h桥驱动电路与l298电机驱动电路芯片L293E比有什么优缺点

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-05-26 17:04 标签： l298电机驱动电路
H桥双向直流电动机驱动电路
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H桥双向直流电动机驱动电路
芯片内部主要包括逻辑电路、电压检测电路、整流器、充电泵、功率MOSFET。此外，还有防止静电放电（ESD）的保护电路，过电压保护、过流保护、负载开路及短路保护电路，对电感负载的保护电路，对功率MOSFET栅极进行保护的电路。
BTS412B的主要技术参数为UBB&50V，连续输出的负载电流IL=1.4A，最大峰值电流ILIMIT=25A，导通电阻RON=0.25Ω。
使用两片BTS412B作高端开关，另用两只BUZ71L型50V、14A、40W的N沟道场效应管作低端开关，可构成如图4所示的。BUZ71L的导通电阻仅为0.1Ω。当发生故障时，从ST端输出的状态信号就通过晶体管JE9013驱动LED发光，作为报警指示。
双 向 直 流 电 动 机 驱 动 电 路
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步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构当步进驱动器接收到一个脉冲信号它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为步距角)它的旋转是以固定的角度一步一步运行的可以通过控制脉冲个数来控制角位移量从而达到准确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度从而达到调速和定位的目的
和步进电动机驱动器构成步进电机驱动系统步进电动机驱动系统的性能不但取决于步进电动机自身的性能也取决于步进电动机驱动器的优劣对步进电动机驱动器的研究几乎是与步进电动机的研究同步进行的
步进电机按结构分类步进电动机也叫脉冲电机包括反应式步进电动机VR永磁式步进电动机PM混合式步进电动机HB等
1反应式步进电动机也叫感应式磁滞式或磁阻式步进电动机其定子和转子均由软磁材料制成定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组定转子周边均匀分布小齿和槽通电后利用磁导的变化产生转矩一般为三四五六相可实现大转矩输出消耗功率较大电流最高可达20A驱动电压较高步距角小最小可做到10断电时无定位转矩电机内阻尼较小单步运行指脉冲频率很低时震荡时间较长启动和运行频率较高
2永磁式步进电动机通常电机转子由永磁材料制成软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组定转子周边没有小齿和槽通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转矩一般为两相或四相输出转矩小消耗功率较小电流一般小于2A驱动电压12V步距角大例如7.5度15度22.5度等断电时具有一定的保持转矩启动和运行频率较低
3混合式步进电动机也叫永磁反应式永磁感应式步进电动机混合了永磁式和反应式的优点其定子和四相反应式步进电动机没有区别但同一相的两个磁极相对且两个磁极上绕组产生的NS极性必须相同转子结构较为复杂转子内部为圆柱形永磁铁两端外套软磁材料周边有小齿和槽一般为两相或四相须供给正负脉冲信号输出转矩较永磁式大消耗功率相对较小步距角较永磁式小一般为1.8度断电时无定位转矩启动和运行频率较高发展较快的一种步进电动机[1]
　　步进电动机不能直接接到直流或交流电源上工作必须使用专用的驱动电源步进电动机驱动器控制器脉冲信号发生器可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量从而达到准确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度从而达到调速的目的F3922F3722LF3722F3722AF3722MF368F3522AF3522HF3522F2611F268CF875F556F256BF265F255F235BF245F223
F 3 5 2 2　　1F表示步进驱动器　　2表示相数2表示两相3表示3相　　35表示电流5安培　　422表示电压220V步进电机驱动器的原理采用单极性直流电源供电只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电就能使步进电机步进转动图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图
四相步进电机步进示意图 开始时开关SB接通电源SASCSD断开B相磁极和转子03号齿对齐同时转子的14号齿就和CD相绕组磁极产生错齿25号齿就和DA相绕组磁极产生错齿 当开关SC接通电源SBSASD断开时由于C相绕组的磁力线和14号齿之间磁力线的作用使转子转动14号齿和C相绕组的磁极对齐而03号齿和AB相绕组产生错齿25号齿就和AD相绕组磁极产生错齿依次类推ABCD四相绕组轮流供电则转子会沿着ABCD方向转动
四相步进电机按照通电顺序的不同可分为单四拍双四拍八拍三种工作方式单四拍与双四拍的步距角相等但单四拍的转动力矩小八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半因此八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度
单四拍双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.abc所示
驱动器相当于开关的组合单元通过上位机的脉冲信号有顺序给电机相序通电使电机转动步进电机驱动器主要结构主要有以下部分作用为环行分配器
根据输入信号的要求产生电机在不同状态下的开关波形信号处理
对环行分配器产生的开关信号波形进行PWM调制以及对相关的波形进行滤波整形处理3推动级对开关信号的电压电流进行放大提升主开关电路
用功率元器件直接控制电机的各相绕组当绕组电流过大时产生关断信号对主回路进行关断以保护电机驱动器和电机绕组对电机的位置和角度进行实时监控传回信号的产生装置步进电机不能直接接到工频交流或直流电源上工作而必须使用专用的驱动器如图所示它由脉冲发生控制单元功率驱动单元保护单元等组成图中点划线所包围的二个单元可以用微机控制来实现驱动单元必须与驱动器直接耦合防电磁干扰也可理解成微机控制器的功率接口这里予以简单介绍实用单电压功率驱动接口及单步响应曲线
电路如图所示在电机绕组回路中串有电阻Rs使电机回路 双电压功率驱动接口
时间常数减小高频时电机能产生较大的电磁转矩还能缓解电机的低频共振现象但它引起附加的损耗一般情况下简单单电压驱动线路中Rs是不可缺少的Rs步进电机单步响应的改善如图3(b)双电压驱动的功率接口如图4所示双电压驱动的基本思路是在较低低频段用较低的电压UL驱动而在高速高频段时用较高的电压UH驱动这种功率接口需要两个控制信号Uh为高压有效控制信号U为脉冲调宽驱动控制信号图中功率管TH和二极管DL构成电源转换电路当Uh低电平TH关断DL正偏置低电压UL对绕组供电反之Uh高电平TH导通DL反偏高电压UH对绕组供电这种电路可使电机在高频段也有较大出力而静止锁定时功耗减小高低压功率驱动接口如图所示高低压驱动的设计思想是不论电机 高低压功率驱动接口
工作频率如何均利用高电压UH供电来提高导通相绕组的电流前沿而在前沿过后用低电压UL来维持绕组的电流这一作用同样改善了驱动器的高频性能而且不必再串联电阻Rs消除了附加损耗高低压驱动功率接口也有两个输入控制信号Uh和Ul它们应保持同步且前沿在同一时刻跳变如图所示图中高压管VTH的导通时间tl不能太大也不能太小太大时电机电流过载太小时动态性能改善不明显一般可取1~3ms当这个数值与电机的电气时间常数相当时比较合适恒流驱动的设计思想是设法使导通相绕组的电流不论在锁定低频高频工作时均保持固定数值使电机具有 图6 斩波恒流功率驱动接口
恒转矩输出特性这是使用较多效果较好的一种功率接口图6是斩波恒流功率接口原理图图中R是一个用于电流采样的小阻值电阻称为采样电阻当电流不大时VT1和VT2同时受控于走步脉冲当电流超过恒流给定的数值VT2被封锁电源U被切除由于电机绕组具有较大电感此时靠二极管VD续流维持绕组电流电机靠消耗电感中的磁场能量产生出力此时电流将按指数曲线衰减同样电流采样值将减小当电流小于恒流给定的数值VT2导通电源再次接通如此反复电机绕组电流就稳定在由给定电平所决定的数值上形成小小的锯齿波如图所示
斩波恒流功率驱动接口也有两个输入控制信号其中u1是数字脉冲u2是模拟信号这种功率接口的特点是高频响应大大提高接近恒转矩输出特性共振现象消除但线路较复杂相应的集成功率模块可供采用为了进一步提高驱动系统的高频响应可采用升频升压功率驱动接口这种接口对绕组提供的电压与电机的运行频率成线性关系它的主回路实际上是一个开关稳压电源利用频率-电压变换器将驱动脉冲的频率转换成直流电平并用此电平去控制开关稳压电源的输入这就构成了具有频率反馈的功率驱动接口已有多种用于小功率步进电机驱动器的集成功率驱动接口电路可供选用
L298芯片是一种H桥式驱动器它设计成接受标准TTL逻辑电平信号可用来驱动电感性负载H桥可承受46V电压相电流高达2.5AL298(或XQ298SGS298)的逻辑电路使用5V电源功放级使用5~46V电压下桥发射极均单独引出以便接入电流取样电阻L298(等)采用15脚双列直插小瓦数式封装工业品等级它的内部结构如图7所示H桥驱动的主要特点是能够对电机绕组进行正反两个方向通电L298特别适用于对二相或
四相步进电机驱动 专用芯片构成的步进电动驱动系统
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h桥驱动电路与电机驱动芯片L293E比有什么优缺点
提问者采纳
L293E也是4路输出，等于就是H桥电路
我知道L293E内部有H桥电路工作，但是集成芯片和自制H桥总归是有优缺点区分的，请具体说明，谢谢！
但是L293E的输出能力有限，驱动大的电机还要加扩流电路i自制H桥 你要加控制部分，死去等等，L293E应该不用但是H桥你可以看驱动多大的电机，直接选择成品驱动
提问者评价
十分感谢。。虽然优缺点说的不是那么明确。。但看在耐心辛苦的回复的份上~满意了~
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