直流電機控制電路設計

點擊次數:   更新时间:18/08/21 10:19:08     来源:www.zbawdianji.com關閉分    享:
  在直流電機驅動電路的設計中,有很多需要注意的事項,比如在控制電路中的設計要點有哪些呢,下面我們就來看看吧。
  1.輸入與電平轉換部分:
  輸入信號線由DATA引入,1腳是地線,其余是信號線。注意1腳對地連接了一個2K歐的電阻。當驅動板與單片機分別供電時,這個電阻可以提供信號電流回流的通路。當驅動板與單片機共用一組電源時,這個電阻可以防止大電流沿著連線流入單片機主板的地線造成幹擾。或者說,相當于把驅動板的地線與單片機的地線隔開,實現“一點接地”。
  高速運放KF347(也可以用TL084)的作用是比較器,把輸入邏輯信號同來自指示燈和一個二極管的2.7V基准電壓比較,轉換成接近功率電源電壓幅度的方波信號。KF347的輸入電壓範圍不能接近負電源電壓,否則會出錯。因此在運放輸入端增加了防止電壓範圍溢出的二極管。輸入端的兩個電阻一個用來限流,一個用來在輸入懸空時把輸入端拉到低電平。
  不能用LM339或別的任何開路輸出的比較器代替運放,因爲開路輸出的高電平狀態輸出阻抗在1千歐以上,壓降較大,後面一極的三極管將無法截止。
  2.柵極驅動部分:
  後面三極管和電阻,穩壓管組成的電路進一步放大信號,驅動場效應管的柵極並利用場效應管本身的柵極電容(大約1000pF)進行延時,防止H橋上下兩臂的場效應管同時導通(“共態導通”)造成電源短路。
  當運放輸出端爲低電平(約爲1V至2V,不能完全達到零)時,下面的三極管截止,場效應管導通。上面的三極管導通,場效應管截止,輸出爲高電平。當運放輸出端爲高電平(約爲VCC-(1V至2V),不能完全達到VCC)時,下面的三極管導通,場效應管截止。上面的三極管截止,場效應管導通,輸出爲低電平。
  上面的分析是靜態的,下面討論開關轉換的動態過程:三極管導通電阻遠小于2千歐,因此三極管由截止轉換到導通時場效應管柵極電容上的電荷可以迅速釋放,場效應管迅速截止。但是三極管由導通轉換到截止時場效應管柵極通過2千歐電阻充電卻需要一定的時間。相應的,場效應管由導通轉換到截止的速度要比由截止轉換到導通的速度快。假如兩個三極管的開關動作是同時發生的,這個電路可以讓上下兩臂的場效應管先斷後通,解除共態導通現象。
  實際上,運放輸出電壓變化需要一定的時間,這段時間內運放輸出電壓處于正負電源電壓之間的中間值。這時兩個三極管同時導通,場效應管就同時截止了。所以實際的電路比這種理想情況還要安全一些。
  場效應管柵極的12V穩壓二極管用于防止場效應管柵極過壓擊穿。一般的場效應管柵極的耐壓是18V或20V,直接加上24V電壓將會擊穿,因此這個穩壓二極管不能用普通的二極管代替,但是可以用2千歐的電阻代替,同樣産生到12V的分壓。
  3.場效應管輸出部分:
  大功率場效應管內部在源極和漏極之間反向並聯有二極管,接成H橋使用時,相當于輸出端已經並聯了解除電壓尖峰用的四個二極管,因此這裏就沒有外接二極管。輸出端並聯一個小電容(out1和out2之間)對降低電機産生的尖峰電壓有一定的好處,但是在使用PWM時有産生尖峰電流的作用,因此容量不宜過大。在使用小功率電機時這個電容可以略去。如果加這個電容的話,一定要用高耐壓的,普通的瓷片電容可能會出現擊穿短路的故障。
  輸出端並聯的由電阻和發光二極管,電容組成的電路指示電機的轉動方向。
  4.性能指標:
  电源电压15~30 V,大持续输出电流A/每个电机,短时间(10秒)可以达到10A,PWM频率高可以用到30KHz(一般用1到10KHz)。电路板包含4个逻辑上独立的,输出端两两接成H桥的功率放大单元,可以直接用单片机控制。实现电机的双向转动和调速。
  5.布線:
  大電流線路要盡量的短粗,並且盡量避免經過過孔,一定要經過過孔的話要把過孔做大一些(》1mm)並且在焊盤上做一圈小的過孔,在焊接時用焊錫填滿,否則可能會燒斷。另外,如果使用了穩壓管,場效應管源極對電源和地的導線要盡可能的短粗,否則在大電流時,這段導線上的壓降可能會經過正偏的穩壓管和導通的三極管將其燒毀。在一開始的設計中,NMOS管的源極于地之間曾經接入一個0.15歐的電阻用來檢測電流,這個電阻就成了不斷燒毀板子的罪魁禍首。當然如果把穩壓管換成電阻就不存在這個問題了。
  以上就是關于直流電機的控制電機的設計思路的相關介紹了,我們在設計時要按照這些模塊對其進行安裝設計,同時也要做好調試工作,在運行中也要多觀察,一點出現問題及時的去解決。
小编:shanni  整改时间:2019.6.19

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