微型電機驅動電路分析與介紹

以下所述電路用于3V供電的微型直流電機的驅動，這種電機有兩根引線，更換兩根引線的極性，電機換向。該驅動電路要求能進行正反轉和停止控制。
　　電路一
　　如下圖所示，些電路是作者最初設計的電路，P1.3、P2.2和P2.4分別是51單片機的IO引腳。設計的工作原理是：當P1.3高電平、P2.2和P2.4都為低電平時，電機正轉。此時，Q1和Q4導通，Q2和Q3截止，電流注向為＋5VàR1àQ1àMàQ4；當P1.3低電平、P2.2和P2.4都為高電平時，電機反轉。此時，Q2和Q3導通，Q1和Q4截止。P2.2為高電平同時P2.4為低電平時，電路全不通，電機停止。
　　圖中電阻：R1＝20Ω，R2＝R3＝R4＝510Ω

　　但實際實驗情況去出人意料，即電機正向和反向都不轉。經測量，當P1.3高電平，P2.2和P2.4都為低電平時，Q4導通，但Q1不導通，P1.3的電平只有0.67V左右，這樣Q1無法導通。
　　經分析原因如下：51的P1、P2、P3各引腳都是內部經電阻上拉，對地接MOSFET管，所謂高電平，是MOSFET截止，引腳上拉電阻拉為高電平。若此內部上拉電阻很大，比如20K，則當上圖電路接上后，則流過Q1的b極的電流最大為(5-0.7)/20mA=0.22mA，難以動Q1導通。所以此電路不通。
　　總結：51單片機的引腳上拉能力弱，不足以驅動三極管導通。
　　電路二
　　如下圖所示：這個電路中四個三極管都采用PNP型，這樣，導通的驅動是控制引腳輸出低電平，而51的低電平時，是通過MOSFET接地，所以下拉能力極強。
　　但此電路的Q1和Q3需要分別控制，所需控制引腳較多。如果要用一個IO腳控制則可以加一個反相器。但此電路的Q1和Q3需要分別控制，所需控制引腳較多。如果要用一個IO腳控制則可以加一個反相器。如圖3所示。圖中標有各點實測電壓值。

　　　
　　電路三
　　在電路二中，由于Q2和Q4的發射極高出基極一個0.7V，而基極最低為0V，實際由于CPU引腳內部有MOSFET管壓降，所以Q2和Q4的發射極不會低于1V，這樣使M兩端的有效電壓范圍減小。
　　要解決這一問題，則Q2和Q4需換成NPN管。但NPN管的驅動如電路一所示，只靠CPU引腳的上拉是不行了，所以需要另加上拉電阻，如下圖所示。