个桥,因此得名“全桥电路”。
在工作过程中,开关管被控制以周期性地打开和关闭,这样交流电就能够通过开关管流过桥路,进而输出到负载上。
当开关管关闭时,二极管会导通,以保证电流的连续流动。
开关管的打开和关闭可以根据需要来改变交流电的频率和幅值。
全桥电路采用自激振荡式工作原理,其频率由开关管的开关频率确定。
当开关管关闭时,桥路中的电感储存能量。
当开关管打开时,储存的能量释放到负载上,从而形成周期性的交流电。
通过调节开关管的开关频率和占空比,可以改变交流电的频率和幅值。
因此,全桥电路可以根据需要来输出不同频率和幅值的交流电,常用于交流电力变换、电机驱动等应用中。
总结起来,全桥电路是通过控制开关管的开关来实现直流电向交流电的转换,能够输出不同频率和幅值的交流电。
它在很多领域都有广泛的应用,是一种常见且重要的电路配置。
全桥电机驱动电路的工作原理详解本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March全桥电机驱动电路的工作原理详解在电路设计当中,全桥的作用非常重要,当桥式整流电路当中的四个二极管封装在一起时就构成了全桥电路,而全桥电路实际上就是我们常说的 H 桥电路。
本篇文章将主要介绍 H 桥电机驱动的工作原理,从逆时针和顺时针两个方面来进行全面的分析。
图 1 H 桥式电机驱动电路图 1 中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H 桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母 H。
4 个三极管组成 H 的 4 条垂直腿,而电机就是 H 中的横杠(注意:图 1 及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来。
如上图所示,H 桥式电机驱动电路包括 4 个三极管和一个电机。
要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如,如图 2 所示,当Q1 管和 Q4 管导通时,电流就从电源正极经 Q1 从左至右穿过电机,然后再经Q4 回到电源负极。
按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
图 2 H 桥电路驱动电机顺时针转动当三极管 Q1 和 Q4 导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。
图 3 H 桥电路驱动电机逆时针转动图 3 所示为另一对三极管 Q2 和 Q3 导通的情况,电流将从右至左流过电机。
当三极管 Q2 和 Q3 导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。
使能控制和方向逻辑驱动电机时,保证 H 桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。
如果三极管 Q1 和 Q2 同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。
H桥电机驱动的工作原理 - 电动机在电路设计当中,全桥的作用非常重要,当桥式整流电路当中的四个二极管封装在一起时就构成了全桥电路,而全桥电路实际上就是我们常说的H桥电路。
本篇文章将主要介绍H桥电机驱动的工作原理,从逆时针和顺时针两个方面来进行全面的分析。
图1 H桥式电机驱动电路图1中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母H.4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图1及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来。
如上图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如,如图2所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。
按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
图2 H桥电路驱动电机顺时针转动当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。
图3 H桥电路驱动电机逆时针转动图3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。
当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。
使能控制和方向逻辑驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。
如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。
此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。
图4 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。
步进电机驱动之全桥驱动与斩波恒流先看两相绕组的全桥驱动电路,四路基本相同的驱动电路,抓取一组电路来分析:全桥驱动电路,其中Q7和Q8基极和发射极短接,相当于一个反向的二极管。
为了便于分析,将原理图简化后如下所示:查看IM2000S芯片手册,对全桥驱动芯片输入脚的定义如下:以上四个输入端:B相高低端全桥控制信号,用来控制离散的PN,NN的全桥或者半桥IC. 从上述可以知道,输出的是一个离散量,那么,是怎样控制电机,使电机获得一个sin和cos 的电流信号而驱动电机的呢?这里要深入理解一个概念:斩波恒流!斩波恒流的原理是:当环形分配器导通的时候,IC2使得TL和TH导通,电源通过TH和TL 和电机向下有电流输出,此时R左端的电压上升,当电流上升到给定电平时,比较器反转,输出为低,使得IC1截止,此时电感使电流缓慢下降,此时通过TL采样的电压变低,当电压低于给定电平时候,比较器反转,使得IC1再次导通,这样可以快速的波动,而使电感上的电流保持一个恒定的值。
当环形分配器给出低电平时,IC1和IC2截止,电流通过D2流入电源,从而实现节能。
此时,再看上图,会发现:1、BHO和ALO为一个通路,AHO和BLO为一个通路,实现电流的正向和反向。
2、BHO和AHO的开关频率会比BL0,ALO大很多,BL0和ALO只有在正向和负方向反转的时候出现跳变,而BHO和AHO的频率会很快以实现恒流。
这里值得注意的一点是,上述过程仅仅是在一个细分时候,一个数模转换量上保持的恒流。
如果整步为256细分,则在256细分的每一个细分阶段实际上过程就是上文红色字体运行一遍的一个过程,而要使整个电机转动一圈,则需要完成一个SIN和COS的整个过程,如果上面的过程仍然无法理解,请参看步进电机细分方面的内容。
从整个驱动电路的系统上看,整个闭环是按照如下进行工作的:1、TC1002发出一个启动信号,使得全桥驱动芯片导通A+的MOS1和A-的MOS2形成回路,此时在A-上采集的电压通过比较器与正弦信号输出的给定参考电压形成对比,当电压超过参考电压时,比较器翻转,翻转信号反馈给TC1002,然后低电平的信号反馈给A+的MOS1,此时MOS关闭,电机上的电流通过A+的MOS1流回电源,从而完成周而复始的完成整步的1/N的一次恒流。
基本概念H桥(H-Bridge), ,即全桥(因外形与H相似故得名),常用于(DC-AC转换,即直流变交流)。
通过开关的开合,将直流电(来自电池等)逆变为某个频率或可变频率的交流电,用于驱动交流电机(等)。
工作原理控制方式H桥的控制主要分为近似方波控制和(PWM)和级联多电平控制。
近似方波控制即quasi-square-wave-control, 输出波形比正负交替方波多了一个零电平(3-level),大为减少。
优点是开关频率较低,缺点是谐波成分高,需要滤波器的成本大。
脉冲宽度调制即Pulse width modulation,分为单极性和双极性pwm. 随着开关频率的升高,输出电压电流波形趋于正弦,谐波成分减小,但是高开关频率带来一系列问题:开关损耗大,电机绝缘压力大,发热等等。
多电平即multi-level inverter,采用级联H桥的方式,使得在同等开关频率下谐波失真降到最小,甚至不需要用滤波器,获得良好的近似正弦输出波形。
应用于直流电机采用以上方法,电机的运转就只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。
如果DIR-L信号为0,DIR-R信号为1,并且使能信号是1,那么三极管Q1和Q4导通,电流从左至右流经电机(如图4.16所示);如果DIR-L信号变为1,而DIR-R信号变为0,那么Q2和Q3将导通,电流则反向流过电机。
图4.16 使能信号与方向信号的使用实际使用的时候,用分立元件制作H桥是很麻烦的,市面上有很多封装好的H桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就可以使用了,在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。
比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。
附两张分立元件的H桥驱动电路:。
桥式电机驱动电路原理引言:桥式电机驱动电路是一种常见的电机驱动方式,它通过合理的电路设计和控制,能够实现电机的正反转和速度控制。
本文将详细介绍桥式电机驱动电路的原理和工作方式。
一、桥式电机驱动电路的基本原理桥式电机驱动电路是由四个开关器件和一个直流电源组成的。
其中两个开关器件串联连接,形成上桥臂,另外两个开关器件串联连接,形成下桥臂。
电机则连接在上桥臂和下桥臂之间。
通过控制开关器件的导通和断开,可以实现电机的正反转和速度控制。
二、桥式电机驱动电路的工作方式1. 正转:当上桥臂的两个开关器件导通,下桥臂的两个开关器件断开时,电流从电源经过上桥臂,进入电机的一端,然后从电机的另一端返回电源,形成一个闭合的电路。
这样电机就会正常工作,实现正转。
2. 反转:当下桥臂的两个开关器件导通,上桥臂的两个开关器件断开时,电流从电源经过下桥臂,进入电机的一端,然后从电机的另一端返回电源,形成一个闭合的电路。
这样电机就会反转。
3. 制动:当上桥臂的两个开关器件断开,下桥臂的两个开关器件导通时,电流被短路,形成一个制动电阻网络。
这样电机的动能会被耗散,实现制动效果。
4. 制动释放:当上桥臂的两个开关器件导通,下桥臂的两个开关器件断开时,制动电阻网络断开,电机可以自由运转。
三、桥式电机驱动电路的优点1. 高效性:桥式电机驱动电路可以最大程度地利用电能,提高电机的效率。
2. 精确性:通过控制开关器件的导通和断开,可以精确地控制电机的正反转和速度。
3. 稳定性:桥式电机驱动电路可以提供稳定的电流和电压输出,保证电机的稳定运行。
4. 可靠性:桥式电机驱动电路采用了多个开关器件,当一个开关器件失效时,其他开关器件仍然可以正常工作,提高了电路的可靠性。
四、桥式电机驱动电路的应用桥式电机驱动电路广泛应用于各种电机驱动系统中,如电动车、机械设备等。
它不仅可以实现电机的正反转和速度控制,还可以提高电机的效率和可靠性。
结论:桥式电机驱动电路是一种高效、精确、稳定和可靠的电机驱动方式。
桥式电机驱动电路原理
桥式电机驱动电路原理
桥式电机驱动电路是一种常用的直流电机驱动方式,它可以使直流电
机正反转,并且可以控制电机的转速。
桥式电机驱动电路由四个晶体
管组成,其中两个晶体管为NPN型晶体管,另外两个为PNP型晶体管。
这四个晶体管按照一定的连接方式组成了一个桥式结构。
桥式结构由一个上桥臂和一个下桥臂组成,每个桥臂都有两个晶体管。
在上桥臂中,一个NPN型晶体管与一个PNP型晶体管串联起来,同
时另外一个NPN型晶体管与另外一个PNP型晶体管串联起来。
在下
桥臂中也是同样的连接方式。
当输入信号为高电平时,上下桥臂中的NPN型晶体管导通,而PNP
型晶体管截止;当输入信号为低电平时,上下桥臂中的PNP型晶体管导通,而NPN型晶体管截止。
这样就可以控制直流电机正反转了。
同时,在控制直流电机速度时,可以通过改变输入信号的占空比来实现。
占空比越大,则输出功率越大,直流电机转速也越快;占空比越小,则输出功率越小,直流电机转速也越慢。
桥式电机驱动电路的优点是可以实现直流电机正反转和速度控制,并且具有较高的效率。
但是,由于需要四个晶体管,所以成本较高。
同时,在控制信号频率较高时,晶体管可能会发生失调现象,影响电路稳定性。
总的来说,桥式电机驱动电路是一种常用的直流电机驱动方式,在工业自动化等领域得到了广泛应用。
在设计和使用时需要注意其特点和局限性,以保证系统的稳定性和可靠性。
全桥驱动电路工作原理
嘿,朋友们!今天咱就来好好唠唠全桥驱动电路工作原理。
你想啊,全桥驱动电路就像是一个特别厉害的指挥官!比如说,咱家里的那些电器,它们能正常工作,可都得靠全桥驱动电路在背后指挥呢!
它是怎么工作的呢?简单来说,就是通过巧妙地控制电流的流向,来让电器乖乖听话。
咱就拿一个小电机来举例子吧!全桥驱动电路可以让电流一会儿从这边流进去,一会儿又从那边流进去,就像个聪明的交通指挥员,指挥着车辆有序地来来往往,从而让电机顺利地转动起来。
这是不是特别神奇?嘿,你再想想,要是没有全桥驱动电路,那这些电器不就乱套啦?就好比一个球队没有教练,那还怎么打比赛呢!“哇塞,这全桥驱动电路可真是太重要啦!”你是不是也这样觉得?
咱接着说啊,它里面的那些元件就像是一个个小士兵,听从指挥官的命令,一丝不苟地执行任务呢!比如说那些晶体管,它们开关的速度那叫一个快,可机灵了!这不就跟咱人一样嘛,在自己的岗位上努力工作,为了一个共同的目标——让电器正常运行。
全桥驱动电路工作起来真的很有一套,它能让能量传输得高效又稳定。
“哎呀呀,这可真是太妙了吧!”而且啊,它还特别耐用,只要你正常使用和维护,它就能一直为你服务呢。
你说,这多靠谱呀!
总之啊,全桥驱动电路就是电器世界里的大功臣,没有它,咱的生活可就没那么方便啦!它的工作原理虽然有点复杂,但真的很值得我们去深入了解和探索呀!。
驱动桥工作原理
驱动桥(Drive Bridge)是一种常见的电子设备,用于控制和驱动电机。
驱动桥的工作原理基于电路中的激励信号和电机的旋转角度之间的关系。
以下是驱动桥的基本工作原理:
1. 输入信号:驱动桥通常接收来自微处理器或其他控制器的输入信号,以控制电机的速度和方向。
这些输入信号通常呈脉冲宽度调制(PWM)的形式,以产生可变的电压和频率。
2. H桥电路:驱动桥使用H桥电路的配置,它由四个开关器件(通常是MOSFET或IGBT)组成,分为上半桥和下半桥。
上半桥由两个开关器件组成,负责控制电机的正向运动,而下半桥由另外两个开关器件组成,负责控制电机的反向运动。
3. 控制信号:通过控制H桥上下半桥的开关器件,驱动桥可以实现电机的正向和反向旋转。
当输入信号为高电平时,上半桥的一个开关器件开启,而另一个关闭,从而通过电枢产生磁场,导致电机旋转。
当输入信号为低电平时,下半桥的一个开关器件开启,而另一个关闭,使电机在相反的方向旋转。
4. 驱动电机:通过周期性地改变输入信号的频率和占空比,驱动桥可以控制电机的速度和方向。
通过改变开关器件的状态,即开启或关闭,可以实现电机的停止、前进和后退。
需要注意的是,驱动桥的工作原理可能会根据具体的设计和应用而有所不同。
上述仅是一种常见的驱动桥工作原理的基本概述。
5.2.1 全桥驱动原理
全桥驱动又称H桥驱动,下面介绍一下H桥的工作原理:
H桥一共有四个臂,分别为B1~B4,每个臂由一个开关控制,示例中为三极管Q1~Q4。
如果让Q1、Q2导通Q3、Q4关断,如图5-8所示,此时电流将会流经Q1、负载、Q2组成的回路,电机正转。
图5-8 B1、B2工作时的H桥电路简图图5-9 B3、B4工作时的H桥电路简图如果让Q1、Q2关断Q3、Q4导通,如图5-9所示,此时电流将会流经Q3、负载、Q4组成的回路,电机反转。
如果让Q1、Q2关断Q3、Q4也关断,负载Load两端悬空,如图5-10所示,此时电机停转。
这样就实现了电机的正转、反转、停止三态控制。
如果让Q1、Q2导通Q3、Q4也导通,那么电流将会流经Q1、Q4组成的回路以及Q2和Q3组成的回路,如图5-11所示,这时桥臂上会出现很大的短路电流。
在实际应用时注意避免出现桥臂短路的情况,这会给电路带来很大的危害,严重会烧毁电路
图5-10 B1~B4全部停止工作时的H桥简图图5-11 B1~B4全部工作时的H桥简图
6.2 程序中需要说明的几个问题
在程序中有几个地方不易理解,需要特别说明一下:
首先,小车有没有被训练过是怎么知道的?
在这里利用了一个特殊的Flash单元,语音模型存储区首单元(该示例程序中为0xe000单元)。
当Flash在初始化以后,或者在擦除后为0xffff,在成功训练并存储后为0x0055(该值由辨识器自动生成)。
这样就可以根据这个单元的值来判断是否经过训练。
其次,为什么已经训练过的系统在重新运行时还要进行模型装载?
在首次训练完成之后,辨识器中保存着训练的模型,但是系统一旦复位辨识器中的模型就会丢失,所以在重新运行时必须把存储在Flash中的语音模型装载到辨识器(RAM)中去。
第三,在转弯时为什么前轮要先做一个反方向的摆动?
这是为了克服车体的限制,由于前轮电机的驱动能力有限,有时会出现前轮偏转不到位的情况,所以在转弯前首先让前轮朝反方向摆动,然后再朝目标方向摆动。
这样前轮的摆动范围更大,惯性更大,摆幅也最大,能更好实现转弯。