驅動芯片+電機=神奇魔法，輕鬆調速與換向！

在電子學設計當中,是怎麼控制一個直流電機的呢? 比如控制電機的快慢和正反轉 常規的辦法是使用MOS管 比如當我們給它高電平,MOS管就導通了 這樣電機就會轉 如果給它不同佔空比的PWM波 就會改變它的速度 而當我們給它低電平,電機就會停止轉動 那如果是控制電機正反轉呢? 這就得使用4個MOS管來控制了 也就是人們常說的H橋驅動電路 如果我們讓Q1和Q4MOS導通 電機就會正轉 讓Q2和Q3MOS導通 電機就會反轉 如果是控制6個直流電機 就得需要24個MOS管來控制 這就導致電路設計相對複雜 針對這個痛點 聰明的人類發明了一種驅動芯片 它把MOS管集成到了芯片內部 這樣能大大簡化硬件設計 我們以國產納新威的NSD8312驅動芯片爲例 通過實例爲大家講解怎麼通過驅動芯片來控制電機 之所以選擇NSD8312 是因爲這個芯片功能強大 且控制非常簡單 它內部集成了12個半橋驅動 外部設備通過SPI通訊控制這12個半橋的輸出 這是NSD8312的驅動板 中間就是NSD8312驅動芯片 芯片的12個半橋輸出連接到了綠色的接插件上 爲了方便調試 它還有配套的控制板 而且官方還爲這個芯片做了上位機軟件 這樣我們就可以直接在電腦上實時控制這個驅動芯片了 在默認情況下這12個半橋都沒有功率輸出的 我們只需要給它發送0802 第一個半橋就能輸出電源電壓 這時候把電機的一根線接到OUT1 第一根線接地它就能轉動 之所以發送0802 是由這個驅動芯片所規定的 傳遞一次信息需要兩個字節 第一個字節是其存取地址 第二個是狀態或命令信息 這個都可以在它的數據手冊上找到 比如要控制第一個半橋輸出 就得控制HB-Control1這個寄存器 這個寄存器的地址是08 所以第一個字節發送的是08 HB-Control1這個寄存器可以控制四個半橋的輸出狀態 因爲我們只需要控制第一個半橋輸出電源電壓 所以給HB1HSEN這一位寫1 而其他位寫0 這樣換算成16進制就是02 所以要控制第一個半橋輸出高電平 就得需要給它發送0802 這樣電機就能轉了 如果我們直流電機的兩個引腳分別接到兩個半橋輸出 就能構成一個A制橋 讓Out1輸出高電平 Out5輸出低電平 它正向轉動 而讓Out5輸出高電平 Out1輸出低電平 它就會反轉 而且它內部還集成了PWM發聲器 此時如果我們使用第五個半橋的PWM功能 同時把佔空比調整到50% 它就會輸出一半的波形 同時電機的轉速差不多會變成原來的一半 佔空比通過一個計算器就可以控制 這是佔空比的計算公式 如果只輸出10%的波形 它的速度將變得很慢 除了最基本的控制功能 驅動芯片內部集成了一系列診斷功能 比如過壓、欠壓、過流短路、高溫關斷、開路診斷功能 就拿開路診斷來說 如果我們斷開電機連接 此時就會處於開路狀態 可以看一下它裏面就會給我們反饋這個狀態 而且此時也不會有電壓輸出 最後說一下NSD8312這個芯片的應用場景 這是一個車櫃級芯片 相比於消費級芯片 車櫃級芯片可以工作在更嚴苛的環境下 它的主要應用是汽車內直流電機驅動 後視鏡調節 繼電器控制 簡單的LED氛圍燈調節都可以做到