原创 瑞萨小车电路分析---使用PWM驱动电机的电路

瑞萨小车是采用了H8微处理器（H8F3048）为处理芯片构建的。

电路主要分为采集部分、处理部分、驱动部分。

下面针对驱动部分进行一些分析和解释。希望对大家理解这个电路有所帮助。

如下图所示：下图为小车电机部分的驱动电路。瑞萨小车的驱动为后置双轮异步驱动。

在电路板的下方，固定有两个直流电动机，每个电动机驱动一个后驱动轮，两个后轮的速度可以有不同，且差速可以很大。

这样，在后期竞速比赛时，小车在大角度弯道处，可以根据转向的角度和当前的速度，针对两个后轮转速进行算法调整，让两个后轮的速度具有差速，有点类似于汽车上边的差速器的功能，使过弯更灵活，不会出现摆尾和飘逸的现象。

前轮采用双轮前置，无驱动能力，只做为方向控制轮。小车控制部分通过PWM信号控制舵机进行行进方向控制。

本电路配有两套H桥的电机驱动电路，能够分被控制两个电机进行前进和后退操作。

两个H桥电路由CPU的引脚所控制。

 

 

下图为电机驱动电路的原理图：

 

这是CPU给出的脉冲信号的前级调理电路。将单一的脉冲进行处理，形成分别控制PMOSFET和NMOSFET的两个波形。

 

H桥在理想波形状态下是不会有很大热量的，但是在实际波形下，会发出特别高的热量来。这是因为不理想的脉冲波形，缓慢的上升沿和下降沿会造成PMOSFET和NMOSFET导通和截止时间过长而产生一段时间的同时导通，发出很大的热量。

这里通过这个调整电路，将一个脉冲进行了展宽处理。使用了RC积分电路，延时时间为T=CR，t=40uS。

74HC14是带有施密特触发器的非门，RC延迟电路产生的延迟，会在它上面变成脉冲的向后平移。在经过一些逻辑运算处理，就形成了两路一宽一窄的控制信号了。


这是H桥功率驱动电路，H桥完成电机的正转、反转、刹车等动作。电源的正极端，采用P沟道FET；负极端，采用N沟道FET。

 

需要注意的是：H桥单侧的两个FET是不可以同时导通的。如果两个FET同时导通，那么FET导通后的DS之间肥肠小的阻值会造成电源与地之间的短路，造成FET的烧毁和其他重大的问题。


这里要解释一下上图中的BA1A4M器件。如下：

 

驱动电路中的PB2通过对BA1A4M的控制实现了对前进和后退的控制。