一 、前言
双H桥电路能够为直流电机驱动系统提供灵活的运动控制、精确的速度调节、高效能量利用和全面的保护功能。此外，双H桥电路的设计相对简单，并且有大量的先前研究和应用案例可供参考。因此，我有了设计一份双H桥电路原理图的想法。
二 、设计框图及功能介绍
采用TI的DRV8833驱动各种系统。使用两个内置的h桥和输入上的下拉电阻，用户可以在快速衰减模式下运行两个直流电机或单个双极步进电机。
DHB通过GPIO协议与主机板通信。通过用PWM信号和方向(DIR)引脚上的逻辑电平低压或高压信号驱动使能(EN)引脚，用户能够以各种速度运行直流电机。
DRV8833芯片对电机驱动电路提供过流保护。每个内部驱动场效应管被独立监测过流状态，并将在内部关闭以保护芯片。当检测到过流状态时，芯片将关闭FET故障，然后将NFAULT引脚设置为低电平，表示芯片上的故障状态。其余的场效应管将继续正常运行。故障状态结束后，芯片自动复位，将NFAULT逻辑电平恢复到逻辑高电平。
三、原理图及芯片介绍
原理图是在DigiKey的Scheme-it网页上绘制的。
Dual H-bridge | Scheme-it | Free Online Schematic and Diagramming Tool | DigiKey Electronics
具体设计如下：
DRV8833芯片
使用了FastBond活动中要求厂商-TI公司的芯片-DRV8833。
描述
DRV8833器件为玩具、打印机及其他机电一体化应用提供了一款双桥电机驱动器 解决方案。
该器件具有两个 H 桥驱动器，能够驱动两部直流刷式电机、一部双极步进电机、多个螺线管或其他感性负载。
每个 H 桥的输出驱动器模块由配置为 H 桥的 N 沟道功率 MOSFET 组成，用于驱动电机绕组。每个 H 桥均具备调节或限制绕组电流的电路。
该器件利用故障输出引脚实现内部关断功能，提供过流保护、短路保护、欠压锁定和过热保护。另外，还提供了一种低功耗休眠模式。
特性
- 双路 H 桥电流控制电机驱动器
- 可以驱动两部直流电机或一部步进电机
- 低金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 导通电阻：高侧 (HS) + 低侧 (LS) 360mΩ
- 输出电流（VM = 5V，25°C 时）
- 采用 PWP/RTY 封装：每条 H 桥的 RMS 电流为 1.5A，峰值电流为 2A
- 采用 PW 封装：每条 H 桥的 RMS 电流为500mA，峰值电流为 2A
- 可以将输出并联，以实现
- 3A RMS 电流、4A 峰值电流（PWP 和 RTY 封装）
- 1A RMS 电流、4A 峰值电流（PW 封装）
- 宽电源电压范围：2.7V 至 10.8V
- PWM 绕组电流调节/电流限制
- 耐热增强型表面贴装封装
内部部分电路框图
H桥原理
下面以MOS管搭建的H桥电路解释电机正反转控制。要使电机运转，必须使对角线上的一对MOS管导通。如下图，当Q1管和Q4管导通时(此时必须保Q2和Q3关断)，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
另一对MOS管2相Q3导通的时候（此时必须保证Q1和Q4关断），电流从右至左流过电机，从而驱动电机沿逆时针方向转动。驱动电机时，保证H桥两个同侧的MOS管不会同时导通非常重要，如果MOS管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从电源正极穿过两个MOS管直接回到负极，此时电路中除了MOS管外没有其它任何负载，因此电路上的电流就达到最大值，烧坏MOS管和电源。Q3和Q4同时导通是同样的道理。
驱动电机时，保证用桥两个同侧的M0S管不会同时导通非常重要，如果MOS管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从电源正极穿过两个MOS管直接回到负极，此时电路中除了MOS管外没有其它任何负载，因此电路上的电流就达到最大值，烧坏MS管和电源。Q3和Q4同时导通是同样的道理。
简单的开关只能控制电机正反转，引入PWM控制可以实现方向和速度调节。调节占空比实现控速，占空比越大平均电压(电流)越大，速度越快PWM频率一般在10KHz~20KHz之间。频率太低会导致电机转速过低，噪声较大。频率太高，会因为MOS管的开关损耗而降低系统的效率。
四、结语
以上便是FastBond活动阶段一的内容，因为阶段一只要求绘制出框图和原理图即可，实现上还是非常简单的，轻松可以获得返还，其他数值计算、原理图细节修缮、成品效果等将留在阶段二中展现。其中原理或有错误，请诸位批评指正。
