P-N MOS 管 H 橋的原理

所謂的 H 橋電路就是控制電機正反轉(zhuǎn)的。下圖就是一種簡單的 H 橋電路，它由 2 個 P 型場效應(yīng)管 Q1、Q2 與 2 個 N 型場效應(yīng)管 Q3、Q3 組成，所以它叫 P-NMOS 管 H 橋。

橋臂上的 4 個場效應(yīng)管相當(dāng)于四個開關(guān)，P 型管在柵極為低電平時導(dǎo)通，高電平時關(guān)閉；N 型管在柵極為高電平時導(dǎo)通，低電平時關(guān)閉。場效應(yīng)管是電壓控制型元件，柵極通過的電 流幾乎為“零”。

正因為這個特點，在連接好下圖電路后，控制臂 1 置高電平（U=VCC）、控制臂 2 置低 電平（U=0）時，Q1、Q4 關(guān)閉，Q2、Q3 導(dǎo)通，電機左端低電平，右端高電平，所以電流沿 箭頭方向流動。設(shè)為電機正轉(zhuǎn)。

控制臂 1 置低電平、控制臂 2 置高電平時，Q2、Q3 關(guān)閉，Q1、Q4 導(dǎo)通，電機左端高 電平，右端低電平，所以電流沿箭頭方向流動。設(shè)為電機反轉(zhuǎn)。

當(dāng)控制臂 1、2 均為低電平時，Q1、Q2 導(dǎo)通，Q3、Q4 關(guān)閉，電機兩端均為高電平，電 機不轉(zhuǎn)；

當(dāng)控制臂 1、2 均為高電平時，Q1、Q2 關(guān)閉，Q3、Q4 導(dǎo)通，電機兩端均為低電平，電 機也不轉(zhuǎn)。

所以，此電路有一個優(yōu)點就是無論控制臂狀態(tài)如何（絕不允許懸空狀態(tài)），H 橋都不會 出現(xiàn)“共態(tài)導(dǎo)通”（短路），很適合我們使用。

（另外還有 4 個 N 型場效應(yīng)管的 H 橋，內(nèi)阻更小，有“共態(tài)導(dǎo)通”現(xiàn)象，柵極驅(qū)動電 路較復(fù)雜，或用專用驅(qū)動芯片，如 MC33883，原理基本相似，不再贅述。）

下面是由與非門 CD4011 組成的柵極驅(qū)動電路，因為單片機輸出電壓為 0~5V，而我們小 車使用的 H 橋的控制臂需要 0V 或 7.2V 電壓才能使場效應(yīng)管完全導(dǎo)通， PWM 輸入 0V 或 5V 時，柵極驅(qū)動電路輸出電壓為 0V 或 7.2V，前提是 CD4011 電源電壓為 7.2V。切記??！

故 CD4011 僅做“電壓放大”之用。之所以用兩級與非門是為了與 MC33886 兼容。

兩者結(jié)合就是下面的電路：調(diào)試時兩個 PWM 輸入端其中一個接地，另一個懸空（上拉 置 1），電機轉(zhuǎn)為正常。監(jiān)視 MOS 管溫度，如發(fā)熱立即切斷電源檢查電路。CD4011 的 14 引腳接 7.2V，７引腳接地。

使用時單片機 PWM 輸出信號：1 路為 PWM 方波信號，另一路為高電平（置 1）。反轉(zhuǎn)亦然。