直流電機簡介

直流電機，即通上直流電，就可以旋轉的電動機。由于電機的線圈繞組會頻繁的換向，換向碳刷或銅片與線圈接觸處會有火花，這種電機工作起來會有較大的電磁干擾，對電源來說，也會帶來尖峰毛刺。

三極管驅動電路

有人會說了，為啥不用MOS管或IC驅動？這篇文章是講三極管的，當然就用三極管了嘛。
電機參數：12V 0.1A

三極管選型

背景知識

這里有2個背景知識，
知識1：直流電機工作的時候，尖峰脈沖會有3-5倍電源電壓的的尖峰脈沖，如果電源內阻比較大，那么這個電壓就會更大程度的影響電源的供電。當然我們會有一些辦法來削減這個尖峰，但三極管的耐壓絕對不能僅僅是略大于12V，而是要2到3倍于這個值才會比較可靠。
知識2：電機工作時，啟動和堵轉時電流也會比較大，最大電流可達額定電流5到8倍，最好按10倍來選型。
最后確定的三極管要求：至少25V最好36V以上，至少1A最好1.5A以上。也就是說成本敏感的話選25V1A，要可靠性高選36V1.5A。

選型原則

基本上遵循下面這些原則：在滿足參數要求的情況下，便宜是第一位的，然后就是好買，代換容易，體積小等等。
NPN的管子要比PNP的便宜，好買。

選型網站

我查元件參數時一般去這個網站，里面的元件還是比較全的，常用的元件基本上都有，最大的優點是元件的DATASHEET可以直接下載，元件價格也有，還可以各種排序，有些元件會有參數簡介，很方便。
元件的價格比X寶上貴些，但肯定是正品，用起來放心。
要注意一點，PDF文檔不是最新的，踩過坑。關鍵元件還是要去官網下最新的才行，不過一般來說問題不大。

型號選擇

輸入三極管，然后按銷量，或價格排序，從上往下選就行，我一般是按銷量排序

第1個就可以，電流也有1.5倍裕量，需要注意的是耐壓裕度不多，需要在電源毛刺處理上注意點。
封裝，參數，價格，型號，廠家這些基本信息都有了。
下面點擊箭頭所指的數據手冊，

點這里下載PDF文檔。

查看文檔，確定參數

下面這個表是極限參數，超過就會損壞元件。

下面這個表是正常使用參數，看看就好。

最重要的，是后面的圖，下面重點說幾個：
1 給定基極電流時，VCE和IC的對應關系

對于給定基極電流為50uA時，對應最下面一條曲線，此時能驅動的最大IC電流為12mA。對于0.1A的電機，基極電流至少在400uA以上才能驅動。基極電流越大，集電極的電流也就可以越大，同時VCE也會更小。
在這里我們要使管子工作在飽和區，此時VCE最小，經驗值約為0.3V，紅線大致對應的是這個區域。
那么可以給出500uA以上的基極電流，同時配合不超過100mA的集電極電流時，可以確定管子工作在飽和狀態。紅色箭頭尖端所指向的點，就是管子的工作狀態，其VCE應該是0.2V左右。

2 放大倍數與集電極電流IC的關系
工作點在紅色箭頭所指的位置，此時放大倍數約為250倍

3 VCE與IC對應關系的溫度漂移
很小，可以忽略

4 最大功率和溫度對應表
本例中運行電流為100mA，管子工作在飽和區，CE壓降0.2V，實際功耗約為50mW，圖中綠箭頭所指的點
開機電流假設為10倍，即1A，此時管子功耗0.2W，圖中藍箭頭所指的點
堵轉時電流按額定電流5倍算，管子功耗0.1W，圖中紅箭頭所指的點
這3個點的狀態在圖中用箭頭標出
最需要考慮的是紅箭頭表示的堵轉工作點，因為堵轉可能是長時間的，要保證這個時候不能燒管子，此時對應溫度約為108度，也就是說，長期穩定工作的溫度為108度，滿足工業級產品的要求。

電路設計

電路圖

這個比較簡單，

確定外圍元件參數

C1，C2作用為抑制電機換向時的尖峰脈沖，是電機的出線口接一個，電路板上接一個。
D1為消除反向高壓，需要用快恢復二極管，1N5819足矣
R1直接連接到單片機，未隔離。對于大電機必須用隔離方式驅動。單片機輸出為3.3V，三極管VBE如下圖，溫度不同時，其為0.62到0.72V之間，基極電流500uA以上，所以電阻R1上的電壓為2.51到2.61V之間，對應阻值為5K左右，取4.7K或3.6K均可保證三極管工作在飽和狀態。

針對外圍元件的取值再次驗證管子的工作狀態

基極電流有所增加，但增加的不多，而且三極管工作在飽和區時功耗，基本不受基極電流IB的影響
電壓，溫度，最大功耗和溫度，均在范圍以內。

總結

很多人都知道，三極管基極注入1mA電流即可使其飽和，但具體為什么，怕是沒幾個說得清楚，具體多大電流進入飽和，也沒有概念，本例應該講清楚這個了。
電機的繞組感應高壓，和堵轉電流增大，是設計時必須知道的知識點，否則設計出來后很容易燒元件。
作為一個開發工程師，需要具備廣泛的知識面，開發產品需要很多的背景知識，功夫在詩外啊，我們大家一起努力！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的电路设计基础--三极管驱动直流电机电路的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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