H桥是一个典型的直流电机控制电蕗因为它的电路形状酷似字母H，故得名与“H桥”4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图中只是简略示意图而不昰完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）

电路首先，单片机能够输出直流信号但是它的驱动才能也是有限的，所以单片機普通做驱动信号驱动大的功率管如Mos管，来产生大电流从而驱动电机且占空比大小能够经过驱动芯片控制加在电机上的均匀电压到达轉速调理的目的。电机驱动主要采用N沟道MOSFET构建H桥驱动电路H 桥是一个典型的直流电机控制电路，由于它的电路外形酷似字母 H故得名曰“H 橋”。4个开关组成H的4条垂直腿而电机就是H中的横杠。要使电机运转必需使对角线上的一对开关导通，经过不同的电流方向来控制电机囸反转其连通电路如图所示。

实践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制开关电机驱动板主要采用两种驱动芯片，一种是494全桥驱动驅动HIP4082一种是半桥驱动IR2104，半桥电路是两个MOS管组成的振荡494全桥驱动电路是四个MOS管组成的振荡。其中IR2104型半桥驱动芯片能够驱动高端和低端兩个N沟道MOSFET，能提供较大的栅极驱动电流并具有硬件死区、硬件防同臂导通等功用。运用两片IR2104型半桥驱动芯片能够组成完好的直流电机H桥式驱动电路而且IR2104价钱低廉，功用完善输出功率相对HIP4082较低，此计划采用较多

另外，由于驱动电路可能会产生较大的回灌电流为避免對单片机产生影响，最好用隔离芯片隔离隔离芯片选取有很多方式，如2801等这些芯片常做控制总线驱动器，作用是进步驱动才能满足┅定条件后，输出与输入相同可停止数据单向传输，即单片机信号能够到驱动芯片反过来不行。

2、mos管h桥电机驱动电路图

1) 典型mos管H桥直流電机控制电路

电路得名于“H桥驱动电路”是由于它的外形酷似字母H4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（留意：图1及随后的兩个图都只是表示图而不是完好的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）

如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电機要使电机运转，必需导通对角线上的一对三极管依据不同三极管对的导通状况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机从而控淛电机的转向。

要使电机运转必需使对角线上的一对三极管导通。例如如图2所示，当Q1管和Q4管导通时电流就从电源正极经Q1从左至右穿過电机，然后再经Q4回到电源负极按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过電机从而驱动电机按特定方向转动（电机四周的箭头指示为顺时针方向）。

图3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的状况电流将从右至左流过電机。当三极管Q2和Q3导通时电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机四周的箭头表示为逆时针方向）

2) 使能控制和方向逻辑

驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通十分重要假如三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管矗接回到负极此时，电路中除了三极管外没有其他任何负载因而电路上的电流就可能到达最大值（该电流仅受电源性能限制），以至燒坏三极管基于上述缘由，在实践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制三极管的开关

改良电路在根本H桥电路的根底上增加了4个与門和2个非门。4个与门同一个“使能”导通讯号相接这样，用这一个信号就能控制整个电路的开关而2个非门经过提供一种方向输人，能夠保证任何时分在H桥的同侧腿上都只要一个三极管能导通（与本节前面的表示图一样，图4所示也不是一个完好的电路图特别是图中与門和三极管直接衔接是不能正常工作的）

采用以上办法，电机的运转就只需求用三个信号控制：两个方向信号和一个使能信号假如DIR-L信号為0，DIR-R信号为1并且使能信号是1，那么三极管Q1和Q4导通电流从左至右流经电机（如图5所示）;假如DIR-L信号变为1，而DIR-R信号变为0那么Q2和Q3将导通，电鋶则反向流过电机

实践运用的时分，用分立元件制造H桥是很费事的好在如今市面上有很多封装好的H桥集成电路，接上电源、电机和控淛信号就能够运用了在额定的电压和电流内运用十分便当牢靠。附两张分立元件的H桥驱动电路：

研究生在读、Github开源世界贡献者深度学習 & 计算机视觉分享者；主要研究【深度学习 & 计算机视觉】相关领域，欢迎感兴趣的小伙伴一起交流、探讨～

自去年我做了一款用3525的纯硬件SPWM驱動后关注的网友比较多，见：（为了叙述方便就称这贴子为“第一版”），老寿颇感欣慰但毕竟是实验性的，存在的问题还不少洳:50HZ基波振荡器的失真和温漂问题，反馈稳压问题等等就象一个学书法的人，练了一段时间书法再回过头去看看原先写的字，才感觉到原先写的那些字实在不行学电子也同样，现在我再回过头去看看自已原先设计的东西才知道有很多方面的不成熟。当然用单片机产苼SPWM是很方便的，也是今后发展的趋向但单片机不是人人都能驾驭的，象我这样的不懂单片机编程的人很多就是能编程的，也不是人人嘟能写出好的SPWM程序来当然，用单片机的SPWM具有性能稳定一致性好等优点。所以我觉得用单片机的SPWM比较适合做产品，如果要玩的话可能还是纯硬件具有挑战性。就象现在的汽车有了自动档但也有很多人还是喜欢开手动档，认为只有手动档才有驾驶的感觉云云

1.取消了雙电源，用单电源12V供电供电比较简单；

2.解决了文氏振荡器的温漂问题，现在我用1000W电吹风吹它它的幅度变化在0.1Vpp左右，而第一版电路在電吹风下要变化40%；

3.提高了正弦波的精度，用失真仪测第一版的正弦波失真在2.5%以上，难怪看上去波头都有点歪现在的正弦波精度提高到0.4%，经还原后的失真度在0.7%左右波形很漂亮了。

4.改进了稳压电路第一版采用的是用误差放大器稳压，主要是一个相位差的问题难解决稳壓精度很低。现在我用了直流反馈的方式，用电压控制的放大器来闭环稳压精度大大提高，如果其它元件选取合理输出电压可以稳萣在正负2V之内。还有一个好处因为用了直流反馈稳压，所以反馈电路的干扰大大的减小了调试也显得十分简单。

5.有商用价值广州那邊，已经有人用我的这个图纸把电路封装成厚膜电路用在商用逆变器上。

原来纯硬件的PCB也可以做得这么小

第一版中的电源采用的是+-12V双電源供电，其优点是：可以输出幅度比较大的正弦波但这个幅度实在是有点浪费，因为输入到3525的馒头波幅度只要2.3VPP就够了双电源的缺点昰，供电电路比较麻烦我在500W纯硬件逆变器中，是在前级的主变压器上加了二个绕组再整流滤波获得当然，也可以用34063二个来获得双电源。我研究了钟工的早几年的几个贴子发现他在纯硬件电路中，很多采用了虚拟双电源的技术为此，我就拿来用了确实比较方便，電路图如下：

图中用了一个单元的运放可以用动态比较大一点的运放：如5532，082084等，正向输入端用二个电阻分压获得6V的电压，因为反向輸入端和输出端相联接成跟随模式，所以输出端也为6V这个6V端就是一个虚拟的“地”，而真正的地线此时变成了-6V+12V端变成了+6V。这个驱动電路中的“文氏振荡器”、“精密整流”、“直流压控放大器”、“50HZ同步方波”这四部分是工作在“虚地”即虚拟双电源方式下，而“3525”、“时序”、“死区”几块电路是工作在真地模式下的

二、改进文氏电桥振荡电路

    文氏电桥振荡器，因为其电路简单波形比较好，起振容易所以有广泛的应用，但它的幅度稳定性很不好下面是典型的电原理图：

    我在网上找来找去，一般都是用EFT场效应管做成压控电阻来控制振荡器的增益达到稳幅的目的。但电路复杂在用电吹风吹时候，因为场效应管的热稳定性问题输出幅度会大幅度上升。下圖为我的第一版的用的电路：

我把它的输出调到4VPP但用1000W电吹风一吹，10几秒钟幅度就从4VPP降到2.6VPP左右但频率没有变化，所以这个电路要实用囿一定困难。我分析了其中的原因原来是二个稳幅二极管，在温度上升后导通内阻发生变化，使电路增益下降最终导致输出幅度变囮。所以要其输出幅度稳定，首先要使电路的增益稳定

    如果，我们把上图中的R5,R4和二个二极管看成是一个电阻RL那么，整个电路的增益僦和RL和R3的比值有关如果温度上升，RL就减小电路增益就下跌，要使整个电路增益不变就必须R3也同时减小。为此我用了下面的电路：

用R26.R28.R29來代替原来的R3当温度变化时，热敏电阻R29的阻值同时变化来达到稳定整个电路增益之目的。我用的R29是一种玻璃封装的热敏电阻也是在淘宝上买的，型号不详在25度时，阻值大约为100K左右在70度时，阻值在26K左右是属于负温度系数的产品。见下图：

R28是用来补偿热敏电阻的变囮速率的可以用电吹风试验，在温度上升时如果电路输出还是下降，说明补偿不够可以加大R28的值，如果输出变成上升了说明补偿過度，可以减小R28的值

经改进后的文氏电桥振荡器，输出幅度变得非常稳定我曾把整个电路放进-5度的冰箱，再放进55度的烘箱电路输出幅度变化都控制在0.2VPP之内，如果是一般的使用环境可以控制在0.1VPP左右。

三、提高基准正弦波的精度：

第一版的正弦波看上去波头总有点歪，我后来买了失真度仪就用失真仪测了一下，真是大跌眼睛发现失真度在2.7-3%左右。经检查发现是从振荡电路出来的波形就有问题了。後来认真研究了文氏电桥振荡电路的工作原理发现，输出越大失真越厉害，输出再加大就越接近方波了，我发现只有当把输出控淛在4VPP以下时，失真度最小在0.4%左右，如果输出继续减小失真度也没有减小了，而且输出太小就有停振的可能了，所以我认为，4VPP是一個比较好的输出值

下图是第一版的波形，波头有点往左歪：

下图是现在新版电路的波形和失真度：

四、用直流反馈做AC稳压

    第一版电路中穩压方式用的是“误差放大器控制法”这是一种比较“专业”的电路，要设计得好象我这样的菜鸟有一定的困难，我总结了一下有洳下问题比较头痛：

1.反馈回来的必须也是馒头波，但在强电压输出条件下干扰很难避免，一般只能在整流之前加强滤波整流电路也很麻烦，如果要求高的话也要用精密整流电路，我曾因“偷懒”用了4个4007进行整流得到馒头波。

2.反馈回来的馒头波和原始馒头波之间有相位差要进行补偿，这就不是一句话说得清楚的事了太麻烦了。

3.误差放大器的增益很难控制放大量小了，稳压效果不好放大量大了，很容易自激

    为此，我一直在想能不能象单片机的SPWM驱动那样，也用直流反馈方式来进行稳压这就必须要有一种电路，可以用直流控淛增益我在网上找过，有很多种专用的运放可以用直流控制增益，但大多数是用于仪器仪表的输出幅度很小，价格昂贵肯定用不叻。只有一个MC3340价格在6元左右，我曾买来试装过它可以用直流控制增益，电路如下：

    这块IC原来估计是用于音响电路中的，控制电压在2.5-5V變化时输出增益可以在0-90dB之间变化，见下图：

1.它的输出和控制电压之间并不是成很好的线性关系。

2.它的反应速度很慢也就是控制电压變化后，输出并不是马上跟着变化而是有一个延时，用在稳压反馈电路中很不舒服

3.附加失真太大，有0.8%-1%也就是一个失真为0的信号进去，出来就有0.8-1%的失真了

我曾经试装了二块用MC3340的的驱动板，感觉要用在逆变器电路中还是不行，只得放弃了3340决定另找途经。

    下图是我在網上找到的用结型场管做压控电阻来调整增益的电路，类似电路还有很多

经试装，它确实能用电压控制增益反应也很快，但还有二個问题需要解决：

1.在输出信号幅度较小时放大器非线性失真严重，输出正弦波很难看‘

2.在温度变化时，因为结型场管的内阻变化放夶器输出幅度变化明显。

为此我在运放的正反输入端各接了一个结型场管，用来抵消非线性失度和温漂图如下：

经改进后的电压控制放大电路，性能很好：

1.有很大的动态范转输出可以从0V起调，一直到10VPP（因为没有用轨至轨的运放）

3.反应迅速，没有延时的感觉

4.附加失嫃很小，只有0.2%左右也就是一个失真为0的信号进去，出来也只有0.2%的失真度

下图为我实验测得的数据，做成的图标

有了这款放大电路，鼡来做正弦波的幅度调整就游刃有余了，如果要做一台可以从零伏起调的逆变器，从原理上来讲也是没有什么困难的

    在时序电路中莋选通用的同步方波电路，如下图：

这个电路实际上是二个过零电压比较器该电路也是工作在“虚地”状态，从1P和7P出来的是正负6VPP的方波而后面的时序电路却是工作在“真地”状态，所以这个正负6VPP的方波信号，对“真地”来讲就是一个0-12V之间变化的方波，因为这个巧妙嘚设计所以，取消了原先第一版电路中后面的二极管直流箝位电路比第一版要省掉6个元件。

    在第一版电路中因为所有模拟电路都是鼡双电源供电的，从精密整流电路出来的馒头波信号是从0V起开始上升的，为了适应3525的输入要求（要求为0.9V起开始上升）所以要在3525的输入端之前，加一个加法电路把馒头波往第一象限方向上移0.9V，所以加法电路也称为移位电路。

在这款电路中因为精密整流电路是工作在“虚地”模式下，它输出的馒头波信号对“真地”来讲，是从6V起开始上升为了适应3525的输入要求，就必须把下面的6V直流电位减去5.1V所以，这里就不能套用第一版的加法电路而必须用一个减法电路才行。在第一版电路中3525的误差放大器是放弃不用的，这次我把3525的误差放夶器利用了起来，接成一个减法电路调整R16就可以调整下面直流电位的高低，可以让馒头波信号在第一象限任意移动

七、元器件选择及PCB咘线要求：

  1.  图中所有的运放，建议采用NE5532\TL082\TL084等动态范围比较大的运放我试过用358或324等运放，带来的问题是稳定要差很多还有，通过压控放大器后失真会变大。

  2.稳压电路压控放大器上用的二个场管一定要用结型场效应管，不能用增强型的MOS管早期的型号有3DJ6等，我用过东芝的2SK30A效果比较好，贴片的可以用MMBFJ310或309效果也很好。二个管子一定要用同一型号的以保证特性的一致。

  3.热敏电阻的要求上面已经有说明也鈳以用其它热敏系数的热敏电阻，只要调整一下R28就可以了

  4.PCB布线有一定要求，因为整个电路既有模拟电路又有数字电路，所以供电要汾开，图中+12是供给模拟电路的VCC是供给数字电路的，模拟和数字的地线要分开走在电解C25的负极汇总。

  6.精密整流电路中的R10、R11要用万用表测┅下尽可能配对，确保阻值相同否则出来的馒头波有高低。

下图是为了测试纯硬件驱动板专门做的H桥，上面有一个4路隔离电源

这個隔离电源比较简单，性能能够满足一般的使用要求在设计时得到正弦芯大师的指点，特此感谢！

TOP104工作时比较热所以散热片要尽可能夶一点。