| 直流電機(jī)驅(qū)動芯片的選擇
一、用的最多的一個H橋驅(qū)動芯片：L928N
這個芯片是很簡單，很便宜，而且很容易買到，一個芯片里面就集成了2路的H橋電路，還帶PWM控制和電流采集。但是它有2個嚴(yán)重的缺點(diǎn)：
1）手冊要求電機(jī)驅(qū)動電壓要比控制邏輯電壓高2.5V。不適合單電源供電的小車。
2）在H橋電路上的損耗太大了。
二、三極管H橋
最簡單實(shí)用的電路，我拆了幾輛玩具車，用的都是三極管H橋電路。
小功率的采用8550+8050的橋：在5V供電，驅(qū)動100mA左右的小電機(jī)時，橋上的壓降小于0.5V。
電流較大的采用D772+D882的橋：在7.2V供電，200-300mA的電流下，壓降不到1V。
三、MOS管橋
MOS管效率肯定是最高的。但是存在兩個問題：
1）MOS管比較脆弱，使用時候需要非常注意，例如導(dǎo)通切換的時候要仔細(xì)研究時序，否則容易造成橋直通，燒毀MOS管；
2）大功率的MOS管門極需要比較高的驅(qū)動電壓，否則不能正常導(dǎo)通，所以用電池驅(qū)動時，還需要加升壓電路等。
L298N直流電機(jī)驅(qū)動芯片
L298是SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動電路。可以方便的驅(qū)動兩個直流電機(jī)，或一個兩相步進(jìn)電機(jī)。
L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號VSS，VSS可接4．5～7 V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋2．5～46 V。輸出電流可達(dá)2．5 A，可驅(qū)動電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電動機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動一臺電動機(jī)。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。表1是L298N功能邏輯圖。
In3，In4的邏輯圖與表1相同。由表1可知EnA為低電平時，輸入電平對電機(jī)控制起作用，當(dāng)EnA為高電平，輸入電平為一高一低，電機(jī)正或反轉(zhuǎn)。同為低電平電機(jī)停止，同為高電平電機(jī)剎停。 L298控制器原理如下：
圖3是控制器原理圖，由3個虛線框圖組成。
下面是3個虛線框圖功能：
（1）虛線框圖1控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，U1A，U2A是比較器，VI來自爐體壓強(qiáng)傳感器的電壓。當(dāng)VI＞VRBF1時，U1A輸出高電平，U2A輸出高電平經(jīng)反相器變?yōu)榈碗娖剑姍C(jī)正轉(zhuǎn)。同理VI＜VRBF1時，電機(jī)反轉(zhuǎn)。電機(jī)正反轉(zhuǎn)可控制抽氣機(jī)抽出氣體的流量，從而改變爐體壓強(qiáng)。
（2）虛線框圖2中，U3A，U4A兩個比較器組成雙限比較器，當(dāng)VB＜VI＜VA時輸出低電平，當(dāng)VI＞VA，VI＜VB時輸出高電平。VA，VB是由爐體壓強(qiáng)轉(zhuǎn)感器轉(zhuǎn)換電壓的上下限，即反應(yīng)爐體壓強(qiáng)控制范圍。根據(jù)工藝要求，我們可自行規(guī)定VA，VB的值，只要爐體壓強(qiáng)在VA，VB所確定范圍之間電機(jī)停轉(zhuǎn)（注意VB＜VRBF1＜VA，如果不在這個范圍內(nèi)，系統(tǒng)不穩(wěn)定）。
（3）虛線框圖3是一個長延時電路。U5A是一個比較器，Rs1是采樣電阻，VRBF2是電機(jī)過流電壓。Rs1上電壓大于VREF2，電機(jī)過流，U5A輸出低電平。由上面可知，框圖1控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，框圖2控制爐體壓強(qiáng)的紋波大小。當(dāng)爐體壓強(qiáng)太小或太大時，電動機(jī)轉(zhuǎn)到兩端固定位置停止，根據(jù)直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方程［3］
： U＝CeФN＋RaIa
其中：Ф為電機(jī)每極磁通量；
Ce為電動勢常數(shù)；
N為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)；
Ia為電樞電流；
Ra電樞回路電阻。
電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)N為0，電機(jī)的電流急劇增加，時間過長將會使電機(jī)燒壞。但電機(jī)起動時，電機(jī)中線圈中的電流也急劇變大，因此我們必須把這兩種狀態(tài)分開。長延時電路可把這兩種狀態(tài)區(qū)分出來。長延時電路工作原理：當(dāng)Rs1過流U5A產(chǎn)生一個負(fù)脈沖經(jīng)過微分后，脈沖觸發(fā)555的2腳，電路置位，3腳輸出高電平，由于放電端7腳開路，C1，R5及U6A組成積分器開始積分，電容C1上的充電電壓線性上升，延時運(yùn)放積分常數(shù)為100R5C1。當(dāng)C1上充電電壓，即6腳電壓超過2／3 VCC，555電路復(fù)位，輸出低電平。電機(jī)啟動時間一般小于0．8 s，C1充電時間一般為0．8～1 s。U5A輸出電平與555的3腳輸出電平經(jīng)U7相或，如果U5A輸出低電平大于C1充電時間，U7在C1充電后輸出低電平由與門U8輸入到L298N的6腳ENA端使電機(jī)停止。如果U5A的輸出電平小于C1充電時間，6腳不動作電機(jī)的正常啟動。長延時電路吸收電機(jī)啟動過流電壓波形，從而使電機(jī)正常啟動。
下圖是其引腳圖：
1、15腳是輸出電流反饋引腳，其它與L293相同。在通常使用中這兩個引腳也可以直接接地。上圖是其與51單片機(jī)連接的電路圖 |
