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IR2110 驱动 MOS IGBT 组成 H 桥原理与驱动电路分析 3.3 电机驱动模块设计 3.3.1 H桥工作原理及驱动分析 要控制电机的正反转，需要给电机提供正反向电压，这就需要四路开关去控制电机 两个输入端的电压。H 桥驱动原理等效原理图图如图 3-5 所示，当开关 S1 和 S3 闭合时， 电流从电机左端流向电机的右端，设此时的旋转方向为正向；当开关S2 和 S4 闭合时， 电流从电机右端流向电机左端，电机沿反方向旋转。 S1 S4 M Motor S2 S3 GND 图 3-5 H 桥驱动原理等效电路图 常用可以作为H桥的电子开关器件有继电器，三极管，MOS 管，IGBT 管等。普通 继电器属机械器件，开关次数有限，开关频率上限一般在30HZ左右，而且继电器内部 为感性负载，对电路的干扰比较大，但继电器可以把控制部分与被控制部分分开，实现 由小信号控制大信号，所以高压控制中一般会用到继电器。三极管属于电流驱动型器件， 设基极电流为I ，集电极电流为I ，三极管的放大系数为β，电源电压VCC ，集电极 B C 偏置电阻R ，如果I *β I , 则三极管处于饱和状态，可以当作开关使用，集电极饱 C B C 和电流 I =VCC/R ，由此可见集电极的输出电流受到R 的限制，不适合应用于电流要 C C C 求较高的场合。MOS管属于电压驱动型器件，对于 NMOS 来说，只要V ≥V -V 即可实 DS GS T 现 NMOS 的饱和导通，MOS 管开启与关断的能量损失仅是对栅极和源极之间的寄生电 容的充放电，对MOS管驱动端要求不高，同时 MOS 端可以做到很大的电流输出，因此 一般用于需要大电流的场所。IGBT 则是结合了三极管和MOS 管的优点制造的器件，一 般用于高压控制电路中。综合考虑，本设计选用了4只NMOS管IRF3205组成H桥，其 具有导通电阻R 小，官方数据手册显示仅为8.0毫欧，电流I 可以达到110A等优点。 DS D NMOS 组成的 H 桥模型如图3-6 所示。 Q1 Q2 F M Motor Q3 Q4 GND 图 3-6 NMOS 管构成的 H桥模型 结合图 3-6 来分析讨论H的驱动问题。首先分析由Q1和Q4组成的通路，当Q1 和 Q4 关断时，F点的电位处于“悬浮”状态，即不确定电位，Q2和Q3也关断。在打开Q4 之前，先打开Q1,给Q1的G极 12V 的电压，由于F点“悬浮”状态， 则F点可以是任 何电平，不能保证前面说的栅极电压高于源极电压，这样可能导致Q1打开失败；在打 开Q4之后，尝试打开Q1,在Q1 打开之前，F点为低电位， 给Q1的G极加上12V电压， Q1打开，由于Q1 饱和导通，F