电机(英文：Electric machinery，俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M(旧标准用D)表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。发电机在电路中用字母G表示。它的主要作用是利用电能转化为机械能。

直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

直流电机短路实验方法

由于直流电机在短路运行时的自励作用，将使电枢电流达到很大数值，可能使电机受到损害。为保证电机可靠运行及稳定的调节，必须对直流电机进行短路试验，下面本文根据国标规定的直流电机试验方法对直流电机短路试验进行介绍。

1、具有串励绕组的电机在发电机方式下的短路试验方法

电机接成他励，串励绕组反向接入(差复励)。用感应法检查其极性，在电机静止时，主极绕组中交替地接通、断开励磁电流(应不超过额定值的20%)，用直流电压表在串励绕组两端测量其感应电势的极性(图1a)，如在接通励磁电流瞬时串励绕组中的感应电势使电压表正向偏转，则主极绕组中接通电源正端和串励绕组中接电压表的正端为同极性。

将被试电机按空载发电机方式运行，励磁电源的极性与前相同，用电压表测电枢两端电压的极性，然后停机将串励的正端与空载发电机电压的负端相连接，此时串励绕组即为反向接入(图1b)。

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

2、在发电机方式下用功率扩大机控制励磁的短路试验方法

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

Ak1——控制绕组，扩大机的主励磁绕组;Ak2——控制绕组，由于扩大机剩磁电压较高，用以减小其剩磁;Ak3——控制绕组，用以抑制自励作用

在发电机方式下用功率扩大机控制励磁的短路方法试验原理图如上图2所示，按照图2所示负载试验时R4应短接。

如果没有功率扩大机，可用复励直流发电机代替，将其串励绕组代替Ak3，接成差复励，或者用两台串联(其电势方向相反)的励磁机供被试电机励磁(如图3所示)。

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

3、临时缠绕串励绕组的短路试验方法

在主极上临时缠绕一个串励绕组，其极性仍用感应法确定(图4)。

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

4、将一半主极绕组反接的短路试验方法

将并励或串励(对串励电机)绕组分成相同的两组，一组他励(为防止剩磁电压使发电机短路时冲击电流太大，励磁方法应与剩磁方向相反)，另一组则并联在电枢两端(图5)。

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

上述四种方法，不但在发电机方式下短路时是必需的，而且在大功率的直流电机作负载试验时，为使其安全可靠地调节，稳定地运行，也是常采用的，第一种和第三种短路试验方法适用于回馈运行时的辅助电机，第二种短路试验方法适用于被试电机及辅助电机。

直流电机电枢电流变化率测定电流及计算方法

直流电机电枢电流变化率是与换向级磁通密切相关的物理量，在直流电机测试中是一项重要被测参量，在电机故障诊断检测中对电枢电流变化率进行测试可以有效的帮助被试电机故障分析。下面本文根据直流电机测试方法对电枢电流变化率测定电路及计算方法进行介绍。

1、电枢电流变化率测定方法

电枢电流的最大变化率必须在电机允许的换向火花等级下测定。测定时，保持励磁电压不变，对复励电机应将串励绕组断开，对串励电机应有独立的直流电源作他励励磁。

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

Rad——电机接线端接入电阻;

Lad——电机接线端接入电感;

S——回路开关。

当电机在电动机状态下空载运行达到额定转速时，断开电机电枢电源并将适当的电阻器和电抗器接入电枢回路，使电机处于能耗制动状态，同时进行换向检查，如果换向火花等级不是电机运行的等级，就要改变试验线路的参数反复进行测试，一直得到最大运行的电流变化率。改变电路参数可改变外接电阻器或电抗器的数值，也可以在测试前预先调节励磁电流的数值。

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

采用波形采集记录设备记录电流波形，从而得到电流变化率曲线，下图所示为电流变化率曲线。

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

2、电枢电流变化率测试结果的计算

电流变化的平均速率由下式计算：

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

初始电流变化率由下式求取：

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

式中：T=3t，是电流从零增加到95%Imax的时间，s;

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

式中：

Lac和Rac为电机内电枢回路的电感和电阻值;

Lad和Rad为电机出线端接入的电感和电阻值。

3、电枢电流变化率测试电路参数的估算

所需制动电阻值的初步估算，按下式计算：

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

直流电机的短路测试与直流电机电枢电流变化率测试电路

直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

直流电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。

直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。

感应电动势的方向按右手定则确定(磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向)。

导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩(例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩)，电枢就能按逆时针方向旋转起来。

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

直流电机的效率测试和计算方法

效率测试是所有电传动部件及系统重要检验项目，GB 755 旋转电机定额及性能标准中对各类电机设备效率检测方法进行了详细的介绍。旋转电机效率测试主要有直接测试法及损耗分析法，效率的直接测试方法是通过对直流电机输入输出功率的直接测试而求得效率的方式，下面本文对直流电机效率的直接测试相关试验方法及计算进行详细介绍。

一、直流电机输入功率和输出功率的测量

直接测定效率时，电动机的输入功率用电工仪表测量，输出功率的机械功率用测功机、转矩测量仪测量;发电机的输出功率用电工仪表测量，输入功率用测功机、转矩测量仪测量。

输入功率用电压乘电流来计算，试验电源为整流电源时要求采用真实读书瓦特表或指示电压、电流瞬时值乘积平均值的其他测量装置直接测取电枢回路输入功率，也可分别测量直流功率分量和交流功率分量然后求和。

测功机的功率，在与被试电机同样的转速下应不超过被试电机额定功率的三倍;转矩测量仪的标称转矩，应不超过被试电机额定转矩的三倍。测功机与被试电机之间应用弹性联轴器连接，连接应保证良好、同心。

二、直流电机效率直接测试方法

直流电机效率直接测试试验时，被试电机应在额定功率或额定转矩、额定电压及额定转速下运行至热稳定，读取输入或输出的电压、电流、功率、转速及转矩，并保存周围冷却空气温度，然后立即测定串励、并(他)励及电枢绕组的电阻，并将冷却空气温度换算至25℃。

三、直流电机效率直接测试相关计算

被试电动机的输出机械功率P2按照下式1计算：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

TM——被试电动机输出转矩，N.m;

nM——被试电动机转速，r/min。

被试电动机的效率ηM按照下式2计算：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

P1——被试电动机输入功率，W。

被试发电机的输入机械功率P1(W)按下式3计算：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

TG——被试发电机输入转矩，N.m;

nG——被试发电机转速，r/min。

如被试发电机为他励，则输入功率中还应加入励磁功率。

被试发电机的效率ηG按照下式4计算：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

P2——被试发电机输出电功率，W。

四、直流电机效率直接测试时温度换算

用直接法测定电机效率时，如试验时的冷却空气温度不是25℃，应按照下式5换算到25℃。

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

η25——冷却空气温度为25℃时电机的效率;

P2——效率测定时电机的额定输出功率，W;

P1(25)——冷却空气温度为25℃时电机的额定输入功率，W;

P1——效率测定时电机的额定输入功率，W;

Ia——效率测定时电机的额定电枢电流，A;

If——效率测定时电机的额定励磁电流，A;

R2a、R2c、R2f——效率测定后立即测得的电枢绕组、励磁绕组及并励绕组的电阻，Ω;

Δθa、Δθc、Δθf——额定输出功率时电枢绕组、串励绕组及并励绕组温升值，K;

θ2a、θ2c、θ2f——效率测定后立即测得的电枢绕组、串励绕组及并励绕组的温度，℃;

k——常数，对铜绕组为235，对铝绕组除有特殊规定外应选取225。

θ2a按照下式7计算：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

R2a——效率测定后立即测得的电枢绕组电阻，Ω;

R1——实际冷状态时电枢绕组电阻，Ω;

θ1——实际冷状态时电枢绕组温度，℃;

k——常数，对铜绕组为235，对铝绕组除有特殊规定外应选取225。

五、直流电机效率直接测试测功机转矩读数的修正

1.直流电机效率直接测试电动机输出转矩的修正

当对测量精度提出更高的要求时，则应当按照下列式中对测功机所测得输入出或输入转矩值进行修正，以便求得被试电机的实际输出或输入转矩值。

被试电动机的实际输出转矩按下式修正：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

TM——被试电动机实际输出转矩，N.m;

T’M——试验时测功机测得的被试电动机输出转矩，N.m;

Tfw——测功机本身消耗的转矩，N.m。

2.直流电机效率直接测试发电机输入转矩的修正

被试发电机的实际输入转矩按下式修正：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

TG——被试发电机实际输入转矩，N.m;

T’G——试验时测功机测得的被试发电机输出转矩，N.m;

Tfw——测功机本身消耗的转矩，N.m。

3.直流电机效率直接测试测功机转矩Tfw的测定及计算方法

Tfw(N.m)按下式计算：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

P1——被试电机在接近额定电压下驱动测功机空载时的输入功率(此时，测功机的电枢及励磁回路应开路)，W;

P0——被试电机在上述相同电压下空载运转时的输入功率，W;

Td——测定P1时测功机指示的转矩值，N.m;

nt——测定P1及Td时被试电机的转速(此转速应调节到等于效率测定时的转速，r/min)。

上述Tfw的测定方法一般称为空拖试验，应在效率测定后机组安装状态不改变的情况下进行此项试验。被试电动机的实际输出转矩TM及被试发电机的实际转矩TG求得后，即可按照算出较准确地输出及输入的机械功率，从而求得较准确地效率。

直流电机整流电源供电纹波因素和波形因素的计算方法

电压、电流纹波因数测定及电流波形因数测定是直流电机试验中的标准试验项目，本文主要根据GB/T 1311 直流电机试验方法对整流电源供电的直流电机纹波因数计算方法、波形因数计算方法进行介绍。

一、电压电流纹波因数的计算

电压、电流波形不间断时纹波因数的计算

电压、电流波形不间断时，其纹波因数应按照下式计算：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

K0CU——电压纹波因数;

Umax——脉动电压最大值，V;

U民——脉动电压最小值，V。

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

K0CI——电流纹波因数;

Imax——脉动电流最大值，A;

Imin——脉动电流最小值，A。

二、电压、电流波形间断时纹波因数的计算

电压、电流纹波间断时，其纹波因数应当按照下式计算：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

K0CU——电压纹波因数;

Umax——脉动电压最大值，V;

UaV——直流电压平均值，V。

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

式中：

K0CI——电流纹波因数;

Imax——脉动电流最大值，A;

IaV——直流电流平均值，A。

三、电流波形因数的计算

电流波形因数按照下式计算：

式中：

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

Kf——电流波形因数;

Irms——电流的有效值，A;

IaV——电流的平均值，A。

直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。其构造的主要特点是具有一个带换向器的电枢。直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。直流电机的转子则由电枢、换向器(又称整流子)和转轴等部件构成。其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。换向器是一种机械整流部件。由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。各换向片间互相绝缘。换向器质量对运行可靠性有很大影响。

直流电机的基本构成与直流电机驱动电路的设计图解

直流电机的基本构成

直流电机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。

直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。

直流电机的转子则由电枢、换向器(又称整流子)和转轴等部件构成。其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。

换向器是一种机械整流部件。由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。各换向片间互相绝缘。换向器质量对运行可靠性有很大影响。

直流电机的基本构成与直流电机驱动电路的设计图解

直流电机的组成结构

直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

定子

(1)主磁极

主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成铁心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，分为极身和极靴两部分，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成，套在主磁极铁心上。整个主磁极用螺钉固定在机座上，

(2)换向极

换向极的作用是改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花，一般装在两个相邻主磁极之间，由换向极铁心和换向极绕组组成。换向极绕组用绝缘导线绕制而成，套在换向极铁心上，换向极的数目与主磁极相等。

(3)机座

电机定子的外壳称为机座。机座的作用有两个：

一是用来固定主磁极、换向极和端盖，并起整个电机的支撑和固定作用;

二是机座本身也是磁路的一部分，借以构成磁极之间磁的通路，磁通通过的部分称为磁轭。为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能，一般为铸钢件或由钢板焊接而成。

(4)电刷装置

电刷装置是用来引入或引出直流电压和直流电流的。电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。电刷放在刷握内，用弹簧压紧，使电刷与换向器之间有良好的滑动接触，刷握固定在刷杆上，刷杆装在圆环形的刷杆座上，相互之间必须绝缘。刷杆座装在端盖或轴承内盖上，圆周位置可以调整，调好以后加以固定。

转子

(1)电枢铁心

电枢铁心是主磁路的主要部分，同时用以嵌放电枢绕组。一般电枢铁心采用由0.5mm厚的硅钢片冲制而成的冲片叠压而成，以降低电机运行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗。叠成的铁心固定在转轴或转子支架上。铁心的外圆开有电枢槽，槽内嵌放电枢绕组。

(2)电枢绕组

电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量变换的关键部件，所以叫电枢。它是由许多线圈(以下称元件)按一定规律连接而成，线圈采用高强度漆包线或玻璃丝包扁铜线绕成，不同线圈的线圈边分上下两层嵌放在电枢槽中，线圈与铁心之间以及上、下两层线圈边之间都必须妥善绝缘。为防止离心力将线圈边甩出槽外，槽口用槽楔固定。线圈伸出槽外的端接部分用热固性无纬玻璃带进行绑扎。

(3)换向器

在直流电动机中，换向器配以电刷，能将外加直流电源转换为电枢线圈中的交变电流，使电磁转矩的方向恒定不变;在直流发电机中，换向器配以电刷，能将电枢线圈中感应产生的交变电动势转换为正、负电刷上引出的直流电动势。换向器是由许多换向片组成的圆柱体，换向片之间用云母片绝缘。

(4)转轴

转轴起转子旋转的支撑作用，需有一定的机械强度和刚度，一般用圆钢加工而成。

直流电机的基本构成与直流电机驱动电路的设计图解

直流电机的驱动电路设计

一、 直流电机驱动电路的设计目标

在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑一下几点：

1. 功能：电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速，只要使用继电器即可;但如果需要调速，可以使用三极管，场效应管等开关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速。

2. 性能：对于PWM调速的电机驱动电路，主要有以下性能指标。

(1)输出电流和电压范围，它决定着电路能驱动多大功率的电机。

(2)效率，高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H桥或推挽电路可能出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。

(3)对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。

(4)对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。

(5)可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制信号，何种无源负载，电路都是安全的。

1.输入与电平转换部分：

输入信号线由DATA引入，1脚是地线，其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时，这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时，这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说，相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开，实现“一点接地”。

高速运放KF347(也可以用TL084)的作用是比较器，把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V基准电压比较，转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压范围不能接近负电源电压，否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流，一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。

不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放，因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上，压降较大，后面一级的三极管将无法截止。

2.栅极驱动部分：

后面三极管和电阻，稳压管组成的电路进一步放大信号，驱动场效应管的栅极并利用场效应管本身的栅极电容(大约1000pF)进行延时，防止H桥上下两臂的场效应管同时导通(“共态导通”)造成电源短路。

当运放输出端为低电平(约为1V至2V，不能完全达到零)时，下面的三极管截止，场效应管导通。上面的三极管导通，场效应管截止，输出为高电平。当运放输出端为高电平(约为VCC-(1V至2V)，不能完全达到VCC)时，下面的三极管导通，场效应管截止。上面的三极管截止，场效应管导通，输出为低电平。

上面的分析是静态的，下面讨论开关转换的动态过程：三极管导通电阻远小于2千欧，因此三极管由截止转换到导通时场效应管栅极电容上的电荷可以迅速释放，场效应管迅速截止。但是三极管由导通转换到截止时场效应管栅极通过2千欧电阻充电却需要一定的时间。相应的，场效应管由导通转换到截止的速度要比由截止转换到导通的速度快。假如两个三极管的开关动作是同时发生的，这个电路可以让上下两臂的场效应管先断后通，消除共态导通现象。

实际上，运放输出电压变化需要一定的时间，这段时间内运放输出电压处于正负电源电压之间的中间值。这时两个三极管同时导通，场效应管就同时截止了。所以实际的电路比这种理想情况还要安全一些。

场效应管栅极的12V稳压二极管用于防止场效应管栅极过压击穿。一般的场效应管栅极的耐压是18V或20V，直接加上24V电压将会击穿，因此这个稳压二极管不能用普通的二极管代替，但是可以用2千欧的电阻代替，同样能得到12V的分压。

3.场效应管输出部分：

大功率场效应管内部在源极和漏极之间反向并联有二极管，接成H桥使用时，相当于输出端已经并联了消除电压尖峰用的四个二极管，因此这里就没有外接二极管。输出端并联一个小电容(out1和out2之间)对降低电机产生的尖峰电压有一定的好处，但是在使用PWM时有产生尖峰电流的副作用，因此容量不宜过大。在使用小功率电机时这个电容可以略去。如果加这个电容的话，一定要用高耐压的，普通的瓷片电容可能会出现击穿短路的故障。

输出端并联的由电阻和发光二极管，电容组成的电路指示电机的转动方向。

4.性能指标：

电源电压15~30 V，最大持续输出电流5A/每个电机，短时间(10秒)可以达到10A，PWM频率最高可以用到30KHz(一般用1到10KHz)。电路板包含4个逻辑上独立的，输出端两两接成H桥的功率放大单元，可以直接用单片机控制。实现电机的双向转动和调速。

5.布线：

大电流线路要尽量的短粗，并且尽量避免经过过孔，一定要经过过孔的话要把过孔做大一些(》1mm)并且在焊盘上做一圈小的过孔，在焊接时用焊锡填满，否则可能会烧断。另外，如果使用了稳压管，场效应管源极对电源和地的导线要尽可能的短粗，否则在大电流时，这段导线上的压降可能会经过正偏的稳压管和导通的三极管将其烧毁。在一开始的设计中，NMOS管的源极于地之间曾经接入一个0.15欧的电阻用来检测电流，这个电阻就成了不断烧毁板子的罪魁祸首。当然如果把稳压管换成电阻就不存在这个问题了。

在2004年的Robocon比赛中，我们主要采用了这个电路用以电机驱动。

二、 低压驱动电路的简易栅极驱动

一般功率场效应管的最高栅源电压为20V左右，所以在24V应用中要保证栅源电压不能超过20V，增加了电路的复杂程度。但在12V或更低电压的应用中，电路就可以大大简化。

直流电机的基本构成与直流电机驱动电路的设计图解

左图就是一个12V驱动桥的一边，上面电路的三极管部分被两个二极管和两个电阻代替。(注意，跟上图逻辑是反的)由于场效应管栅极电容的存在，通过R3，R4向栅极电容充电使场效应管延缓导通;而通过二极管直接将栅极电容放电使场效应管立即截止，从而避免了共态导通。

这个电路要求在IN端输入的是边缘陡峭的方波脉冲，因此控制信号从单片机或者其他开路输出的设备接入后，要经过施密特触发器(比如555)或者推挽输出的高速比较器才能接到IN端。如果输入边缘过缓，二极管延时电路也就失去了作用。

R3，R4的选取与IN信号边沿升降速度有关，信号边缘越陡峭，R3，R4可以选的越小，开关速度也就可以做的越快。Robocon比赛使用的升压电路(原理相似)中，IN前用的是555。

三、 边沿延时驱动电路

在前级逻辑电路里，有意地对控制PMOS的下降沿和控制NMOS的上升沿进行延时，再整形成方波，也可以避免场效应管的共态导通。另外，这样做可以使后级的栅极驱动电路简化，可以是低阻推挽驱动栅极，不必考虑栅极电容，可以较好的适应不同的场效应管。2003年Robocon比赛采用的就是这种驱动电路。下图是两种边沿的延时电路：

直流电机的基本构成与直流电机驱动电路的设计图解

下图是对应的NMOS，PMOS栅极驱动电路：

直流电机的基本构成与直流电机驱动电路的设计图解

这个栅极驱动电路由两级三极管组成：前级提供驱动场效应管栅极所需的正确电压，后级是一级射极跟随器，降低输出阻抗，消除栅极电容的影响。为了保证不共态导通，输入的边沿要比较陡，上述先延时再整形的电路就可以做到。

五、 其它几种驱动电路

1. 继电器+半导体功率器件的想法

继电器有着电流大，工作稳定的优点，可以大大简化驱动电路的设计。在需要实现调速的电机驱动电路中，也可以充分利用继电器。有一个方案就是利用继电器来控制电流方向来改变电机转向，而用单个的特大电流场效应管(比如IRF3205，一般只有N型特大电流的管子)来实现PWM调速，如下右图所示。这样是实现特别大电流驱动的一个方法。换向的继电器要使用双刀双掷型的，接线如下左图，线圈接线如下中图：