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應(yīng)用領(lǐng)域

H橋驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)電路及工作效率計(jì)算-KIA MOS管

信息來(lái)源:本站 日期:2023-06-29 

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H橋驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)電路及工作效率計(jì)算-KIA MOS管


H橋驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)是很常見(jiàn)的應(yīng)用,常見(jiàn)的方式有三種,三極管驅(qū)動(dòng)、MOS管驅(qū)動(dòng)、集成電路驅(qū)動(dòng)。那么對(duì)于這三種方式驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)也存在各自的優(yōu)缺點(diǎn),集成電路比較方便,但是效率比較低;MOS管效率是最高的,三極管效率居中。涉及到具體的電路里面以及工作效率應(yīng)該如何計(jì)算呢?


之所以存在工作效率的高低,歸根結(jié)底是因?yàn)榫w管上在導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)候在集電極和發(fā)射極會(huì)存在壓降,雖然我們平時(shí)分析的時(shí)候可以將其忽略掉,因?yàn)橹挥辛泓c(diǎn)幾伏,但是計(jì)算效率的時(shí)候,就要將其考慮進(jìn)來(lái)了。為了便于比較,將 H 橋的驅(qū)動(dòng)電流定位在 2A 水平上,而電壓在 5 - 12V 之間。


以驅(qū)動(dòng)一個(gè) 5V 、 2A 的直流電機(jī)為例  

三極管驅(qū)動(dòng):

H橋 驅(qū)動(dòng) 直流電機(jī)


之所以存在功率消耗主要原因是三極管導(dǎo)通、截止存在壓降,規(guī)格書(shū)上可以看到S8050壓降為0.5V,S8550壓降為1.2V


三極管消耗功率為:(0.6+1.2)*2=3.6W電機(jī)得到的功率為:5*2=10W

效率為:10/13.6=73.5%


個(gè)人覺(jué)得上述電路應(yīng)該將NPN以及PNP換個(gè)位置比較好,電路沒(méi)有驗(yàn)證,此處不做產(chǎn)品性能分析,只從效率做探討。


MOS管驅(qū)動(dòng):

H橋 驅(qū)動(dòng) 直流電機(jī)


MOS的導(dǎo)通壓降要通過(guò)導(dǎo)通電阻來(lái)計(jì)算,IRF9540導(dǎo)通電阻為0.2Ω,導(dǎo)通壓降為2*0.2=0.4V;IRF3205導(dǎo)通電阻為0.008Ω,導(dǎo)通壓降為2*0.008=0.016V


MOS的消耗功率為:2*(0.4+0.016)=0.832W

電機(jī)得到的功率為:5*2=10W

效率為:10/10.832=92.3%


集成電路驅(qū)動(dòng):

H橋 驅(qū)動(dòng) 直流電機(jī)


VCEsat(H)為上橋臂壓降,2A時(shí)為2.7V

VCEsat(L)為上橋臂壓降,2A時(shí)為2.3V

VCEsat為上下橋臂壓降之和,2A時(shí)為4.9V

集成電路L298N消耗功率為:2*4.9=9.8W

電機(jī)得到的功率為:5*2=10W

效率為:10/19.8=50.5%


通過(guò)上面的分析計(jì)算可以很數(shù)據(jù)化的看出來(lái)MOS管的效率高于三極管高于集成電路,用獨(dú)立元器件搭建H橋成本低,效率高,但需要比較高的技術(shù)要求,穩(wěn)定性的有待驗(yàn)證;而集成電路則方便快捷,但是效率就比較低了。



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