文章目录
一：技术理论
1.1 驱动电路定义
- 如下图所示，驱动电路位于控制电路与负载电路之间，将控制电路的控制信号转化为负载电路所需的驱动信号，提供足够电压、电流或功率给驱动负载电路。
- 控制电路：各类单片机、处理器等。
- 驱动电路：晶体管与MOS管构成的放大电路，开关电路去驱动IC。
- 负载电路：电机、继电器、LED灯、音频设备等。
1.2 低端驱动与高端驱动
- 低端驱动：
如下图，负载一端接电源，一端接开关管，开关管控制（负载电势的）低端，所以称为低端驱动。
低端驱动开关管一般使用NPN晶体管，Nmos管.
- 高端驱动：
如下图，负载一端接地，一端接开关管，开关管控制（负载的电势）高端，所以称为高端驱动。
二：OC门与OD门
2.1 OC门（open collect）
如下图，集电极开路，即为OC门，开集
- 输出端直接接到电源或地，没有上拉电阻。
- 输出端只能输出低电平（通常是0v）,不能输出高电平。
- OC门常用于实现开漏输出、“线或”等逻辑功能，在总线设计、中断控制等场合广泛应用。
- OC门通常需要外部上拉电阻才能实现高电平输出，否则总线电平会一直被拉低。
- 多个OC门可以并联在同一条总线上，因为只有一个OC门可以拉低总线电平。
2.2 OD门(open drain)
如下图，漏极开路，即为OD门，开漏
- 输出使用开漏型晶体管（Nmos或NPN）作为拉低电压的元件
- 输出端子没有内部上拉电阻，需要外部上拉电阻才能输出高电平
- 输出端可以直接驱动LED、继电器等负载
- 输出电平只能拉低0V（GND）或高阻态，无法直接输出高电平
- 多个OD门可以并联输出，实现线性“OR”功能
- 优点：输出能力强，可以直接驱动大功率负载，适用于开关电源，电机驱动等功率电子电路
- 缺点：无法直接输出高电平，需要外部上拉电阻。
2.3 应用说明
- ①可以输出低电平，如果需要输出高电平，需要外接上拉电阻
- ②OC门或OD门可以连接在一起，再接个上拉电阻，可以构成“线与逻辑”。比如IIC总线，只要一路输出低电平，总线均为低电平；都输出高电平，总线才为高电平。
2.4 阅读手册（达林顿管ULN2003A）
推荐《嵌入式-4种经典继电器驱动电路-单片机IO端口/三极管/达林顿管/嵌套连接》
三极管多级放
- 看手册：输出电压高（可达50V），输出电流大（可达500ma）
- 应用：继电器驱动、直流照明驱动、步进电机驱动、电磁阀、直流无刷电机驱动
三：推挽输出
3.1 定义
推荐文章《嵌入式-32单片机-GPIO推挽输出和开漏输出》
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- 推挽采用互补输出，上下管只有一路处于导通状态，即具有低电平驱动能力，又具有高电平驱动能力。
3.2 STM32单片机的GPIO口
- 图片来源自STM32官方手册
3.3 图腾柱驱动电路
该电路是一种用于驱动图腾柱（Totem-pole）输出电路的电路设计。图腾柱输出电路是一种常见的功率放大拓扑，主要由两个串联的功率晶体管组成，一个是NPN型管，另外一个是PNP型管。
- 作用是：
1.为该输出电路提供合适的驱动信号，确保两个功率晶体管交替导通，从而实现有效的功率放大。
2.提供足够的电流驱动能力，确保功率晶体管能够完全饱和导通。
3.保护功率晶体管免受过大的电压和电流冲击。
4.实现输出电路的上升和下降沿的快速切换，提高电路的响应速度。
- 上图腾柱驱动电路的工作说明：
1.PWM为高电平，Q4导通，Q3截止，U8的寄生电容Cgs通过Q2与R6放电，U8关闭；
2.PWM为低电平，Q4截止，Q2截止，12V电压通过Q3给U8的寄生电容Cgs充电，U8导通；
3.R3为限流电阻，避免Cgs的充放电电流过大；
4.R6的作用：Cgs放电时，通过通过Q2与放电，只能放到0.7v左右，加上R6，就可以放到0V，确保关闭MOS；
5.此电路可以用于有刷直流电机的PWM调速；
四：半桥
4.1 定义
半桥由上下管构成，两个NOMS管，可以单独控制上下管的导通与截止，具有高低电平驱动能力，应用时需要避免上下管同时导通造成短路（死区）
4.2 应用
①应用于半桥式开关电源；
②两个半桥可以组成全桥驱动；
③三个半桥可以驱动无刷电机；
4.3 阅读手册
IR2104STRPBF.PDF
查阅《半导小芯》
五：全桥
5.1 定义
全桥由四个管子构成，通过控制上下管可以改变输出的电流流向，比如控制直流电机的正反转。
推荐《嵌入式-数模电-MOS管经典手把手指点》
5.2 应用
①应用于全桥式开关电源；
②驱动负载，控制电流流向；
电流流向类似于下图
5.3 阅读手册
- LV8548MC-AH.pdf
该手册表示：控制两个电机，四个MOS管可以控制一个电机的正反转，图为8个MOS管，控制两个电机。其中属于每个电机
常用：正转、反转、刹车、待机
六：产品应用
6.1 单片机GPIO口驱动LED
- 单片机推挽输出控制LED灯（最大20ma电流），加电阻，不然有时候LED灯品质不好，耐压值不行，容易烧毁。
- 电平从高到低，下图就是GPIO输出高电平才能驱动LED灯。
6.2 全桥IC驱动直流有刷电机
6.3 晶体管驱动LED
6.4 OC门驱动步进电机
6.5 晶体管驱动继电器
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6.6 全桥电路驱动大功率有刷直流电机
- 右上角的PMOS管用于防反接
- 左边四个MOS管控制电机正反转
以上，完