电机---3直流有刷减速电机

前言

在简单了解电机分类后，为了能够更深入学习了解电机、编码器、PID算法等内容，选择使用野火的直流减速有刷电机和其驱动板进行学习，单片机开发板选择野火的指南者开发板。

1直流有刷减速电机

直流有刷电机转速快，扭矩小，但是在某些应用场景中无法满足要求。这种情况就需要做一些改进来降低转速，并提高力矩。直流减速电机就是这样一种电机，这种电机通常也叫齿轮减速电机，它是在普通直流有刷电机的基础上增加了一套齿轮减速箱，用来提供更大的力矩和更低的转速。

2直流有刷减速电机几个重要参数

空载转速空载电流负载转速负载力矩负载电流堵转力矩堵转电流减速比功率

3直流减速电机驱动设计与分析

在日常生活中，驱动一个普通的直流电机只需要一个电池就可以了，将电池正负极与直流电机正负极接上，直流电机就可以转动，当想要转向的时候，需要在把线反接过来，但是如果要做一个产品，这明显是行不通的，因此我们熟悉的H桥电路就闪亮登场了。
如下图使用四个三极管搭建的H桥电路
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上面的H 桥驱动电路由4个三极管和一个电机构成。想要使电机运转，必须导通对角线上面的一对三极管。根据Q1和Q4(电机顺时针转动)、Q2和Q3(电机逆时针转动)的导通情况，进行电机的正反转。
需要注意的是，当同侧产生了导通，没有流经负载，可能会产生三极管所不能承受的电流而导致三极管烧毁，因此在电路设计中，要增加上保护电路，比如增加一些与非门什么的。

4 L298N

L298N是ST公司的产品，内部包含四个逻辑驱动电路，是一种二相和四相电机的专门驱动芯片，即内含两个H桥的高电压大电流双桥式驱动器，接收标准的TTL逻辑信号，可驱动4.5V-46V，2A以下的电机，电流输出峰值可以达到3A。
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5直流有刷减速电机的控制实现

<1>速度控制原理
通过PWM波进行控制，通过一定的频率改变通电和断电的时间，从而控制电路输出功率，在电机的控制周期中，通电时间决定了它的转速。
<2>驱动板的选择
在电机的学习中，选择的电机是野火的直流减速有刷电机、驱动板是MOS管搭建的大功率H桥驱动板，单片机开发板是野火的指南者开发板。
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驱动板几乎把所有功能都做了隔离，并且支持12V-70V的宽电压输入，10A过电流保护电路。超过10A可自动禁用电机控制信号，最高功率支持700W。
PWM控制信号使用了TLP2362高速光耦进行了隔离，SD信号使用了EL357N光耦进行了隔离。
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与门的作用是可以使单片机和过流保护电路共同控制SD引脚，SD引脚相当于使能引脚，类似于伺服电机的SRV_ON。
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下图是使用MOS管搭建的H桥电路，使用两个EG2104驱动四个MOS管。

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导通的原理说明：
以PWM1_IN输出低电平、PWM2_IN输出PWM波、SD_IN高电平为例
PWM2_IN=0,SD_IN=1时，也就是PWM2_IN的占空比为低电平的时候;LO=1,HO=0,下面的低端NMOS管导通，导通以后电容C14下面为0V,上面是12V，这个时候给电容进行了充电，理想状态下可以充到12V。
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PWM波变成高电平状态时，下面的NMOS管不在导通，上面NMOS管要想导通，需要栅极(gate)电压高于源级电压(soure)并且压差大于导通电压。源级为12V，那么HO的输出要满足上面的条件，根据手册可以知道：HO=VB+0.3,VB又由12V电源和C14的12V共同作用，VB=12V+12V，因此满足导通条件。
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