入門電機系列，基于STM32硬件

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驅動本來想和電機一起整理，最后分開去整理。

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文章目錄

• 入門電機系列，基于STM32硬件
• 前言
• • 電機驅動器
• 一、電機驅動器是什么？
• 二、驅動器的分類
• • 有刷電機驅動器
  • 無刷電機驅動器
  • 步進電機驅動器
  • 伺服電機驅動器
• 總結

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前言

在很多地方都會用到驅動器，但是驅動器是個整體的概念，簡單的說驅動器是驅動某類設備的驅動硬件。比如說電腦以及其他的工業設備或者是工具上，都會用到驅動器。本文重點介紹下驅動器是什么，以及電機驅動器是什么。

電機驅動器

提示：以下是本篇文章正文內容，下面案例可供參考

一、電機驅動器是什么？

電機驅動器說白就是個開關，因為電機驅動電流很大或者電壓很高，一般的開關或者電子元件不能作為控制電機的開關時就要加個所謂的驅動器來控制電機。

電機驅動器的作用 ：電機驅動器的作用指通過控制電機的旋轉角度和運轉速度，以此來實現對占空比的控制來達到對電機怠速控制的方式。

電機驅動電路原理電路圖 ：電機驅動電路既可通過繼電器或功率晶體管驅動，也可利用可控硅或功率型MOS場效應管驅動。為了適應不同的控制要求（如電機的工作電流、電壓，電機的調速，直流電機的正反轉控制等），不同種類的電機驅動電路必須滿足相關要求。

二、驅動器的分類

有刷電機驅動器

其實本質上是使用 H 橋電路進行驅動，核心電路 H 橋加上一些必要的外圍電路，共同組成直流有刷電機的驅動器。H 橋本身可作為集成電路使用，也可由分立元件構成。集成電路形式的 H 橋一般用于中小功率需求的應用，或者是對電路面積有要求的場合。分立元件形式的 H 橋通常用于大功率或者超大功率需求的應用，主要由 MOSFET 或 IGBT 晶體管組成。不過 MCU 的引腳是無法直接驅動 MOS 管等元件的，需要加上專用的 MOS 管驅動芯片。下圖是一款經典的直流有刷電機驅動芯片 L298N，其內部集成了兩個 H 橋。

經典直流有刷電機驅動芯片 L298N

H橋電路

從上圖中可以看到，其形狀類似于字母“H”，而作為負；載的直流電機是像“橋”一樣架在上面的；所以稱之為“H橋驅動”。4個開關所在位置就稱為“橋臂”。
在電路中可以做電子開關的有三極管和MOS管。可以使用這兩種器件代替開關從而實現

下面開始以MS管搭建的H橋電路解釋電機正反轉控制。要使電機運轉，必須使對角線上的一對MOS管導通。如圖，當Q1管和Q4管導通時(此時必須保Q2和Q3關斷)，電流就從電源正極經Q1從左至右穿過電機，然后再經Q4回到電源負極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅動電機順時針轉動。
另一對MOS管2相Q3導通的時候（此時必須保證Q1和Q4關斷），電流從右至左流過電機，從而驅動電機沿逆時針方向轉動。驅動電機時，保證H橋兩個同側的MOS管不會同時導通非常重要，如果MOS管Q1和Q2同時導通，那么電流就會從電源正極穿過兩個MOS管直接回到負極，此時電路中除了MOS管外沒有其它任何負載，因此電路上的電流就達到最大值，燒壞MOS管和電源。Q3和Q4同時導通是同樣的道理。
驅動電機時，保證用橋兩個同側的M0S管不會同時導通非常重要，如果MOS管Q1和Q2同時導通，那么電流就會從電源正極穿過兩個MOS管直接回到負極，此時電路中除了MOS管外沒有其它任何負載，因此電路上的電流就達到最大值，燒壞MS管和電源。Q3和Q4同時導通是同樣的道理。

簡單的開關只能控制電機正反轉，引入PWM控制可以實現方向和速度調節 。

無刷電機驅動器

無刷電機也是使用 H 橋電路進行驅動的，只不過是電機的每一相都用一個半橋電路驅動，一個三相無刷電機總共需要三個半橋，而不像直流有刷電機驅動那種使用全橋電路。跟直流有刷電機電機一樣，無刷電機驅動器也分集成電路形式和分立元件形式，但因為無刷電機需要換相操作，就算是分立元件形式也只是把半橋電路給獨立了出來。類似于下圖這樣的，就是一款無刷電機驅動器。

直流無刷電機驅動器

步進電機驅動器

步進電機不能直接接到直流或交流電源上工作，必須接入專用的驅動器才能正常使用。控制器將步進脈沖和方向信號發送到步進電機驅動器，驅動器將控制器發來的步進脈沖信號轉換為激勵步進電動機旋轉所需的功率信號。步進電機驅動器通常都帶有細分功能，可以對步距角和電流進行細分，從而實現更請準的控制和更低的噪聲震動。

伺服電機驅動器

伺服電機驅動器（servo drives），是一種用來驅動和控制伺服電機的控制器，屬于伺服系統的一
部分。伺服電機驅動器接收和放大來自控制系統的命令信號，并將電流傳輸給伺服電機，以產生
與命令信號成比例的運動。這些命令信號通常對伺服電機的位置、速度和力矩等參數進行控制，
實現高精度的傳動系統定位。附在伺服電機上的傳感器將電機的實際狀態反饋給伺服驅動器，驅
動器將實際電機狀態與來自控制系統的命令狀態進行比較。然后驅動器改變傳給電機的電壓、頻
率或脈沖寬度，以糾正任何偏離命令的狀態。下圖是一款伺服電器驅動器，在實際應用中通常把
伺服電機和驅動器作為一個整體使用。

舵機是一種常見的伺服電機

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總結

了解不同類型的電機，所需要使用的驅動器。

上一節 入門電機系列之1認識電機

總結

以上是生活随笔為你收集整理的入门电机系列之2驱动器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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