谁能给个IGBT驱动的应用电路图？

35硬盘的12V的是供主轴马达使用的，5V是供逻辑电路和磁头活动臂磁驱动用的，工用电流在500毫安左右，使用TO-220封装的7805是可以的，但应注意散热片大小及7805的温度，另在靠近7805的第1脚和第3脚的地方，应对地各接一只104的旁路电容以防止7805有振荡现象，5V电压输出端再接一只470uF-1000uF的电解电容。建议最好使用LT1084或可调压型的开关电源模块，如便宜又比较好买的YDS-212等。YDS-212的接线资料可以在百度中搜索找到。

两组电压可以用一个降压，标准硬盘盒电源12V=15A 5V=15A

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一般场效应管比较多

一个电动小车整体的运行性能，首先取决于它的电池系统和电机驱动系统。 电动小车的驱动系统一般由控制器、功率变换器及电动机三个主要部分组成。 电动小车的驱动不但要求电机驱动系统 具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠 性，而且电机的转矩-转速特性受电源功 率的影响，这就要求驱动具有尽可能宽 的高效率区。我们所使用的电机一般为 直流电机，主要用到永磁直流电机、伺服 电机及步进电机三种。直流电机的控制 很简单，性能出众，直流电源也容易实 现。本文即主要介绍这种直流电机的驱动及控制。

1．H 型桥式驱动电路

此主题相关如下，点击看大图：

直流电机驱动电路使用最广泛的就 是H型全桥式电路，这种驱动电路可以 很方便实现直流电机的四象限运行，分 别对应正转、正转制动、反转、反转制动。 它的基本原理图如图1所示。

全桥式驱动电路的4只开关管都工 作在斩波状态，S1、S2为一组，S3、S4 为另一组，两组的状态互补，一组导通则 另一组必须关断。当S1、S2导通时，S3、 S4关断，电机两端加正向电压，可以实 现电机的正转或反转制动；当S3、S4导 通时，S1、S2关断，电机两端为反向电 压，电机反转或正转制动。

在小车动作的过程中，我们要不断 地使电机在四个象限之间切换，即在正 转和反转之间切换，也就是在S1、S2导 通且S3、S4关断，到S1、S2关断且S3、 S4导通，这两种状态之间转换。在这种 情况下，理论上要求两组控制信号完全 互补，但是，由于实际的开关器件都存在 开通和关断时间，绝对的互补控制逻辑 必然导致上下桥臂直通短路，比如在上 桥臂关断的过程中，下桥臂导通了。这个过程可用图2说明。因此，为了避免直通 短路且保证各个开关管动作之间的协同 性和同步性，两组控制信号在理论上要 求互为倒相的逻辑关系，而实际上却必须相差一个足够的死区时间，这个矫正过程既可以通过硬件实现，即在上下桥 臂的两组控制信号之间增加延时，也可 以通过软件实现（具体方法参看后文）。

驱动电流不仅可以通过主开关管流通，而且还可以通过续流二极管流通。当电机处于制动状态时，电机便工作在发电状态，转子电流必须通过续流二极管流通，否则电机就会发热，严重时烧毁。

开关管的选择对驱动电路的影响很大，开关管的选择宜遵循以下原则：

(1)由于驱动电路是功率输出，要求开关管输出功率较大；

(2)开关管的开通 和关断时间应尽可能小；

(3)小车使用的电源电压不高，因此开关管的饱和压降应该尽量低。

在实际制作中，我们选用大功率达林顿管TIP122或场效应管IRF530，效果都还不错，为了使电路简化，建议使用集成有桥式电路的电机专用驱动芯片，如L298、LMD18200，性能比较稳定可靠。

由于电机在正常工作时对电源的干扰很大，如果只用一组电源时会影响单片机的正常工作，所以我们选用双电源供电。一组5V给单片机和控制电路供电， 另外一组9V给电机供电。在控制部分和电机驱动部分之间用光耦隔开，以免影响控制部分电源的品质，并在达林顿管的基极加三极管驱动，可以给达林顿管提供足够大的基极电流。图3所示为采用TIP122的驱动电机电路，IOB8口为“0”，IOB9口输入PWM波时，电机正转，通过 改变PWM的占空比可以调节电机的速度。而当IOB9口为“0”，IOB8口输入PWM 波时，电机反转，同样通过改变PWM的占空比来调节电机的速度。 图4为采用内部集成有两个桥式电 路的专用芯片L298所组成的电机驱动电路。驱动芯片L298是驱动二相和四相步进电机的专用芯片，我们利用它内部的 桥式电路来驱动直流电机，这种方法有一系列的优点。每一组PWM波用来控制一个电机的速度，而另外两个I/O口可以控制电机的正反转，控制比较简单，电路也很简单，一个芯片内包含有8个功率管，这样简化了电路的复杂性，如图所示IOB10、IOB11控制第一个电机的方向，IOB8输入的PWM控制第一个电机的速度；IOB12、IOB13控制第二个电机的方向，IOB9输入的PWM控制第二个电机的速度。 LMD18200是美国国家半导体公司推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件，同一芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件。此种芯片瞬间驱动电流可达6A，正常工作电流可达3A，具有很强的驱动能力，无“shot-through”电流，而且此种芯片内部还具有过流保护的测量电路，只需要在LMD18200的8脚输出端测出电压和给定的电压比较即可保护电路过流，从而实现电路的过流保护功能。由LMD18200组成的电机驱动电路如图5所示。LMD18200的5脚为PWM 波输入端，通过改变PWM的占空比就可调节电机的速度，改变3脚的高低电平即可控制电机的正反转。此电路和以上几种驱动电路比较具有明显的优点，驱动功率大，稳定性好，实现方便，安全可靠。

2 ．P W M 控制

PWM（脉冲宽度调制）控制，通常 配合桥式驱动电路实现直流电机调速， 非常简单，且调速范围大，它的原理就 是直流斩波原理。如图1所示，若S3、S4 关断，S1、S2受PWM控制，假设高电平 导通，忽略开关管损耗，则在一个周期 内的导通时间为t，周期为T，波形如图 6，则电机两端的平均电压为： U=Vcc t/ T=αVcc ，其中，α=t/T称为占空比，Vcc为电源电压（电源电压减去两个开关 管的饱和压降）。 电机的转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成比例，占空比越大，电机转得越快，当占空比α＝1时，电机转速最大。

PWM控制波形的实现可以通过模拟 电路或数字电路实现，例如用555搭成的触发电路，但是，这种电路的占空比不能自动调节，不能用于自动控制小车的调 速。而目前使用的大多数单片机都可以直接输出这种PWM波形，或通过时序模拟输出，最适合小车的调速。我们使用的是凌阳公司的SPCE061单片机，它是16位单片机，频率最高达到49MHz，可提供2路PWM 直接输出，频率可调，占空比16级可调，控制电机的调速范围大，使用方便。SPCE061单片机有32个I/O口， 内部设有2个独立的计数器，完全可以模拟任意频率、占空比随意调节的PWM信号输出，用以控制电机调速。

在实际制作过程中，我们认为控制信号的频率不需要太高，一般在400Hz以下为宜，占空比16级调节也完全可以满足调速要求，并且在小车行进的过程中，占空比不应该太高，在直线前进和转弯 的时候应该区别对待。若车速太快，则在 转弯的时候，方向不易控制；而车速太慢，则很浪费时间。这时图6可以根据具体情况慢慢调节。在2003年“简易智能电动车”的实际制作中，我们的小车驱动信号的占空比一般在8/16以下。

3．通过软件避免直通短路

从前面的分析可知，桥式驱动电路中，由于开关管有开通和关断时间，因此存在上下桥臂直通短路的问题。直通短路的存在，容易使开关管发热，严重时烧毁开关管，同时也增加了开关管的能量损耗，浪费了小车宝贵的能量。由于现在的许多集成驱动芯片内部已经内置了死区保护（如LMD18200），这里主要介绍的是利用开关管等分立元件以及没有死区保护的集成芯片制作驱动电路时增加死区的方法。

死区时间的问题，只有在正转变为反转的时候才存在，而在正转启动或反转启动的时候并没有，因此不需要修正。如果开关管的开通和关断时间非常小，或者在硬件电路中增加延时环节，都可以降低开关管的损耗和发热。当然，通过软件避免直通短路是最好的办法，它的 *** 作简单，控制灵活。通过软件实现死区时间，就是在突然换向的时候，插入一个延时的环节，待开关管关断之后，再开通应该开通的开关管。图7为利用软件修正死区时间的流程图，在开关管每次换向的时候，不立即进行方向的切换，而是先使开关管关断一段时间，使其完全关断后再换向打开另外的开关管。这个关断时间由单片机软件延时实现。

4．总结

以上主要分析了电机的全桥式驱动电路，这是直流电机调速使用最多的调速方法。目前市场上有很多种电机驱动的集成电路，效率高，电路简单，使用也比较广泛，但是其驱动方法大多

八、 附录：几种IRF场效应管的参数

型号 极性 电压(V) 电流(A) 导通电阻(Ohm)

IRF540N N 100 33 0040

IRF9540 P -100 -19 0200

IRF840 N 500 8 0850

IRF3205 N 55 110 0008

IRF530N N 100 17 0090

IRF9530 P -100 -12 0300

1 驱动器的工作电压Vp一般为24V。

2 5V电平输入信号可直接连接，如信号的高电平Vim高于5V，应在输入端串连一个电阻Ri和电容Ci，Ri使输入电流为Ipwm，即Ri=(Vim－Vpwm)/Ipwm)＝(Vim－5)/10mA；Ci=470pF。

3 最高工作频率与负载和驱动器周围的环境温度有关，实验表明在100℃、100KHz和100n负载的极限情况下驱动器能够正常工作，但为了长期可靠地工作，还是不要超过参数表的范围，并在负载重、环境温度高时适当降低工作频率。

4 触发过流保护动作时的7脚对16脚的电压。当7脚对16脚(即IGBT的发射极)的电位升高到75V时启动内部的保护机制，在6、16脚间接一个电阻Rn可以降低过流保护的阈值。具体关系是Rn/Vn（KΩ/V）＝∞/75，220/7，100/64，68/6，47/56，36/51，27/47，22/43，18/39，15/36，12/32，10/28，82/25。为安全起见，用户调试时可以先接比预算值稍小的电阻，提高保护灵敏度。

5 检测到IGBT集电极的电位高于保护动作阈值后到开始降栅压的时间。因为各种尖峰干扰的存在，为避免频繁的保护影响开关电源的正常工作，设立盲区是很有必要的。在5、16脚间接一个电容Cblind可以调大盲区时间，关系为Cblind/Tblind(pF/μS)＝0/04，47/06，68/11，100/18，150/28。一般情况下可设置在2－4μS左右。

6 初始栅压开始降低Vdrop到驱动器开始软关断IGBT之间的时间。在Tdelay时间内，如果过流信号消失，则驱动器认为这种过流不属于真正的短路，无需中断电源的正常工作，从而恢复原来的驱动电平。如果过流信号继续存在，则将进入软关断的进程。在8和16脚间接一个电容Cdelay，可以设定延迟判断时间Tdelay，在Vp=24V时的关系为Cdelay/Tdelay(pF/μS)＝0/14，47/24，100/41，150/55,220/78。一般情况下可设置在2-4μS左右。

7 驱动脉冲电压从Voh-Vdrop降到0电平的时间。在11、16脚接一个电容Csoft，可加大软关断时间，在Vp=24V时的关系为Csoft/Tsoft(nF/μS)＝0/22，22/35，47/46，10/7。一般情况下可设置在3-4μS左右。

软关断开始后，驱动器封锁输入PWM信号，即使PWM信号变成低电平，也不会立即将输出拉到正常的负电平，而要将软关断断过程进行到底。软关断开始的时刻，驱动器的12脚输出低电平报警信号，一般要接一个光耦PE，将信号传送给控制电路。

8 短路故障发生后，驱动器软关断IGBT，如果控制电路没有采取动作，则驱动器再次输出驱动脉冲的间隔时间。在13、16脚接一个电容Creset，可延长再次启动的时间，在Vp=24V时的关系为Creset/Trst(nF/mS)＝0/115，1/23，2/345，基本线性关系。

应用连接图

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发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，随着LED的应用越来越广，对于其驱动电路要求也越来越高。现在大多数场合需要采用恒流输出的开关电源，对于全彩LED灯而言，采用传统的RGB分别驱动在面对既要调色温又要调节亮度时候会有明显的缺陷，基于这点，通过改良HSI模型，设计了这款适合与全彩LED的驱动电路。传统的RGB模型需要R，G，B分别调节，而HSI模型主要将亮度和色度分开，通过H，S，I三个参数分别调节，H(色度)，S(饱和度)，I(亮度)。HIS模型下的驱动电路通过单片机控制总线驱动电流来限定I参数(亮度)，通过R，G，B三端反馈调节R，G，B的综合比例(H参数)，经由光线传感器获取光亮度的饱和程度S参数，达到驱动电路调节的目的。

1 总体设计

图1为HIS模型下全彩LED驱动电路的总体设计。硬件部分采用恒流驱动芯片PT4115，采用总一分的方式进行RGB驱动，通过采样电路获取R，G，B三路电流信号反馈，用来调节R，G，B的比例。软件采用STC系列单片机作为主调节模块，通过获取A／D转换调节三色颜色比例，采用PID调节方式，以保证调节的稳定。

2 LED驱动电路硬件设计

2．1 恒流驱动原理

如图2所示，这里由两只特性相同的管子VT0和VT1构成，两管的发射极分别接入电阻Re0和Re1。电阻R中的电流为基准电流，其表达式为：

所以集电极电流为：

由于这里通过改变Ic1和Ir的关系，使工Ic1和Ir呈比例关系，从而克服镜像恒流源电路的缺点。理论推导证明：

可见，只要改变Re0和Re1的阻值，就可以改变Ic1和Ir的比例关系，其基准电流Ir为：

有两个思路

1可用场效管直接放大，电源电压直流450V，电源滤波、输出耦合电解耐压用600V及以上；

2用场效管（普通功率三极管）直接放大后，用一个60倍比的高效变压器升到0-300V

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