馬達｜基礎篇

使用PWM輸出方式驅動有刷直流馬達： H橋電路PWM驅動

2022.05.25

重點

・支援PWM驅動的H橋有刷直流馬達驅動IC有幾種類型。
 －可以直接將PWM訊號輸入至IN1/IN2的類型。
 －配有由Vref引腳、三角波產生器及比較器組成的PWM訊號生成電路的類型。

接下來將介紹有刷直流馬達使用H橋電路PWM驅動的具體驅動方法。

使用PWM輸出方式驅動有刷直流馬達：H橋電路PWM驅動

本文介紹有刷直流馬達使用H橋電路進行PWM驅動時的二個典型範例。

①將PWM訊號輸入至兩個輸入引腳之一並直接驅動
在“透過H橋電路驅動有刷直流馬達：輸出狀態的切換”中介紹了透過H橋電路驅動馬達時，可以利用兩個邏輯輸入在4種狀態（停止，正轉，反轉，制動）之間進行切換。第一種PWM驅動方法是將PWM訊號輸入至這兩個輸入引腳之一。

這是某款有刷直流馬達驅動IC的電路方塊圖。使用IN1和IN2邏輯切換H橋。

兩個真值表的左側是標準的切換邏輯。其中，將正轉（H/L）和反轉（L/H）的H輸入用作PWM輸入。參見右側的真值表。
這就是停止（OPEN）、正轉PWM驅動、反轉PWM驅動和制動。在這種控制中，需要將邏輯訊號和PWM訊號從微控制器等發送到IN1/IN2。當然，驅動IC需要支援這種驅動方法。

在這種方法中，PWM輸入訊號的占空比與電源電壓VM的乘積為等效平均外加電壓。

②具備Vref PWM控制功能的馬達驅動器
有些馬達驅動IC是配備了PWM功能的IC。在該範例中，驅動IC是在內部配有三角波產生器和比較器，並可以進行輸出PWM驅動和PWM占空比調節的類型。

透過電路方塊圖和波形圖可以瞭解其工作機制。比較器會輸出三角波產生器的三角波與外部的基準電壓Vref比較後的結果。
比較器的輸出占空比由Vref決定，當Vref為三角波的最小幅值0V時，占空比為0％；當Vref為三角波的最大幅值Vph時，占空比為100％。
該比較器的輸出（PWM訊號）與IN1/IN2邏輯相組合，經由H橋輸出至OUT1/OUT2。

從原理上看，就像所介紹的，①和②都可以透過H橋進行PWM驅動，但是由於內建了防止同時導通的電路，以及②中使用了類比電路來生成PWM訊號，因此可能需要進行一些理論之外的調整（例如線性度和誤差）。

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使用PWM輸出方式驅動有刷直流馬達： H橋電路PWM驅動
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