直流电机是很多初学者都会使用的一个电子元件，我们常说的马达也就是一种直流电机。
常见的直流电机由内部的转子和定子组成，通电线圈产生磁场利用磁场间的相互作用力转子转动。因此根据安培力公式，F = BIL。我们知道电机的转速和工作电流有关，而电流的方向则会影响转子的受力方向也就是旋转方向。然而，单片机的输出电流有限，通常只有几MA，而常见的电机通常需要消耗非常大的电流，例如我手上的一款直流减速电机，其空载（没有任何负载）的电流大小为0.05A，这已经超出了单片机可以提供的电流范围，其满载电流大小能到达1.2A。
因此为了解决单片机无法提供过大电流的问题，我们需要引入电机驱动。
电机驱动的种类很多，但其其目的还是为了提供足够的电流大小使得直流电机可以正常的工作。
通过操控四个MOS管的打开顺序，我们可以使得有足够大小的电流通过电机。全桥电路可以通过MOS管的打开顺序来控制电机的旋转方向，例如Q1和Q4同时导通时电流方向是从左往右经过电机。
而当Q3和Q2同时导通的时候，就会让电流的方向改变。
因此我们就可以通过单片机的IO高低电平来控制电流方向了，而前面我们说过，直流电机本质上没有正负的区别，其电流方向影响转动方向。
因此利用全桥电流即可以通过单片机的IO来控制电机的正反转，也保证了足够的电流大小使得电机可以正常工作。
但是全桥电路有一个致命的缺点，其Q1,Q2以及Q3和Q4并不能同时导通
否则电流会通过两个MOS管直接导通到地，使得MOS管烧毁，因此为了避免这种情况的出现我们通常会在硬件或者软件上面进行避免，硬件上面可以采用非门来防止Q1和Q2同时导通的情况，软件上面可以采用互补PWM波来避免MOS管同时导通的情况。
例如STM32中就有互补PWM波的设置，这里说明一下采用PWM波的原因是利用改变PWM的占空比来实现对于电机的调速，例如我们的电机是高电平转，那么占空比越低，那么代表着高电平的事件越少，相对的就是我们的电机转的时间越少来降低电机速度。
互补PWM的存在就可以使其两个引脚输出完全相反的PWM。
然而随着集成芯片的广泛使用，现在的大部分电机驱动也用集成芯片来控制。例如L298N，TB6662等等驱动芯片都被广泛的使用，不过在挑选的过程中也需要根据我们实际的使用电流来选择驱动型号。不然也会出现电流不够的情况。同样的直流电机有许多的类别，例如步进电机相比普通的直流电机具有更高的控制精度，伺服电机的闭环控制，直流减速电机通过减速齿轮箱获得更大的扭矩等等。
客服热线：0755-23173910
2024-05-16
50
手机版
二维码
