馬達｜基礎篇

有刷直流馬達的驅動電路　總結

2022.06.22

目錄

到目前為止，已經介紹了有刷直流馬達的多種驅動方法。本文作為有刷直流馬達驅動電路這一系列文章的總結，分“有刷直流馬達的驅動電路及其特點”和“有刷直流馬達的特點及其應用範例”兩個表格進行了簡單匯總。

直流有刷馬達的驅動電路及其特點

電路名稱 可能的
旋轉動作		 轉速
控制		 優點 缺點
H橋 正轉、反轉、
停止(Hi-Z)、
制動		 不可
H橋＋High側電壓
線性控制		 正轉、反轉、
停止(Hi-Z)、
制動		 可
  • ・功耗大
  • ・功率電晶體使用MOS時電路規模大
BTL放大器 線性電壓驅動 正轉、反轉
制動		 可
  • ・雙線性輸入，支援各種動作
  • ・功耗大 ・電路規模大
  • ・輸出高電阻需要單獨的電路
H橋電路PWM驅動 正轉、反轉、
停止(Hi-Z)、
制動		 可
  • ・功耗小
  • ・支援直流電壓輸入
  • ・需要PWM用電路結構
  • ・雜訊源
BTL放大器輸入形式
PWM驅動		 正轉、反轉
制動		 可
  • ・功耗小
  • ・雙線性輸入，支援各種動作
  • ・線性度較差
  • ・輸出高電阻需要單獨的電路
  • ・需要PWM用電路結構
  • ・噪音源
單切換 導通/關斷 單向旋轉、
停止(Hi-Z)		 不可
  • ・電路簡單
  • ・需要Di
  • ・無法急停
PWM驅動 單向旋轉、
停止(Hi-Z)		 可
  • ・功耗小
  • ・需要二極體，且需要考慮二極體發熱
  • ・無法急停
  • ・需要PWM用電路結構
  • ・噪音源
半橋 導通/關斷 單向旋轉、
停止(Hi-Z)、
制動		 不可
  • ・無需二極體
  • ・可急停
  • ・需要考慮控制輸入結構(單輸入或雙輸入)
  • ・需要防止同時導通
PWM驅動 單向旋轉、
停止(Hi-Z)、
制動		 可
  • ・功耗小
  • ・無需二極體
  • ・可急停
  • ・需要考慮控制輸入結構(單輸入或雙輸入)
  • ・需要PWM用電路結構
  • ・噪音源

有刷直流馬達的特點及其應用範例

有刷直流馬達的特點
優點 缺點
  • ・小型化容易，輕量
  • ・效率佳
  • ・價格低
  • ・僅外加電壓即可旋轉
  • ・可低電壓驅動（1節電池、1.5V即可工作）
  • ・轉速與外加電壓成線性比例
  • ・轉速與負載成正比降低
  • ・啟動轉矩大
  • ・轉矩與電流成正比
  • ・結構簡單，佈線僅兩根
  • ・旋轉方向因電源的極性而變
  • ・有電刷，因而壽命短
  • ・易產生雜訊
  • ・易產生電氣雜訊
  • ・均速性較差
  • ・需要直流電源
  • ・過負載時有大電流
  • ・可能會產生火花
  • ・存在電刷接觸導致的摩擦力矩損耗。
有刷直流馬達的應用範例
ODD（Optical Disc Drive）
電腦/遊戲機用DVD/藍光驅動
藍光燒錄機/播放機		 託盤：進倉/出倉
噴墨印表機
多功能印表機		 進紙
支架：印字頭移動
掃描器
PPC（Plain Paper Copier：普通紙影印機） 進紙
數位相機 變焦、IRIS［光圈］、鏡頭蓋
手機、平板電腦 振動器
玩具 普通動作
模型和無線電控制：驅動、方向控制
遊戲機控制器：振動
家電 吹風機：吹風
刮鬍刀：刀片旋轉、往復運動
電動牙刷：振動
冰箱：製冰盒旋轉
其他
工具 驅動器、電鑽、電鋸等：旋轉
汽車電子 電動車窗：切換
後視鏡：切換、角度調節
門鎖：上鎖和解鎖
空調風門：改變風向
角杆（Corner Pole）：上下伸降
頭燈：燈光方向調整
汽車導航：顯示幕收放
其他

這裡僅列出一些具有代表性的應用範例，除此之外利用了有刷直流馬達特性的應用還有很多。

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有刷直流馬達的驅動電路　總結
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