H桥式驱动电路导通原理是什么？

H桥式驱动电路导通原理是什么？
什么是自举升压呢？
使用IR2104芯片具有哪些优点？

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戚來麒

2021-10-15 15:20:30

这是一个电机驱动的原理图

在读懂这张图之前，我们先了解H桥式驱动电路导通原理

假设电机正转的时候，Q9与Q12会导通，Q10与Q11截至
反转的时候，Q10与Q11导通，Q9与Q12截至。
然后回到原理图里，为了让电机正转，须使Q2与Q8导通。
了解N沟道MOS管IR7843，为了使之导通，需在Q8的G极施加4.5V电压（Vgs=4.5V），对于Q2，需在G极给他至少10多V以上的电压，但是我们的单片机供电电压也只有3.3V,
为了解决这个问题，首先给大家普及自举升压的概念。
什么是自举升压呢？

可以看到，当三极管导通，进入冲电状态，当三极管闭合，电感的电流放电，加上原先电容的电压，输出电压会大于Vin。
那么什么元器件可以达到呢，这里我选择到IR2104.。
使用IR2104芯片，他的优点有：
1、将电平进行提高。
2、并且可以输出一队互补的PWM波
3、这对互补的PWM波可以同时共给H桥的前半桥与后半桥MOS工作。
4、内部有死区时间，不需要软件设计了。

这是IR2104的连接图与时序图。IN口是PWM信号的输入端。SD是使能端，通过时序图可以看出，当SD口是低电平的时候，HO,LO都不正常输出。因此设计的时候给他加上了高电平。
相信大家也发现了，我们的升压的关键是二极管D2与电容C4。C4的大小需要考虑信号的频率，MOS的极间电容，参考IR2104所给的参数，这里我按照往年经验，选取了1.5uF.

从这张图可以看到，死区时间是520ns,美滋滋~。
做好驱动电路后，一般可以是直接给电机驱动了，但是少了重要的一点，电机内部是线圈绕组，它相当电感，在断电的瞬间会产生很大的感应电压，如果没有隔离，这个感应电压可能会将MCU击穿。因此，加上隔离电路是有必要的。
这里选取到74HC244PW芯片，隔离的同时，还将PWM信号增大到了5V。
但是缺点就是系统的延时提高了。
最后对于舵机，由于舵机只有一个信号，采用隔离芯片太过浪费，因此直接使用关电耦合隔离。
这个舵机信号隔离是不完整的，有想到的小伙伴吗？？

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戚來麒

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