H橋驅動電路

圖1中所示為一個典型的直流電機控制電路。電路得名于“H橋驅動電路”是因為它的形狀酷似字母H。4個三極管組成H的4條垂直腿，而電機就是H中的橫杠(注意：圖4.12及随後的兩個圖都隻是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極管的驅動電路沒有畫出來)。

如圖所示，H橋式電機驅動電路包括4個三極管和一個電機。要使電機運轉，必須導通對角線上的一對三極管。根據不同三極管對的導通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉向。

圖1 H橋驅動電路

要使電機運轉，必須使對角線上的一對三極管導通。例如，如圖2所示，當Q1管和Q4管導通時，電流就從電源正極經Q1從左至右穿過電機，然後再經Q4回到電源負極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流将驅動電機順時針轉動。當三極管Q1和Q4導通時，電流将從左至右流過電機，從而驅動電機按特定方向轉動(電機周圍的箭頭指示為順時針方向)。

圖2 H橋電路驅動電機順時針轉動

圖3所示為另一對三極管Q2和Q3導通的情況，電流将從右至左流過電機。當三極管Q2和Q3導通時，電流将從右至左流過電機，從而驅動電機沿另一方向轉動(電機周圍的箭頭表示為逆時針方向)。

圖3 H橋驅動電機逆時針轉動

使能控制和方向邏輯

驅動電機時，保證H橋上兩個同側的三極管不會同時導通非常重要。如果三極管Q1和Q2同時導通，那麼電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負極。此時，電路中除了三極管外沒有其他任何負載，因此電路上的電流就可能達到最大值(該電流僅受電源性能限制)，甚至燒壞三極管。基于上述原因，在實際驅動電路中通常要用硬件電路方便地控制三極管的開關。圖4 所示就是基于這種考慮的改進電路，它在基本H橋電路的基礎上增加了4個與門和2個非門。4個與門同一個“使能”導通信号相接，這樣，用這一個信号就能控制整個電路的開關。而2個非門通過提供一種方向輸人，可以保證任何時候在H橋的同側腿上都隻有一個三極管能導通。(與本節前面的示意圖一樣，圖4所示也不是一個完整的電路圖，特别是圖中與門和三極管直接連接是不能正常工作的。)

圖4 具有使能控制和方向邏輯的H橋電路

采用以上方法，電機的運轉就隻需要用三個信号控制：兩個方向信号和一個使能信号。如果DIR-L信号為0，DIR-R信号為1，并且使能信号是1，那麼三極管Q1和Q4導通，電流從左至右流經電機(如圖5所示);如果DIR-L信号變為1，而DIR-R信号變為0，那麼Q2和Q3将導通，電流則反向流過電機。

圖5 使能信号與方向信号的使用

實際使用的時候，用分立元件制作H橋是很麻煩的，好在現在市面上有很多封裝好的H橋集成電路，接上電源、電機和控制信号就可以使用了，在額定的電壓和電流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。

附兩張分立元件的H橋驅動電路：