直流电动机驱动电路

　图1～图4是几种常用的直流电动机驱动。这里介绍其工作原理及根据直流电动机的参数选择功率MOSFET。

　采用N管来驱动直流电机是最简单的，如图1所示。在N管的栅极加高（TTL逻辑电平）、VGS约5V，N管导通，直流电动机得电运转；在栅极加低电平时，N管的VGS—OV，N管关断，直流电动机不工作。这电路的优点是简单，控制电动机停、转也十分方便，但在N管关断的瞬间，电动机中的会产生感应电势与V叠加在一起作用在N管上。因此，N管的耐压（VDS最大值）要高于感应电势与电压之和才不会被。  

　图2是由一个P管及一个N管组成的开关来驱动直流电机，其工作原理读者可自行分折。

　图3是由双N管组成的直流电动机驱动电路。上面一个N管的栅极G与源极S连接在一起，即VGS-OV，这个N管是不工作的，仅仅是内部的并接在直流电动机的两端。这二极管的作用与上并接二极管的作用相同，即在下面的N管关断的瞬间，它给中储存的能量形成的感应提供通路，保护下面的N管不被过高的感应电势击穿。N管内的二极管最大正向电流Is：

　Si9955为2A、Si9956为1.7A、Si9959为1.8A，感应电流应小于ISo图4由两个P+N管组成桥式驱动电路。在N端施不同的逻辑电平，可实现直流电动机的正转和反转。接通电源Vcc后，若控制端（VCCN）加高电平至VT1、VT2的栅极，VT3、VT4的栅极上加后的低电平。这样，VT2、VT4管通．VT1、VT3关断，ID的流动方向如图5所示（电动机正转）；若在VCCN端加低电平，则VT1、VT3导通，VT2、VT4关断，ID的流动方向如图6所示，电动机反转。

　这里要注意的是控制电压的高电平应与VOc基本相等。如果VCC的电压是5V，则VOc端可施加TTL逻辑电平来控制；若Vcc=12V，则逻辑电平的高电平必须大于11.2V，逻辑电平低于0.8V。

　　MOSFET的选择
　　
　　图1~图4电路可以采用双功率MOSFEI-。图1及图3的电路可采用双N管Si9955、Si9956及Si9959，图2及图4电路可采用P+N管Si9952及Si9942。

　　直流电机有两个主要参数：额定工作电压及额定工作电流。在低压应用电路中，其额定电压有5v、12V、24V及36V等，额定工作电流范围较大，从几十毫安到几个安。所选择的功率MOSFET必须满足VDS大于电动机的额定电压（若无二极管保护，还要考虑电感的感应电势）；ID应大于电动机的额定工作电流（还要考虑工作温度大干250C时ID的下降），要留有足够的余地（电动机的启动电流大于额定电流）。

　　N管的耐压较P管要高得多，Si9956耐压20V、Si9955耐压50V，而Si9959耐压可达60V。它们在VGS=4.5V时ID最大值分别为1.5A、2A及0.6A。

　　图1中若将两个N管并联连接，则电流可加大一倍。在直流电动机的额定电压不高，其电感量不太大的情况下，采用50V耐压的Si9955是很安全的。若图1中的电动机额定电压高、电感量大，则建议在电动机两端并联一个快速恢复二极管或者肖特基二极管，其正向电流IF应大于电动机的额定电流。

　　Si9942耐压20V（N管）及-20V（P管），Si9952耐压比前者相应高5V。因此图2选用该管的电路适合于额定电压12V以下的电机；另外，还要考虑电感的感应电势的影响。图4电路中串接在两管（P管及N管）之间，因此它的耐压提高了一倍。

　　这里还特别要注意的是，图2中若采用Si9952双功率MOSFET，其P管的-VDS=25V，但-VGS=20V。当电源电压Vcc接近-VGS时，为防止电源中的干扰脉冲超过极限-VGS值，可采用保护措施，并用肖特基二极管并接在电机M上作P管保护，如图7所示。稳压二极管可采用6—10V。可按R=(Vcc～Vz)／(3～5)mA来选择R值。

　　图4中的反相器可采用贴片式单门器件（型号为TC4S69F），性能与4000系列相同（新新电子有限公司可提供），其封装及管脚排列如图8-a所示。也可用分立元器件搭成，如图8-b所示。