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推挽电路它被广泛使用,例如单片机的推挽模式输出,PWM控制器输出、桥式驱动电路等。推拉英文单词:Push-Pull,顾名思义,就是推拉。所以推拉电路也叫推拉电路。 根据不同的用法,推挽电路有很多种,但其本质是放大功率,增加输入信号的驱动能力,并具有两个特点: ①很强的灌电流,即向负载注入大电流; ②强拉电流,即从负载中提取大电流。
如图3由NPN PNP三极管推挽电路是我们常用的互补推挽电路。其特点是输出阻抗小,驱动能力强。
图3:互补推挽电路 如图4所示,输入信号由低电平跳转到高电平,上管导通。
图4:上管导通 如图5所示,输入信号由高电平跳转到低电平,下管导通。
图5:下管导通 如图6,NPN PNP互补推挽电路是共射极输出,在任何时候,只有一根管道导通有输出。
图6:共射极输出 有朋友认为三极管不都是集电极(C)作为输出吗?如何改变绘画风格?按照常规思路,应该是图7所示的电路图;如果单独输入为0V或12V,所以电路似乎没有问题,但输入信号发生了变化,电压信号高低电平跳转过渡过程,所以在中间电压下会同时导致两根管道,这是炸管,记住!
图7:错误的推挽电路 图8为推挽驱动MOS管道电机调速电路,MOS管道的G极灌电流和拉电流都很大,所以MOS管道的开关时间很短,平台电压也很窄,可以有效降低开关损耗。
图8:电机调速电路 关于三极管和MOS前面的文章详细说明了管的特点,不懂的朋友可以翻一翻。 当然,如图9把三极管替换成MOS管道也可以,驱动能力会更强。
图9:MOS互补推挽管结构 上述互补推挽电路的输入信号幅值必须与推挽电源电压一致,如推挽电源电压为12V,那么输入的PWM信号的振幅值也必须是12V。若输入低于12V,输出也将低于12V,如图6所示,管道上形成的压降会导致管道发热严重。 那么有没有小电压驱动大电压的推拉结构呢?当然,它在许多驱动芯片中非常常见。我们管道TA叫图腾柱;如图10所示。
图10 在图11的红框中,图腾柱由图腾柱从NPN NPN构成,上管前级有一扇非门。(事实上,芯片框图只适用于某些功能模块化不可能展示所涉及的细节是绝密的) 为什么芯片使用图腾柱而不是互补推拉?原因是芯片内部的工作电压为5V(VCC通过芯片内的线性电源获得5V),根据前面对互补推拉的分析,结构不适合小电压驱动大电压;因此,图腾柱结构的推拉诞生了。
图11:图腾柱 图12为图腾柱模拟电路,信号源为5V/1k的方波,二极管D1的作用是预防Q3、Q同时导通导致炸管。
图12:图腾柱模拟电路 图13为图腾柱模拟波形,输出与输入相反,黄色表示Ui输入波形,蓝色表示Uo输出波形实现了小电压驱动大电压的推拉输出。
图13:图腾柱模拟波形 图14为互补推挽模拟电路,信号源为12V/1k的方波。
图14:互补推拉模拟电路 如图15所示,互补推拉模拟波形,输出与输入相位一致,黄色表示Ui输入波形,蓝色表示Uo输出波形。
图15:互补推拉仿真波形 然而,我们常用的运输也是推拉输出。运输的一个特点是输入阻抗大,输出阻抗小。如图16红框所示,输出阻抗小于200Ω。
图16:运输推拉输出 如图17所示,运输输出端与反向输入端直接连接,形成常用的跟踪器,输出电压等于输入电压,驱动能力大大提高。
图17:跟随器