L298N驱动电机的总结.pdf

1、 1 大总结 L298N 的详细资料驱动直流电机和步进电机 电机驱动电路；电机转速控制电路电机转速控制电路（PWM信号）主要采用 L298N，通过单片机的 I/O 输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，输入引脚与输出引脚的逻辑关系图为 驱动原理图驱动原理图 2 3 L298N 电机驱动模块图 电机驱动模块图 1.1 实物图 实物图 1.2 原理图 原理图 1.3 各种电机实物接线图 各种电机实物接线图 1.4 各种电机原理图 各种电机原理图 1.5 模块接口说明 模块接口说明 L298N 电机驱动模块图电机驱动模块图 1.1 实物图实物图 正面 背面 1.2 原理图原理

2、图 4 1.3 各种电机实物接线图各种电机实物接线图 直流电机实物接线图 4 相步进电机实物接线图 5 3 相步进电机实物接线图 1.4 各种电机原理图各种电机原理图 直流电机原理图 步进电机原理图 6 1.5 模块接口说明模块接口说明+5V：芯片电压 5V。VCC：电机电压，最大可接 50V。GND：共地接法。A-D-：输出端，接电机。AD+：为步进电机公共端，模块上接了 VCC。EN1、EN2：高电平有效，EN1、EN2 分别为 IN1 和 IN2、IN3 和 IN4 的使能端。IN1 IN4：输入端，输入端电平和输出端电平是对应的。7 我正在用 L298N 驱动我的小车的两个直流减速电机

3、，其实它很好用，1 和 15 和 8 引脚直接接地，4 管脚 VS 接 2.5 到 46 的电压，它是用来驱动电机的，9 引脚是用来接 4.5 到 7V 的电压的，它是用来驱动 L298 芯片的，记住，L298 需要从外部接两个电压，一个是给电机的，另一个给 L298 芯片的 6 和 11 引脚是它的使能端，一个使能端控制一个电机，至于那个控制那个你自己焊接，你可以把它理解为总开关，只有当它们都是高电平的时候两个电机才有可能工作，5,7,10,12 是 298 的信号输入端和单片机的 IO 口相连，2,3,13,14 是输出端，输入 5 和 7 控制输出 2 和 3,输入的 10,12 控制输

4、出的 13,14 L298N 型驱动器的原理及应用 L298N 是 SGS 公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个 H 桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准 TTL 逻辑电平信号，可驱动46V、2A 以下的电机。其引脚排列如图1中 U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信 8 L298N 的恒压恒流桥式恒压恒流桥式 2A2A 驱动芯片驱动芯片 L298NL298N 说明及应用说明及应用 L298 是 SGS 公司的产品，比较常见的是 15 脚 Multiwatt 封装的 L298N，内部同样包含 4 通道逻辑驱动电路。

5、可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。L298N 芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达 50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的 IO 口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。L298N可接受标准 TTL 逻辑电平信号 VSS，VSS可接 457 V 电压。4 脚 VS 接电源电压，VS 电压范围 VIH 为2546 V。输出电流可达 25 A，可驱动电感性负载。1 脚和 15 脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298 可驱动 2 个电动机，OUT1，OUT2 和 OUT3，OUT4 之间可分别接电动机

6、，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12 脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB 接控制使能端，控制电机的停转。表 1 是 L298N 功能逻辑图。9 10 In3，In4 的逻辑图与表 1 相同。由表 1 可知 EnA 为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当 EnA 为高电平，输入电平为一高一低，电机正或反转。同为低电平电机停止，同为高电平电机刹停。L298N 控制器原理如下：图 3 是控制器原理图，由 3 个虚线框图组成。下面是 3 个虚线框图功能：（1）虚线框图 1 控制电机正反转，U1A，U2A 是比较器，VI 来自炉体压强传感器的电压。当VIVRBF1 时

7、，U1A 输出高电平，U2A 输出高电平经反相器变为低电平，电机正转。同理 VIVRBF1 时，电机反转。电机正反转可控制抽气机抽出气体的流量，从而改变炉体压强。（2）虚线框图 2 中，U3A，U4A 两个比较器组成双限比较器，当 VBVIVA 时输出低电平，当 VIVA，VIVB 时输出高电平。VA，VB 是由炉体压强转感器转换电压的上下限，即反应炉体压强控制范围。根据工艺要求，我们可自行规定 VA，VB 的值，只要炉体压强在 VA，VB所确定范围之间电机停转（注意 VBVRBF1VA，如果不在这个范围内，系统不稳定）。（3）虚线框图 3 是一个长延时电路。U5A 是一个比较器，Rs1 是采

8、样电阻，VRBF2 是电机过流电压。Rs1 上电压大于 VREF2，电机过流，U5A 输出低电平。由上面可知，框图 1 控制电机正反转，框图 2 控制炉体压强的纹波大小。当炉体压强太小或太大时，电动机转到两端固定位置停止，根据直流电机稳态运行方程3：UCe NRaIa 其中:为电机每极磁通量；Ce 为电动势常数；N 为电机转数；Ia 为电枢电流；Ra 电枢回路电阻。11 电机转数 N 为 0，电机的电流急剧增加，时间过长将会使电机烧坏。但电机起动时，电机中线圈中的电流也急剧变大，因此我们必须把这两种状态分开。长延时电路可把这两种状态区分出来。长延时电路工作原理：当 Rs1 过流 U5A 产生一

9、个负脉冲经过微分后，脉冲触发 555的 2 脚，电路置位，3 脚输出高电平，由于放电端 7 脚开路，C1，R5 及 U6A 组成积分器开始积分，电容 C1 上的充电电压线性上升，延时运放积分常数为 100R5C1。当 C1 上充电电压，即 6 脚电压超过 23 VCC，555 电路复位，输出低电平。电机启动时间一般小于 08 s，C1 充电时间一般为 081 s。U5A 输出电平与 555 的 3 脚输出电平经 U7 相或，如果 U5A输出低电平大于 C1 充电时间，U7 在 C1 充电后输出低电平由与门 U8 输入到 L298N 的 6 脚 ENA端使电机停止。如果 U5A 的输出电平小于

10、C1 充电时间，6 脚不动作电机的正常启动。长延时电路吸收电机启动过流电压波形，从而使电机正常启动。下图是其引脚图：1、15 脚是输出电流反馈引脚，其它与 L293 相同。在通常使用中这两个引脚也可以直接接地。上图是其与 51 单片机连接的电路图。12 13 14 L298N 是专用驱动集成电路，属于 H 桥集成电路，与 L293D 的差别是其输出电流增大，功率增强。其输出电流为 2A，最高电流 4A，最高工作电压 50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，减速电机，伺服电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进

11、电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平 最高工作电压：46V 总直流电流最大：4A L298 应用实例 实例一：用 L298 驱动两台直流减速电机的电路。引脚 6，9 可用于 PWM 控制。如果机器人项目只要求直行前进，则可将 5，10 和 7，12 两对引脚分别接高电平和低电平，仅用单片机的两个端口给出 PWM 信号控制 6，11 即可实现直行、转弯、加减速等动作。实例二：用 L298 实现二相步进电机控制。15 16 步进电机原理及其使用说明 一、前言 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲

12、信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就

13、给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。二、感应子式步进电机工作原理（一）反应式步进电机原理 由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。1、结构：电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3、2/3,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以表示），即 A 与齿1 相对齐，B 与齿 2 向右错开 1/3，C 与齿 3 向右错开 2/3，A与齿 5 相对齐，（A就是 A，齿 5 就是齿 1）下面是定转子的展

14、开图：2、旋转：如 A 相通电，B，C 相不通电时，由于磁场作用，齿 1 与 A 对齐，（转子不受任何力以下均同）。如 B 相通电，A，C 相不通电时，齿 2 应与 B 对齐，此时转子向右移过 1/3，此时齿 3与 C 偏移为 1/3，齿 4 与 A 偏移（-1/3）=2/3。如 C 相通电，A，B 相不通电，齿 3 应与 C 对齐，此时转子又向右移过 1/3，此时齿 4与 A 偏移为 1/3 对齐。如 A 相通电，B，C 相不通电，齿 4 与 A 对齐，转子又向右移过 1/3。这样经过 A、B、C、A 分别通电状态，齿 4（即齿 1 前一齿）移到 A 相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地

15、按 A，B，C，A通电，电机就每步（每脉冲）1/3,向右旋转。如按 A，C，B，A通电，电机就反转。由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用 A-AB-B-BCC-CA-A 17 这种导电状态，这样将原来每步 1/3 改变为 1/6。甚至于通过二相电流不同的组合，使其 1/3 变为 1/12，1/24，这就是电机细分驱动的基本理论依据。不难推出：电机定子上有 m 相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移 1/m,2/m(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制这是步进电机

16、旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。3、力矩：电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量）当转子与定子错开一定角度产生力 F 与（d/d）成正比 其磁通量=Br*S；Br 为磁密；S 为导磁面积；F 与 L*D*Br 成正比；L 为铁芯有效长度；D 为转子直径；Br=NI/RNI 为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数）R 为磁阻。力矩=力*半径力矩与电机有效体积*安匝数*磁密 成正比（只考虑线性状态）因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。（二）感应子式步进电机 1、特点：感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。（必须采用双极