用CMOS驱动器设计微电机控制电路

合集下载

实例讲解电机驱动电路应该如何设计

实例讲解电机驱动电路应该如何设计针对不同的电机，我们应该选择与之相对应的驱动。

简单地来说，功率大的电机应该选用内阻小、电流容许大的驱动，功率小的电机就可以选用较低功率的驱动。

电机驱动较常规的方法是采用PWM 控制。

常见的电机驱动有两种方式：1.采用集成电机驱动芯片；2.采用MOSFET和专用栅极驱动芯片。

方案一、采用集成电机驱动芯片通过电机驱动模块控制驱动电机两端电压来对电机进行制动，我们可以采用飞思卡尔半导体公司的集成桥式驱动芯片MC33886。

MC33886 最大驱动电流为 5A，导通电阻为 140 毫欧姆，PWM 频率小于10KHz，具有短路保护、欠压保护、过温保护等功能。

体积小巧，使用简单，但由于是贴片的封装，散热面积比较小，长时间大电流工作时，温升较高，如果长时间工作必须外加散热器，而且MC33886的工作内阻比较大，又有高温保护回路，使用不方便。

下面，着重介绍我们在平时设计驱动电路时最常用的驱动电路。

我们普遍使用的是英飞凌公司的半桥驱动芯片 BTS7960 搭成全桥驱动。

其驱动电流约 43A，而其升级产品 BTS7970 驱动电流能够达到 70 几安培！而且也有其可替代产品BTN7970，它的驱动电流最大也能达七十几安！其内部结构基本相同如下：每片芯片的内部有两个MOS 管，当IN 输入高电平时上边的MOS 管导通，常称为高边MOS 管，当IN 输入低电平时，下边的MOS 管导通，常称为低边MOS管；当INH 为高电平时使能整个芯片，芯片工作；当 INH 为低电平时，芯片不工作。

其典型运用电路图如下图所示：INH一般使用时,我们直接接高电平，使整个电路始终处于工作状态。

下面就是怎么样用该电路使得电机正反转。

假如当PWM1端输入PWM波，PWM2端置0,电机正转；那么当 PWM1端为0,PWM2端输入PWM 波时电机将反转！使用此方法需要两路PWM信号来控制一个电机！其实可以只用一路 PWM 接 PWM1 端，另外 PWM2 端可以接在IO 端口上，用于控制方向！假如PWM2=0，PWM1 输入信号时电机正转；那么当 PWM2=1是，PWM1 输入信号电机反转（必须注意：此时PWM信号输入的是其对应的负占空比）。

单片机 ir2013 mos管步进电机

单片机 ir2013 mos管步进电机标题：使用IR2013 MOS管驱动步进电机的应用引言：步进电机是一种常见的电机类型，具有结构简单、易于控制和定位精准等特点。

而IR2013 MOS管是一种常用的电子元件，具有高效能、低功耗、可靠性高等优点。

本文将介绍如何使用IR2013 MOS 管来驱动步进电机，并探讨其在实际应用中的意义。

1. IR2013 MOS管的特点IR2013 MOS管是一种双路低端驱动器，适用于步进电机的驱动。

它具有高效能和低功耗的特点，可以在工作频率较高的情况下实现较低的功耗。

此外，IR2013 MOS管的可靠性也很高，能够在恶劣环境中稳定工作。

2. 步进电机的工作原理步进电机是一种根据输入的脉冲信号来转动的电机。

它通过控制电流的大小和方向来实现旋转。

通常，步进电机有4个线圈，每次接通其中两个线圈，电机就会转动一个固定的步距角度。

通过不断的脉冲输入，可以实现步进电机的精确定位。

3. IR2013 MOS管驱动步进电机的原理使用IR2013 MOS管驱动步进电机的原理是通过控制MOS管的导通和截止，来控制电流的流向和大小。

通过控制MOS管的开关时间和频率，可以控制步进电机的转动速度和方向。

IR2013 MOS管的双路特性可以实现步进电机的双向控制。

4. IR2013 MOS管驱动步进电机的应用IR2013 MOS管驱动步进电机在工业自动化、机器人、医疗设备等领域有广泛的应用。

例如，在工业自动化中，可以使用IR2013 MOS 管驱动步进电机来实现机器人的精确定位和运动控制；在医疗设备中，可以使用IR2013 MOS管驱动步进电机来控制医疗器械的运动轨迹。

5. 总结通过使用IR2013 MOS管来驱动步进电机，可以实现电机的精确定位和运动控制。

IR2013 MOS管具有高效能、低功耗和可靠性高的特点，适用于各种应用场景。

在工业自动化、机器人和医疗设备等领域，IR2013 MOS管驱动步进电机已经发挥了重要作用。

MOONS MS3540MO步进电机驱动器说明书

MS3540MO 步进电机驱动器使用手册下拉方式控制每一路信号的输入，如果输入信号电压是5V，则至少需要提供3mA的电流，如果输入信号电压是24V，则至少需要提供10mA的电流。大部分CMOS和集电极开路的TTL 器件可以直接兼容驱动器输入接口，典型的PLC和接近开关传感器输出都是兼容的。
下拉电路(NPN) 如果用户设备是下拉电流输出方式的，COM端接用户电源正极；如果用户使用TTL 电路驱动MS3540MO，COM端接用户5V电源总线。COM端不需接到GND上。如果用户使用PLC 或接近开关传感器，需外接电源。
5.3 输入输出接口连接 5.3.1 输入接口连接
MS3540MO采用了光电隔离电路防止外部电路和驱动器间相互干扰，输入信号可以使用宽的输入电压范围，采用上拉或下拉连接方式接入电路。原理如下图所示：
- 13 -
用户使用5V-24V的输入电源来驱动光耦输入端的发光二极管。控制逻辑以上拉或
- 14 -
上拉电路(PNP) 如果用户设备输出信号能够提供输出电流，用户可将输出信号直接接到驱动器的输入信号端，COM端接到用户的GND上。注：当光耦输入端有电流流过时，输入信号打开；当光耦输入端没有电流流过时，输入信号关闭。当COM端和信号输入端是相同电平或输入端悬空不接时，输入信号关闭。
EN信号打开将关断步进电机的电流，内部控制逻辑将继续运行，驱动器会记忆在功率器件关断时电机的相序位置。但是由于电流在电机线圈中缓慢消失和负载的惯性，步进电机在EN信号打开后还是会有轻微的移动。如果用户不使用关断功率放大功能，建议EN信号悬空。
- 12 -
MS3540MO 步进电机驱动器使用手册
5.2 电机连接
警告：将电机接到驱动器时，请先确认供电电源已关闭。确认未使用的电机引线未与其他物体发生短路。在驱动器通电期间，不能断开电机。不要将电机引线接到地上或电源上。电机与驱动器的连接, 四线，六线，八线电机的连接方式叙述如下:

微电机控制电路

课题三微电机控制电路微电机控制电路使用1块CMOS集成电路、2只晶体管、2只电阻和1个双刀三掷开关，电路原理如图3-1所示。

通过拨动转换开关K，它可以对直流电机实现正转、停止和反转的控制。

该电路可以广泛用于电动玩具（如电码汽车）或日常用具（如电动窗帘）等，若配上遥控发射和接受电路，还可以实现对玩具和窗帘等的遥控。

一、工作原理与非门G1A、G1B的输出端（分别为集成电路6脚和9脚）分别与两个晶体管的集电极相连接，作为电路的输出端接接至微型电机的两个输入端。

与非门G1A的输入端（4脚）与G1B的输出相连，G1B的输入端（11脚）与G1A的输出相连。

两个晶体管的基极也分别通过限流电阻加至对方与非门的输出端，从而构成一双稳态电路。

与非门G1A、G1B的另一个输入端（5脚和10脚）与开关K的两定触点A、B相连，作为控制信号输入端。

由图2.18中的开关K的连接方式可知，当拨动开关K时，A、B两端的逻辑电平分别为01、00、10三种状态，分别对应电机的正转、停止和反转。

下面就按这3种状态分析电路的工作过程：图3-1中开关K的位置使A点为低电平，B点为高电平。

因此与非门G1A 输出高电平U O1=U OH≈V DD，这时与非门G1B的两个输入端均为高电平，所以其输出U O2=U OL≈0V。

由于选用的CMOS与非门的驱动级是漏极开路的CMOS管，所以与非门具有较大灌电流而不能提供拉电流，故必须增加晶体管VT1、VT2来弥补G1A、G1B无拉电流的不足。

因为这时U O1≈V DD通过R2加至晶体管VT2的基极使其截止，U O2≈0V，加至晶体管VT1的基极使其导通，VT1的导通电流经过导通的与非门G1B从左向右流过电机M，使电机产生正向转动。

当开关K往下拨一挡时，A、B两点的电位均为低电平，与非门G1A、G1B均截止而输出高电平，晶体管VT1、VT2的基极由于都加上高电平也截止，电机两端均为高电平，即加至电机两端的电压为0V，所以电机停止转动。

驱动伺服电机的电路设计

驱动伺服电机的电路设计伺服电机是一种精密的电动执行器，通常用于需要高精度位置控制的应用中，如工业机器人、数控机床、航空航天设备等。

为了实现对伺服电机的精确控制，需要设计一个高性能的电路来驱动它。

在伺服电机的电路设计中，最常用的驱动方式是采用PWM（脉冲宽度调制）技术。

PWM技术通过控制电路输出的脉冲宽度来调节电机的转速和位置，从而实现对电机的精确控制。

一般来说，伺服电机的驱动电路包括功率放大器、滤波电路、反馈电路和控制电路等部分。

首先，功率放大器是伺服电机驱动电路的核心部分，它负责将控制信号转换为电机驱动信号，通常采用功率晶体管或功率MOSFET等器件来实现。

这些器件需要具有高速开关能力和较大的电流承受能力，以确保电机能够快速响应并具有足够的输出功率。

其次，滤波电路用于平滑输出信号，并去除电路中的高频噪声，以保证电机运行时的稳定性和精度。

另外，反馈电路是伺服电机驱动电路中至关重要的一部分，它负责接收电机位置和速度的反馈信号，并将其与控制信号进行比较，从而实现闭环控制。

常用的反馈传感器包括编码器、霍尔传感器等，通过这些传感器可以实时监测电机的运行状态，并及时调整控制信号，以实现对电机的精确控制。

最后，控制电路通常采用微控制器或数字信号处理器（DSP）来实现，它负责生成PWM信号，并根据反馈信号调整输出信号的占空比，以实现对电机的精确控制。

总的来说，驱动伺服电机的电路设计需要综合考虑功率放大器、滤波电路、反馈电路和控制电路等多个方面的因素，以确保电机能够稳定、精确地运行。

随着电子技术的不断发展，新型的驱动电路设计方案也在不断涌现，为伺服电机的应用带来了更多的可能性。

cmos驱动电路原理

cmos驱动电路原理CMOS驱动电路原理CMOS（互补金属氧化物半导体）是一种常用的集成电路技术，它能够在低功耗和高速度之间取得平衡，因此在现代电子设备中得到广泛应用。

CMOS驱动电路是一种用于控制和驱动CMOS器件的电路，它起到将输入信号转换为输出信号的作用。

本文将介绍CMOS驱动电路的原理和工作方式。

CMOS驱动电路由两个互补的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）组成，一个是P型MOSFET（PMOS），另一个是N型MOSFET （NMOS）。

PMOS和NMOS的导通与截止由控制电压的极性和大小决定，通过对它们的控制，可以实现高低电平的转换。

CMOS驱动电路的基本原理是利用PMOS和NMOS的互补特性，通过控制它们的导通与截止状态，实现输入信号到输出信号的转换。

CMOS驱动电路通常由三个主要部分组成：输入级、驱动级和输出级。

输入级负责接收外部输入信号，并将其转换为适合驱动级处理的信号；驱动级根据输入信号的特性，控制PMOS和NMOS的导通与截止状态；输出级负责将驱动级输出的信号放大，并驱动外部负载。

在CMOS驱动电路中，输入级的作用是将外部输入信号转换为适合驱动级处理的电平。

当输入信号为高电平时，输入级输出低电平；当输入信号为低电平时，输入级输出高电平。

这样的设计可以确保驱动级在正确的电压范围内工作，避免不必要的功耗。

驱动级是CMOS驱动电路的核心部分，它根据输入信号的特性来控制PMOS和NMOS的导通与截止状态。

当输入信号为高电平时，驱动级将PMOS导通，NMOS截止；当输入信号为低电平时，驱动级将PMOS 截止，NMOS导通。

这样的设计可以确保输出信号与输入信号相反，实现信号的转换。

输出级负责将驱动级输出的信号放大，并驱动外部负载。

输出级通常由PMOS和NMOS的级联组成，它们工作在互补的导通与截止状态。

当NMOS导通时，PMOS截止，输出为低电平；当PMOS导通时，NMOS 截止，输出为高电平。

CMOS模拟集成电路设计-综述部分

集成电路的特点及发展
2、集成电路的发展 ⑵世界集成电路发展历史 1979年：Intel推出5MHz 8088微处理器，之后，IBM 基于8088推出全球第一台PC； 1981年：256kb DRAM和64kb CMOS SRAM问世； 1984年：日本宣布推出1Mb DRAM和256kb SRAM； 1985年：80386微处理器问世，20MHz； 1988年：16M DRAM问世，1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管，标志着进入超大规模集成电路（VLSI）阶段；
集成电路的特点及发展
2、集成电路的发展 ⑵世界集成电路发展历史 1989年：1Mb DRAM进入市场； 1989年：486微处理器推出，25MHz，1μm工艺，后来50MHz芯片采用 0.8μm工艺； 1992年：64M随机存储器问世； 1993年：66MHz奔腾处理器推出，采用0.6μｍ工艺； 1995年：Pentium Pro, 133MHz，0.6-0.35μｍ工艺； 1997年：300MHz奔腾Ⅱ问世，采用0.25μｍ工艺；
集成电路的特点及发展
2、集成电路的发展 ⑶我国集成电路发展历史 1965年-1978年：以计算机和军工配套为目标，以开发逻辑电路为主要产品，初步建立集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件； 1978年-1990年：主要引进美国二手设备，改善集成电路装备水平，在“治散治乱”的同时，以消费类整机作为配套重点，较好地解决了彩电集成电路的国产化；
…………………………
集成电路的EDA工具
1、SPICE （Simulation program with integrated circuit emphasis）是最为普遍的电路级模拟程序，各软件厂家提供提供了Vspice、Hspice、Pspice等不同版本 spice软件，其仿真核心大同小异，都是采用了由美国加州Berkeley大学开发的spice模拟算法。 SPICE可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分析和线性交流分析。

高分辨率双快门模式CMOS图像传感器控制电路的设计与仿真

Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＡＣＭＯＳｉｇｎｅｓｒｗｉｉｈｒｓｌｔｏｎｕｌｓｕｔｒｍｏｅｆｒｓａｅｉｆｒａｉｎａｑｉｉｏｓｍａｉｇｓｎｏｔｈｇｅｏｕｉｎａｄｄａｈｔｄｏｐｃｎｏｍｔｏｃｕｓｎｗａｈｅｉｔｐｅｅｔｄＴｈｅｒｔａｐｒｔｏｒｎｉｌｓａｄｃａａｔｒｆｒｌｎｈｔｒａｄｓｎｈｏｏｓｓｕｔｒｆｒｔｅＣＭＯＳｒｓｎｅ．ｅｔｏｅｉｌｏｅａｎｐｉｃｐｅｈｒｃｅｓｏｏｌｇｓｕｔｎｙｃｒｎｕｈｔｈｃｉｎｉｅｅｏｈｉｇｎｅｓｒｗｅｎｙｅｄｃｍｐｅ．ｓｇｆｈｏｔｏｉｃｉｆｒｗｏｓｕｅｄｓｗｅｅｐｏｅｏｒｃｄｍａｉｇｓｎｏｒａａｚｄａｏａｄＤｅｉｎｏｅｃｎｒｌｒｕｔｈｔｒｅｌｎｒｔｃｔｏｍｏｅｒｒｖｄｃｒｅｔｎａｅｅｔｅｂａｙｉｇｔｅｒｓｌｆｏｔｎｉｌｔｎａｄｅｐｒｍｅｔｌｅｉｃｔｎＩｉｃｎｌｄｄｔａｅｄｓｇｆｆｃｖ，ｙａｌｚｎｅｕ￣ｒｍｍｉｇｓｉｎｈｉｍｕａｉｘｅｉｎａｒｆａｏ．ｔｓｏｃｕｅｔｅｉｎｏｏｎｖｉｉｈｔｈｈｏｔｒｉｉｉｌｔｅｃｎｒｌｉｕｔｓｕｔｂｅｆｒｉｇｎｙｔｍｎｌｎ — ａｅｌｅｏｃｃｓａｏｍａｉｇｓｓｅｏａｏｓｔｌｔ．ｌｉＫｅｒｓＣＭＯＳｉｇｎｅｓｒｈｇｅｏｕｏ；ｕｌｈｔｒｍｏｅｔｎｏｔｏｙｗｏｄ：ｍａｉｇｓｎｏ；ｈｒｓｌｔｎｄａｕｔｄ；ｉｇｃｎｒｌｉｉｓｅｉｍ

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

测电阻电流检测电阻把电枢电流转换成电压，经1奶电阻和三极管2N3904加到ICM7555的4脚，起到过流关断保护的功能能当电机工作电流超过门
限值时，电流检测电阻上的电压使三极管导通，ICM7555 的4脚为低电平，其3脚无控制脉冲输出正常工作时 ICM7555的4脚为高电平，3脚有控
制脉冲输出（下转第62页）TC4469可以直接驱动二相步进电动机，不需要再接外部元件，原理电路如所示控制电路有2路输入信号，分别为A和B；步
5试验结果分析当风机进风口档风板全打开后，迭加电机输入功率为19.04kW，输入电流为325A，输出功率为 16.94kW，输出转速为5864
r/min电机及风机工况基本正常陕鼓从风机的风压风量、效率计算电机输出功率，与西安交通大学电机试验室试验结果基本吻合。
全文完！阅读完毕，谢谢观赏！
C4469是一种逻辑输入的CMOS四驱动器集成电路，专门设计用来直接驱动小型电动机和全部都是由MOSFETs组成的全桥电路。该集成电路具有以
下特点：输出电流的峰值高，最大可达1.工作电压的范围宽，在4.5-18V的范围内都能正常工作；驱动器输出波形的上升和下降的时间是对称的，都是
25rs，延迟时间相等，都是75rs；有ANDfInv两种逻辑输入选择方式TC4469内部的电路结构和输出级的原理电路如所示驱动器组成，为了
时电机正转，那么2脚为低电平时电机就反转，2脚上的高、低电平可以用一个开关来进行切换TC4469逻辑输入控制信号来自ICM7555的3脚，逻
辑输入控制信号经驱动器的内部变换，转变为四路输出信号去驱动一个MOSFET全桥电路全桥电路有四个 MOSFETs功率晶体管组成，桥路上高端的两
个功率管使用的是P沟道MOSFETs，而低端的2个功率管使用的是N沟道MOSFETs低端两个功率管的源极并联对地接了一个0.18的电机电流检
手机信号放大器 /
负载电流的函数，负载功率损耗是：Pl=DV0/L，在这里D 是信号的占空比，V0是负载电压，11是负载电流芯片的静态功耗：Pq=Vs，在这里V
s是电源电压，/h是所有输出端都为低电平时的静态电流， /L是所有的输出端都为高电平时的静态电流芯片的动态损耗可近似表示为：Pt=/Vs（10
1直流伺服电动机的驱动电路TC4469最常用来驱动由四个 MOSFET功率开关管组成的全桥驱动电路，基本原理电路如所示该电路的工作电源是+5~
进电动机的2组绕组分别连接到驱动器的输出端管脚1213 和1011，每个步进脉冲可使步进电机旋转7.5=驱动器的输入信号控制端AB可以和PIC
17C756AMCU接口，然后经RS-232串行通信接口由PC机控制。4.3三相无刷电动机的驱动驱动无刷电动机需要2片 TC4469，原理电路
如所示，1片用来驱动三相桥路的高端3个MOSFETs，另一片用来驱动三相桥路的低端3个项损耗，用损耗分析法计算了电机输出功率，效率，功率因数
增加使用的灵活性，每一组都配置了两个逻辑输入端。驱动器为负载可输出250mA的工作电流，能直接驱动各种小型直流伺服电动机，对负载的唯一限制是
集成电路总的功率损耗必须不超过封装所允许的功耗限制在规定的功率损耗和工作电压范围之内，TC4469在任何情况下都不会出现闭锁，所有的管脚都采
取了保护措施，可承受至少2000V的EDS集成电路有两种外形封装，分别为16脚SOIC和14脚DIP封装集成电路的输入和输出逻辑关系真值表如
15V，为了防止工作电压超过+18V，在集成电路的14脚上并联了一个18V的稳压二极管。集成电路的2脚用来控制伺服电机的转向，2脚为低电平时
电机正传，2脚为高电平时电机反转集成电路的5 8两个管脚并联送入脉宽调制信号（PWM），改变PWM信号的占空比就可以改变电机的转速全桥电路的
高端使用的是电机控制电路如所示。该电路简单、可靠、使用方便，可控制直流电机的转速双向连续可调，具有限流功能，防止负载电流过大而损坏桥路上的M
469的Vdd（14）管脚上并联一个0.1F的薄膜电容器或两个接地线到输出端的对地公共地
线之间的阻抗上要产生一个电压降，这个电压降会引起负反馈，并降低开关的速度特性。为了防止这种情况，输入和输出电路之间的接地线要短和宽，要在印刷
板的同一面3功率损耗电源电流相对于频率和电源电流相对于电容负载的特性曲线都可以用来估算集成电路的功率损耗，半导体CMOS驱动器已经大大的减少
表1所示。表1 TC4469的真值表输入端A输入端B输出端Y 3TC4469在使用中的要注意的几个问题3.1电源的旁路电容 TC4469的输出
端是由CMOS集成电路组成，对地相当于接了一个很大的负载等效电容，对一个大的等效负载电容快速地充电和放电，需要很大的电流例如：对一个1 00
0pF的负载在25ns内充电到18V，需要工作电源提供。72A 的工作电流为了保证在一个很宽的频率范围上都有一个很低的供电阻抗，通常要在TC4
OS-FETs电路中使用的ICM7555集成电路是常用CMOS双极性时基电路，它组成了一个脉宽调制（PWM）电路。脉宽调制电路的工作频率固定
为20kHz，通过调节100沿电位器的中心抽头位置，可以改变调制器的输出脉冲宽度，使脉冲宽度的占空比可以在2%~ 98%之间变化电路中的TC
4469驱动器输入端需要输入两个控制信号：PWM信号和电机旋转方向控制信号。TC4469的管脚2决定电机的转向，如TC4469的2脚为高电平
用CMOS驱动器设计微电机控制电路李峻用CMOS驱动器设计微电机控制电路李峻（大连铁道学院，辽宁大连低功耗的直流伺服电动机。步进电动机。无刷
直流电动机驱动电路的方法。1概述设计微型电动机的驱动电路在满足性能效率经济性的基础上，还要使设计的电路简单实用，体积小、重量轻功耗小、成本低
。文中介绍的使用价格便宜的低成本的逻辑输入CMOS集成电路设计的电机驱动和控制电路，就能很好地满足这些要求2逻辑输入的CMOS四驱动器集成T
了的集成电路的静态功率损耗，能影响集成件功率损耗的是输入信号的占空比、工作电源的电压和负载的类型给出功耗和封装热阻抗，就可以很容易地计算出允
许的最高的环境工作温度，14脚塑料封装芯片的热阻是 83.3°C/W，在70°C时最大功耗是800mW，最高允许的工作温度是+150°C芯片总
的功率损耗Pd由三部分组成，分别是：负载引起的损耗 PL；静态损耗Pq；动态损耗Pt对于以地为点的负载，阻性负载引起的损耗是占空比、负载电压、