【H桥电路】控制电机的两种PWM模式详解-KIA MOS管
控制电机的两种PWM模式
桥电路应用最多的场合是控制电机运动（比如特斯拉电动汽车驱动电路）。电机负载可以使用电阻Rm，电感Lm以及感应电动势Vg的串联来描述。电机运动所需要的转动力矩是由流过串联电路的电枢电流所产生，而电枢电流则是由施加在串联电路上的电压所产生。
由于电机本身带有储能惯性环节（包括有电储能器件Lm以及机械储能部件转子的惯性），因此当使用高频的脉冲电压（PWM）作用在电机两端时，产生转矩的效果实际上由脉冲电压的平均值决定。
为了产生驱动电机不同极性、不同幅值的电压，控制电机PWM波形有两种工作模式：
极性-幅值驱动模式（Sign-Magnitude Drive），也称单极性驱动模式：驱动电机的信号有控制H桥输出极性的方向控制信号和控制PWM占空比幅值的脉冲信号；PWM占空比为0时，输出电压为0。
极性-幅值驱动模式桥电路的输出与负载电压电流波形
互锁相位驱动模式（Lock Anti-Phase），也称双极性驱动模式：桥电路两边由极性相反PWM信号驱动。PWM占空比为50%时，输出平均电压为0。
互锁相位驱动模式下桥电路的输出与负载的电压电流波形
在单极性（极性-幅值）驱动模式下，H桥电路只有通常只有两个晶体管做高频开关动作，电路损耗较小。但往往由于回路中的电阻存在，使得电机电流与PWM波形之间不再是线性关系。
在双极性（互锁相位）驱动模式下，四个功率晶体管都需要同时做高频开关动作，电路损耗相对较大。但电路控制负载的电流输出是线性的关系。
下图给出了电机在双极性驱动模式下，正向电流与反向续流过程中的电流回路。由于两个过程只是极性相反，但电压相同，所以电机的平均电流与PWM的占空比呈现线性正比的关系。
电机在双极性PWM驱动下正向导通与反向续流的回路
双极性PWM模式还可允许电机工作在四项限（正向运行、正向发电、反向运行、反向发电）的模式下，在驱动大功率电机时会效率更高。
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