硬件驱动:硬件基础之驱动电路

一、技术理论

1.驱动电路定义

        如下图所示,驱动电路位于控制电路负载电路之间,将控制电路的控制信号转化为负载电流所需的驱动信号,提供足够多的电压、电流或功率驱动负载电路。

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;驱动IC

负载电路:电机、继电器、LED灯,音频设备等

2. 低端驱动与高端驱动

        如下图,负载一端接电源,一端接开关管,开关管控制负载的电势低端,所以称为低端驱动。

        一般使用NPN晶体管、NMOS管等

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。

         一般使用PNP晶体管、PMOS管等,还有特殊的,用NMOS管+自举电路

二、OC门和OD门电路

         OC门又叫集电极开路门(Open Collector),主要针对的是BJT电路,根据三极管基极所接的集成电路来决定(三极管发射极接地),通过三极管集电极,使其开路而输出。

        OD门又叫漏极开路门(Open Drain),主要针对的是MOS管。

oc门和od门的逻辑符号 (baidu.com)

TTL 电平 CMOS 电平 OC 门 OD 门基础知识 (baidu.com)

最全讲解上下拉电阻 - 知乎 (zhihu.com)

OC门和OD门的基本概念 OC门和OD门的区别都有什么 - 与非网 (eefocus.com)

        1、oc门是集电极开路,od门是漏极开路;

        2、oc针对输出器件是晶体管的门,od针对输出器件是场效应管的门;

        3、oc门是一种集成电路的输出装置,od门即高阻状态,适用于输入或输出。

oc门(集电极开路):

集电极开路是一种集成电路的输出装置。OC门实际上只是一个NPN型三极管,并不输出某一特定电压值或电流值。OC门根据三极管基极所接的集成电路来决定(三极管发射极接地),通过三极管集电极,使其开路而输出。而输出设备若为场效应晶体管(MOSFET),则称之为漏极开路OD门,工作原理相仿。通过OC门这一装置,能够让逻辑门输出端的直接并联使用。两个OC门的并联,可以实现逻辑与的关系,称为“线与”,但在输出端口应加一个上拉电阻与电源相连。

od门(漏极开路):

漏极开路即高阻状态,适用于输入/输出,其可独立输入/输出低电平和高阻状态,若需要产生高电平,则需使用外部上拉电阻或使用如LCX245等电平转换芯片。同时具有很大的驱动能力,可以作为缓冲器使用。

        具有低电平驱动能力,但是没有高电平的驱动能力。

三、推挽

1.定义

        如下图,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。

         要么上管导通,下管关闭;要么下管导通,上管关闭;绝对不能两个管同时导通,否则就短路。既具有低电平的驱动能力,也有高电平的驱动能力。

2.STM32单片机的GPIO口

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3.图腾柱驱动电路

四、半桥

1.定义

        如下图,半桥由上下管构成,可以单独控制上下管的导通与截止,具有高低电压驱动能力,应用时需要避免上下管同时导通造成短路。

  

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

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