????????電機的典型驅動方法包括電壓驅動、電流驅動以及PWM驅動。本文將介紹采用PWM驅動方式的恒流工作。

????????首先介紹的是什么是PWM驅動的電機恒流工作，其次是PWM驅動電機恒流工作時電路的工作原理。

PWM驅動

????????當以恒定的電流驅動電機時，電機會怎樣工作呢？

????????當以恒定電流驅動時，電機能以恒定轉矩旋轉。電機的轉矩是轉矩常數乘以電機電流后獲得的值。換句話說，電機轉矩與電流成正比，所以如果電流恒定，轉矩也就恒定。

????????如下圖所示的步進電機控制器集成電路 (IC) datasheet (Rev. B)，是一種集成的步進電機驅動芯片，是一個帶有4個開關（在示例中以使用了MOSFET的H橋作）的電機驅動器電路。?

? ? ? ? 雖然他的控制信號是STEP、DIR、USMX。

? ? ? ? 但其內部還是通過PWM驅動MOS管，如下所示：

? ? ? ? 如下圖所示的DRV8210P 11-V H-Bridge Motor Driver with PWM Interface and Low-Power Sleep Mode datasheet芯片，是一款集成的有刷直流電機驅動芯片，內部結構也是H橋來驅動外部電機。

? ? ? ?控制信號是PWM信號，PWM控制接口的輸入和功能如下所示。

????????PWM驅動原則上是通過脈沖的ON/OFF來發送所需功率的一種方法。脈沖的大小（電壓）和周期是恒定的，通過調整ON時的脈沖寬度（時間）來控制要發送的功率。

工作原理

????????下面以BD63150芯片規格書來解釋所示電路的實際工作原理。這是一顆高性能、高可靠性50V DC 有刷電機驅動器。其中特性參數中就可以看出他有電流限制功能。

????????以正轉為前提。在這種情況下，在這對MOSFET Q1和Q2中，Q1導通，Q2關斷，OUT1連接到電源電壓VM，電流流過電機的正極。同時，在這對Q3和Q4中，Q3關斷，Q4導通，OUT2經由驅動器引腳的Rs連接到GND。這樣，電流從電源流向電機，電機處于通電狀態。

???????? 由于這里的目的是恒流工作，因此需要將電流控制為恒定電流，該工作由Rs（檢流電阻）和比較器完成。如下所示RNF管腳連接到GND之間有一個0.1R電阻，這個電阻就是Rs電阻。

????????比較器負責將Rs電機電流所產生的電壓與施加到基準電壓引腳Vref的基準電壓進行比較。只要我們把RNF（檢流電阻）和VREF基準電壓固定，那么我們就能算出輸出電流。其關系如下圖所示：

???????? 當電機電流因通電而逐漸增大直到Rs的檢測電壓超過Vref時，比較器將Q1關斷（Q2可保持關斷，也可導通），停止給電機通電。 當停止通電時，電機的電流會試圖繼續流動，但會逐漸減小。然后，一定時間后，當Q1再次導通、電機通電時，電機的電流又開始增大，當Rs的檢測電壓超過Vref時，Q1再次關斷，停止通電。就這樣重復執行這樣的動作。

????????通過這種重復動作，流過以Vref除以Rs得到的電流值為頂點的三角波電流。如果將Q1的關斷時間（toff）設置的足夠小，則能夠以幾乎恒定的電流工作，即恒流工作。

???????? 以上是對PWM驅動的電機恒流工作的說明，但實際的PWM驅動還需要更微細的控制。例如，在停止通電、再生電流流動期間，Rs中沒有電流流過，因此當重新通電時Rs中的電流變化會變大。由于不可避免地存在寄生電感，因此這種電流的導通和關斷可能會導致RNF引腳產生波形所示的較大電壓噪聲(Spike noise)，或者流過對MOSFET的寄生電容進行充電的電流并導致超過Vref電壓。為了防止這些電壓噪聲引起的誤關斷動作，需要在PWM驅動上采取忽略短時間的峰值電流并設定不反應的時間（tblnk），或者用濾波器來濾除PWM驅動噪聲等措施。

參考文章：PWM驅動的電機恒流工作 - 電子設計基礎信息網站_羅姆電源設計R課堂