電機是重要的執行機構，可以將電能轉化為機械能，從而驅動被控裝置的轉動或者移動，在我們的生活中應用非常廣泛。例如，應用在電動工具、電動平衡車、電動園林工具、兒童玩具中。直流電機的實物圖如下圖所示。
1-直流電機實物圖
對於普通的直流電機，在其兩個電極上接上合適的直流電源後，電機就可以滿速轉動，電源反接後，電機就反向轉動。但是在實際應用中，我們需要電機工作在不同的轉速下，該如何操作呢？
1 直流電機的調速原理
我們可以做這樣的實驗，以24V直流電機為例，在電機兩端接上24V的直流電源，電機會以滿速轉動，如果將24V電壓降至2/3即16V，那麼電機就會以滿速的2/3轉速運轉。由此可知，想要調節電機的轉速，只需要控制電機兩端的電壓即可。
以三極體作為驅動器件驅動小功率的電機，其電路原理圖如下圖所示。電機作為負載接在三極體的集電極上，基極由微控制器控制。
2-直流電機調速原理圖
當微控制器輸出高電平時，三極體導通，使得電機得電，從而滿速執行；當微控制器輸出低電平時，三極體截止，電機兩端沒有電壓，電機停止轉動。那如何使電機兩端的電壓發生變化，進而控制電機的轉速呢？
只要微控制器輸出佔空比可調的方波，即PWM訊號即可控制電機兩端的電壓發生變化，從而實現電機轉速的控制。
2 PWM訊號調速的原理
所謂PWM，就是脈衝寬度調製技術，其具有兩個很重要的引數：頻率和佔空比。頻率，就是週期的倒數；佔空比，就是高電平在一個週期內所佔的比例。PWM方波的示意圖如下圖所示。
3-PWM的基本引數
在上圖中，頻率F的值為1/（T1+T2），佔空比D的值為T1/（T1+T2）。透過改變單位時間內脈衝的個數可以實現調頻；透過改變佔空比可以實現調壓。佔空比越大，所得到的平均電壓也就越大，幅值也就越大；佔空比越小，所得到的平均電壓也就越小，幅值也就越小。動圖演示如圖4所示。
4-PWM調壓演示
透過以上原理就可以知道，只要改變PWM訊號的佔空比，就可以改變直流電機兩端的平均電壓，從而實現直流電機的調速。
前文說過，改變電機兩端的電源極性可以改變電機的轉速，那麼電路如何實現電機的正反轉調速呢？這需要透過H橋電路來實現。H橋的電路原理如下圖所示。
5-H橋驅動電機電路
H橋電路由四個功率電子開關構成，可以是電晶體也可以是MOS管。電子開關兩兩構成橋臂，在同一時刻只要對角的兩個電子開關導通，另外兩個截止，且每個橋臂的上下管不能同時導通。透過這個電路就可以實現電機的正反轉調速。
3 PWM如何實現電機的正轉調速
要實現電機的正轉只需要做如下設定即可：
A控制端：高電平，控制三極體Q4導通；
B控制端：高電平，控制三極體Q3截止；
C控制端：低電平，控制三極體Q1導通；
D控制端：低電平，控制三極體Q2截止；
透過以上操作，即實現三極體Q2和Q3截止，三極體Q1和Q4導通，電流的流向如下：
VCCQ1電機Q4GND，實現了電機的正轉。
6-H橋驅動電機正轉調速電路
在這種情況下要實現電機轉速的調節，只需要給Q4的基極載入PWM訊號即可。
4 PWM如何實現電機的反轉調速
要實現電機的反轉只需要做如下設定即可：
A控制端：低電平，控制三極體Q4截止；
B控制端：低電平，控制三極體Q3導通；
C控制端：高電平，控制三極體Q1截止；
D控制端：高電平，控制三極體Q2導通；
透過以上操作，即實現三極體Q1和Q4截止，三極體Q2和Q3導通，電流的流向如下：
VCCQ3電機Q2GND，實現了電機的反轉。
7-H橋驅動電機反轉調速電路
在這種情況下要實現電機轉速的調節，只需要給Q2的基極載入PWM訊號即可。
5 電機專用驅動IC和分離元器件電路的對比
目前有很多電機專用驅動IC，體積小、控制簡單，比用分離元器件所搭建的電路佔有更大的優勢。
專用IC優勢之一：死區控制更容易
使用分離元器件時，必須要嚴格控制死區時間，也就是絕對不能讓每個橋臂上的電子開關同時導通，這樣容易導致電源短路，電流過大把兩個電子開關燒壞。而專用的驅動IC都有死區控制，比分離元器件電路更安全。
8-電機專用驅動IC
專用IC優勢之二：器件體積更小
分離元器件所搭建的驅動電路，所使用的元器件數目較多，體積較大。而專用驅動IC只需要一顆晶片即可，大大減小了體積、節省了PCB空間，使電路除錯更容易。
