基于HIP4081的厚膜H桥电机驱动电路设计
3．1 电路工作逻辑时序及电机运动状态分析
在图5中，当使能端D1S处于高电平“1”时，无论ALI，BLI是“1”还是“O”，ALO，BLO，AH0，BH0都为“0”，电路处于禁止状态，电机停转。当使能端DIS处于低电平“O”时，ALl和BLI可通过反相器分别同时接收PWM信号的高电平“1”和低电平“0”。当ALl为1，BLI为0时，此时，ALO为1，AHO为0，BLO为O，BHO为1，H桥中的MOS管M1与M4导通，H桥处于图1状态，电机顺时针旋转。当ALI为O，BLI为1时，此时，AL0为0，AHO为1，BLO为1，BHO为O，H桥中的MOS管M3与M2导通，H桥处于图2状态，电机逆时针旋转。当ALI，BLI同时为O时，ALO，BLO都为O，AH0，BHO都为1，电机中没有电流流过，处于制动状态。当ALI，BLI同时为1时，AL0，BLO都为1，AHO，BHO都为O，电机中也没有电流流过，同样处于制动状态。其逻辑关系如表2所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/188830.htm
3．2 死区时间的考虑
在图5中，保证H桥上2个同侧的MOS管(M1和M2，M3和M4)不会同时导通非常重要。如果MOS管M1和M2(或M3和M4)同时导通，那么电流就会从电源Vs正极穿过2个MOS管直接回到负极。此时，电路中除了MOS管外没有其他任何负载，因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制)，甚至烧坏MOS管。基于上述原因，在实际驱动电路中要使M1与M2或M3与M4在导通时间上有一个延迟，也称死区时间。
HIP4081留有HDEL和LDEL两个端口(见图4)，用户通过外接电阻，可根据实际电路工作情况，自行定制死区时间。死区时间与HDEL／LDEL电阻的关系如图6所示。
3．3 效率的考虑
在图5中，决定驱动电路效率的主要是以下3个因素：H1P4081的静态功耗；Vcc电源的动态功耗；MOS管的I2R损耗。
由于HIP4081是CMOS器件，第(1)项损耗很小，可忽略不计，第(2)项损耗虽然大一些，但远小于(3)项(尤其是满负荷输出时)。而MOS管的I2R由其导通电阻决定，因此选择合适的M0s管组成H桥电路，可以减少(3)项损耗。该电路选用N沟道HEXFETPower MOSFET IRFPP250N，其导通电阻为O．075 Ω，降低了导通损耗，提高了效率。
3．4 产品结构的考虑
(1)该产品结构采用厚膜混合集成技术设计，如图7所示，在具有高导热率的AlN陶瓷基板上通过厚膜印烧工艺制作厚膜基板，并通过基板金属化与焊接技术，将ALN基板与金属外壳进行焊接，大大提高了电路的导热能力和功率密度。
(2)在图7中，产品内部全部有源器件采用裸芯片，通过混合集成电路的二次集成工艺技术，将元器件、ALN厚膜陶瓷基板以及金属外壳组装在一起。形成具有全密封金属外壳、外形尺寸为32 mm×32 mm×7 mm的双列直插式厚膜混合集成产品，大大缩小了体积，减少了产品内部级连和焊点，提高了可靠性。
4 结 语
这里设计的厚膜H桥电机驱动电路经过实际应用表明：该电路不仅安全可靠地实现了电机的双向转动和调速,提高了驱动电路和系统的可靠性，而且产品体积小，导热性能好，效率高，能在恶劣的使用环境下安全工作，适合军、民两用。
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