电机驱动入门简述与应用电路
详解直流电机驱动电路设计

详解直流电机驱动电路设计
直流电机驱动电路设计概述
电机驱动电路是控制电机运行的电路,也称作动力源电路,它的主要
作用是提供电机所需要的适当电压和频率的电能,以控制电机的转速和转
动方向。
一般讲,电机驱动电路包括三个部分:驱动器,控制器和电源电路。
一、直流电机驱动电路的设计
1、驱动器的设计
直流电机驱动电路主要由驱动器、控制器和电源电路组成。
在这里,
驱动器主要负责将控制器的控制信号转换为适合电机工作的电流。
现在,
基于IGBT的驱动器已经成为直流电机驱动电路中的主要组成部分。
驱动
器电路很复杂,包括用于驱动电机的晶体管,用于传输控制信号的晶体管,以及调节电流的电阻等。
2、控制器的设计
控制器是电机驱动电路的核心部分,它负责接收外部输入信号,并根
据设定的参数来调整电机的转速、转向和加速等。
控制器设计非常复杂,
一般包括两个主要部分:控制电路和放大路由部分。
控制电路负责检测电
机的运行状态和外部输入,并根据这些信息来调整电机的转速。
放大部分
负责将控制电路的输出信号放大,并将其转换为能够驱动电机的标准控制
信号。
3、电源电路的设计。
三相电机驱动电路详解

三相电机驱动电路详解
三相电机驱动电路是电机控制中的重要组成部分,其作用是将电能转换为机械能。
在三相电机驱动电路中,主要应用了半桥驱动电路和全桥驱动电路两种电路形式。
半桥驱动电路主要应用于直流电机,其工作原理是将直流电压分为两个相等的电压,分别加在电机的两个电极上,通过改变电极上的电压极性来控制电机的正反转。
全桥驱动电路则主要应用于交流电机,其工作原理是将交流电压加在电机的四个电极上,通过改变电极上的电压相位差来控制电机的运转方向和速度。
全桥驱动电路由四个开关管组成,通过控制开关管的通断来调节电机的工作状态。
在实际应用中,三相电机驱动电路还需要考虑电机的保护问题。
为了防止电机过载、过热或短路等故障情况的发生,需要在电路中加入相应的保护措施,如限流保护、过热保护和短路保护等。
此外,为了实现电机的精确控制,还需要对电机驱动电路进行反馈控制。
通过在电机驱动电路中加入反馈环节,可以将电机的实际工作状态反馈给控制器,控制器根据反馈信息调整电机的控制策略,以保证电机的稳定运行。
总之,三相电机驱动电路是电机控制中的重要组成部分,其工作原理和应用需要根据电机的具体需求而定。
通过对电机驱动电路的合理设计和优化,可以提高电机的性能和稳定性,延长电机的使用寿命。
电机驱动

图4.12 H桥驱动电路
H桥场效应管驱动电路设计
+7.5V 1 C1 104
U4 IN OUT GND 4 3 C2 104 LM7805
+5V
R30 Z DS1
R35 1k R36 RE DS4 GR DS3
F 7.5V
C3 200R 100uF
RE
+5V R15 150R 3 2 DM74LS00M
光光
1K
Q1 si4405 BX Z FRONT
Q2 si4405 F
U3A
7.5V
A
BACK
+
R13 1K *IR4227 PWM +5V R16 U6B 150R 6 B 5 DM74LS00M R14 1K
光光
Q3 7.5V si4336 NC O
1
U6A
Q4 si4336
H桥电机驱动的内部原理
• 一、H桥驱动电路 桥驱动电路 图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥驱动电路”是因为它 的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图 4.12及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有 画出来)。 如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转,必须导通 对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右 至左流过电机,从而控制电机的转向。
电机驱动
电机驱动的认识 电机驱动的内部原理及实际应用 电机驱动芯片L298N 电机驱动芯片L298N
电机驱动的认识
电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用 一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可,当电机需要 双向转动时,可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀 双掷的继电器。如果不需要调速,只要使用继电器即可;但如果需要调 速,可以使用三极管,场效应管等开关元件实现PWM(脉冲宽度调制) 调速。 性能:对于PWM调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。1)输 出电流和电压范围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。2)效率, 高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。要提高电路 的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H桥或 推挽电路可能出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路) 入手。3)对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号 隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或者 光电耦合器实现隔离。4)对电源的影响。共态导通可以引起电源电压 的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。5) 可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制信号,何种 无源负载,电路都是安全的。
简述电机驱动的基本原理

简述电机驱动的基本原理
电机驱动的基本原理是通过对电机施加适当的电压和电流,使电机产生旋转力,从而实现电机的运动。
电机驱动的基本原理包括以下几个方面:
1. 电流控制:电机驱动需要根据需要的转矩和速度来控制电机的电流。
通过控制电流的变化可以实现电机的转速和转矩的调节。
2. 电压控制:电压控制主要是控制电机的电压,使电机能够正常工作。
电压控制还可以用于保护电机,例如在过电流或过温情况下降低电压,以防止电机损坏。
3. 速度控制:电机驱动还需要实现对电机转速的控制。
通过控制电机的电流和电压,可以控制电机的转速。
常见的速度控制方式包括直接控制电机的电压来调节转速和使用反馈回路控制转速。
4. 转向控制:电机驱动需要实现对电机的转向控制。
通过改变电机的相序或改变电机的引脚接线方式,可以实现电机的正转或反转控制。
总而言之,电机驱动的基本原理是通过对电机施加适当的电压和电流,控制电机的转速、转矩和转向。
这样可以实现对电机的精确控制,使其适应不同的工作要求。
直流电机抱闸驱动电路原理_概述说明以及解释

直流电机抱闸驱动电路原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述直流电机抱闸驱动电路是一种常见的电路,用于控制直流电机的启动、停止和转向。
抱闸驱动电路通过控制信号输入和逻辑解析,实现对电机的控制。
本文将对直流电机抱闸驱动电路的原理进行详细说明和解释。
1.2 文章结构本文分为五个部分,分别是引言、直流电机的工作原理、抱闸驱动电路的概述、直流电机抱闸驱动电路的工作原理解释以及结论及展望。
1.3 目的本文旨在介绍直流电机抱闸驱动电路的原理,并详细解释其工作过程。
通过阐述其概述、分类特点以及优缺点,读者可以全面了解这种驱动方式在不同应用领域中的使用情况。
此外,该篇文章还将对信号输入与控制逻辑解析、信号转换与功率放大解析以及马达启动与停止过程进行深入讲解,帮助读者更好地理解和应用直流电机抱闸驱动电路。
以上为文章“1. 引言”部分内容。
2. 直流电机的工作原理2.1 电机基本原理直流电机通过直接提供或变换直流电源来产生转动力,是一种将电能转化为机械能的设备。
其基本构成包括定子(静子)和转子(动子)。
定子通常由绕组、铁芯和端盖组成,而转子则由磁极、绕组和轴心组成。
直流电机的工作原理可简单地描述为:当通过定子绕组施加一个与磁场正交的直流电流时,会在磁场中产生一个力矩,使得转子开始旋转。
这是由于磁场与传导系数所产生的洛伦兹力相互作用引起的。
2.2 直流电机结构直流电机有不同类型的结构,常见的有分解架式和整体架式两种。
其中,分解架式包含了割平开槽型、差弱法等结构形式;整体架式则包括了齐纳励磁法、复合励磁法等结构形式。
无论是哪种结构形式,直流电机都包含了固定在外壳内部并连接到功率源上的定子线圈以及安装在轴上并能自由旋转的转子。
2.3 直流电机的应用领域直流电机在各个行业中都有广泛的应用。
例如,在工业领域,直流电机主要用于驱动各类设备和机械,如风机、泵机、输送带和升降装置等。
此外,在汽车和交通运输领域,直流电机被应用于汽车座椅调节器、风挡刷动力系统和车辆动力传动系统等。
电机驱动的原理与应用

电机驱动的原理与应用一、电机驱动的基本原理1.1 电机驱动的定义和作用•电机驱动是通过电源的供电,将电能转化为机械能,推动电机正常运转的过程。
•电机驱动在各种电力设备和机电一体化设备中广泛应用,如工厂生产线、交通工具、家用电器等。
1.2 电机驱动的分类•直流电机驱动–直流电机驱动通常采用PWM调速技术,通过改变电源电压的占空比,控制电机的转速。
–直流电机驱动系统具有响应快、扭矩大、转速范围宽等优点,适用于需要精确控制的场合。
•交流电机驱动–交流电机驱动常使用变频器来控制电机的转速和扭矩。
–交流电机驱动系统结构简单、成本低、噪音小等特点,适用于大型机器设备和工业自动化系统。
二、电机驱动的基本组成部分2.1 电源•电源是电机驱动系统中的能量供给来源,常见的电源有交流电源和直流电源两种。
•直流电机通常使用直流电源供电,交流电机则使用交流电源供电。
2.2 驱动器•驱动器是电机驱动系统的核心部件,负责将电源输出的电能转换成电机能够接受的信号。
•驱动器可以根据输入的控制信号,调整输出电压和电流,控制电机的运行状态。
2.3 控制器•控制器是控制电机驱动系统的智能化设备,通过接收外部输入信号,并根据事先设定的控制算法,生成驱动器的控制信号,实现电机的运行控制。
•控制器可以实现多种控制方式,如PID控制、速度闭环控制等。
2.4 传感器•传感器是用于检测和感知电机运行状态的装置,常见的传感器包括温度传感器、霍尔传感器、编码器等。
•传感器将检测到的信号传输给控制器,用于反馈和调整电机的运行状态。
三、电机驱动的应用领域3.1 工业生产•电机驱动在工业生产中广泛应用,如自动化生产线、机械设备、机器人等。
•电机驱动可以实现精确的速度控制和位置控制,提高生产效率和产品质量。
3.2 交通运输•交通工具中的电机驱动是电动汽车、电动自行车等的关键技术之一。
•电机驱动可以提供高效的动力输出,实现零排放和低噪音的交通方式。
3.3 家用电器•电机驱动在家用电器领域的应用广泛,如洗衣机、冰箱、空调等。
电机驱动电路原理图集锦

电机驱动电路原理图集锦电机驱动电路的作用:电机驱动电路的作用指通过控制电机的旋转角度和运转速度,以此来实现对占空比的控制,来达到对电机怠速控制的方式。
电机驱动电路原理图及电路控制方案:电机驱动电路既可通过继电器或功率晶体管驱动,也可利用可控硅或功率型MOS场效应管驱动。
为了适应不同的控制要求(如电机的工作电流、电压,电机的调速,直流电机的正反转控制等),下面介绍几种电机驱动电路,以满足以上要求:图1电路利用了达林顿晶体管扩大电机驱动电流,图示电路将BG1的5A扩流到达林顿复合管的30A,输入端可用低功率逻辑电平控制。
上述电路采用的驱动方式属传统的单臂驱动,它只能使电机单向运转,双臂桥式推挽驱动可使控制更为灵活。
图2为一款单端逻辑输入控制的桥式驱动电路,它控制电机正反转工作,这个电路的另一个特点是控制供电与电机驱动供电可以分开,因此它较好地适应了电机的电压要求。
图3也为单端正负电平驱动桥式电路,它采用双组直流电源供电,该电路实际是两个反相单臂驱动电路的组合。
图3也能控制电机的正反转。
图4电路以达林顿管为基础驱动电机的正反转,它由完全对称的两部分组成。
当A、B两输入端之一为髙电平,另一端为低电平时,电机正转或反转;当两输入端同为高或低电平时,电机停转;如采用脉宽调制,则可控制电机的转速,因此图4具有四种组合输入状态,电机却可以产生五种运行状态。
这里箝位二极管D1、D2的加入具有重要的作用,它使达林顿管BG2,BG3不会产生失控,这在大功率下运转时更显安全。
本电路的另一特点是输入控制逻辑电平的高低与电机的直流工作电压无关,用TTL标准电平就能可靠地控制。
与图4相比,图5的桥式驱动电路更为有趣,其一它是以低电平触发电机运转;其二控制端A、B具有触发锁定功能;其三具有多种保护,如D1、D2的触发锁定,D3—D6的功率管集电极保护等。
因此本电路只有三种输入状态有效,电机仍有五种工作状态。
D1 ,D2的作用是:若A为低电平时,BG1、BG2、BG5导通,BG2集电极的髙电平将通过D2封锁B端的输入,保证BG6截止,若本电路采用TTL电路触发,必须选用集电极开路门电路。
电路中的电机驱动与控制

电路中的电机驱动与控制电机驱动与控制是电气工程领域中的重要课题,它涉及到各种各样的应用,如工业机械、汽车、飞机以及家用电器等。
本文将介绍电机驱动的一些基础知识,包括驱动方法、控制技术、电机类型等,在文章的结尾将给出一些实际应用的案例。
一、驱动方法电机驱动有多种方法,最常见的是直流电机驱动和交流电机驱动。
直流电机驱动通常使用电子晶体管或MOSFET器件来控制电机的加速和减速,而交流电机驱动则使用变频器或调速器等器件来控制电机的转速。
此外,直线电机和步进电机等特殊类型的电机也需要专门的驱动方法。
二、控制技术电机的控制技术包括位置控制、速度控制和力矩控制。
位置控制是指控制电机准确的位置,通常用于机械臂、自动门等需要精确位置控制的场合;速度控制是指控制电机转速,通常用于车辆和机器人等应用;力矩控制是指控制电机输出的扭矩大小,通常用于制动系统和起重设备等场合。
这些控制技术通常需要使用PID控制器、模糊控制器等算法来实现。
三、电机类型电机类型主要有直流电机、交流电机和步进电机等。
直流电机主要用于精密控制应用,如印刷机等;交流电机则广泛应用于家用电器、工业机械等领域,其驱动所需功率通常较低;步进电机则具有很高的精度和可控性,被广泛应用于精密加工以及3D打印等领域。
四、应用案例在电机驱动与控制的实际应用中,有很多经典的案例。
例如,工业机械上的电机驱动和控制,包括机床上的转台、自动控制系统;汽车行业中的电机驱动和控制,如电动车、智能驾驶系统等;家用电器中的电机驱动和控制,如空调的风机、电视机的换台马达、洗衣机的马达等。
这些应用案例体现了电机驱动与控制技术的广泛应用和重要性。
结论电机驱动与控制是电气工程领域中至关重要的一部分,涉及到众多的应用场合和技术手段。
通过本文的介绍,我们了解了电机的驱动方法、控制技术以及主要的电机类型,同时也了解了电机驱动与控制在实际应用中的广泛应用。
希望本文能够对读者有所帮助。
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V1.0目录一、电机 (2)二、PWM (2)三、电机驱动 (3)1、原理介绍 (3)2、H桥 (3)3、电机驱动保护 (4)四、场效应管 (4)五、集成驱动芯片及应用电路 (5)1、L298 (5)2、MC33886 (6)3、BTS/BTN系列 (6)4、集成驱动芯片的问题 (7)六、分立元件驱动电路 (8)1、2PMOS+2NMOS (8)2、4NMOS (9)七、PCB注意事项 (11)一、电机电机(马达)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置(电能转化为机械能)。
在电路中用字母M表示。
按工作电源种类划分可分为直流电机和交流电机。
直流电动机按结构及工作原理可划分无刷直流电动机和有刷直流电动机……等等。
分类巨多,用处各不同。
智能车用的电机是比较简单的永磁直流电机。
对于这样的电机,给其正负端加上正电压,向前转,加上负电压,向后转。
这就像从前玩过的四驱车,打开开关,车就开了,但是问题是这样没法实现调速。
智能车控制中加速减速是必须的,所以我们需要一个模块对电机进行加减速甚至正反转的控制,这个模块就是电机驱动。
二、PWM1、原理介绍(本文档原理全部为帮助理解,并不是准确的电路理论)由以上的说明我们可以得到这样一个直观认识:电机驱动可以视为一个可以由电路控制的开关。
所以理论上一切有开关特性的电子元器件皆可用来构成电机驱动(但是要考虑功率等的问题)。
比如继电器、三极管、场效应管等。
但其中继电器的控制频率受很大限制,一般三极管的功率达不到要求,所以现在的智能车电机驱动多采用场效应管(不管是分立元件还是集成芯片)。
再回到电机操作上,你可以发现,有一个可控开关(现在姑且这么称呼)的电机驱动的却可以实现对电机速度的控制,但是有时候在急弯前需要刹车,即给车一个反向加速度,制动力让车迅速减速,这时候上述方案就不行了,因为上面的电路电机对车的力反向只是从0到最大,而如果希望倒转,则需要从负值最大到正值最大。
实现这个想法的电路叫做H桥,又称为全桥驱动。
2、H桥状态1 状态2 桥是如何实现控制电机的正转倒转调速的请看表2的状态1与状态2中,左上角和右下角的可控开关导通,左下角和右上角的开关断开,此时电机正端(规定此图中左端为正)加上正电压,负端接地,电流正向流过,电机正转。
中,左下角和右上角的可控开关导通,左上角和右下角此时电机正端接地,负端加上正电压,电流负向流过,这样就实现了控制电机正转倒转。
调速的方式和之前一样,输信号,使之每周期导通的时间受控,实现速度调节。
桥的四个控制臂可以输入多种状态的信号,状态1和状态2只是其中两种,而有一种特殊的状态需要特别注意:某一边的控制端同时让开关导通(右图)。
这时,很明显,相当于正负极短路了,正如上文所述,在驱动电路中,由于它有上下二只可控开关:一只一端直接电源(上)和一只一端直接地(下),正常时这上下二只开关不应该同时导通,因在这种种情况时就相把电源和地短路了,可实际中多半由于电路设计或器件原因,这种现象出现了,只是时间很短没造成大故障,这种现象我们就称为共态导通,它的坏处会多耗很多功率,并让开关(场效应管等)很快发热导致损坏。
所以一定要注意避免这种情况的发生。
现在的驱动芯片多集成了共态导通保护功能,有死区时间和欠压保护等。
死区时间是PWM输出时,为了使H桥或半H桥的上下管不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段。
通常也指PWM响应时间。
欠压保护是防止供电电压不足时产生意想不到的情况(共态导通、电流回灌等)驱动芯片控制开关断开的保护方式。
除此之外还有过流保护、过压保护、过热保护等,可以查阅相关资料了解。
四、场效应管上文中我们一直在用可控开关来代替真实的电子元件,而我们也提到了现在的智能车电机驱动多采用场效应管。
场效应管是魔电的内容,这里仅讲其应用。
场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管,也称为单极型晶体管。
它属于电压控制型半导体器件。
具有输入电阻高(10^8~10^9Ω)、噪声小、功耗低、可驱动高功率器件、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。
场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOS管)两大类。
按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种;按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。
场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。
我们这里使用的是增强型MOS管(如表三)。
表三NMOS的特性V GS(栅源电压)大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况。
低端驱动只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性V GS小于一定的值就会导通适(适用于源极接VCC时的情况)。
虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动。
但由于导通电阻大、价格贵替换种类少等原因在高端驱动中通常还是使用NMOS。
导通电阻R DS(on)可以在Datasheet上查到。
所以我们就可以把NMOS等效成一个高控制电压控制其导通的开关,把PMOS等效成一个低控制电压导通的开关。
栅极相当于控制端。
但是要注意的是这里的“导通”,并不是一达到某一个值就立即R DS降到最低,而是一个连续的过程,所以中间肯定会出现“不完全导通”的情况,也就是控制电压不够高或者不够低,这时,驱动会发热,甚至烧毁驱动(不完全断开亦然)。
所以为防止这种情况,最好能给控制电压升压。
最好能达到栅源电压甚至更高。
我们可以得到的驱动方式是4NMOS驱动(常用,效果最好,导通电阻最低但是容易出现共态导通,需要专门芯片控制),2PMOS+2NMOS(常用,效果较好,导通电阻不高,不容易出现共态导通),4PMOS(不常用,效果最差,导通电阻最高,容易出现共态导通,这个方案直接淘汰)。
最后的两个方案是4NMOS和2PMOS+2NMOS,这些方案的电路在之后分立元件驱动电路中进行展示。
五、集成驱动芯片及应用电路电机驱动如此常用,当然会有厂家推出集成芯片供使用,常用的集成驱动芯片有:L298、MC33886、BTS(BTN)7960/7970/7971(BTS/BTN这些芯片同属一个系列大同小异)。
L298L298是双全桥(两个H桥)集成电路,可以驱动两个电机。
既可以驱动直流电机也可以驱动步进电机,每路的最大电流是2A。
实际使用中,如果驱动一个电机,可以将两路并联已获得最大4A的驱动能力。
应用电路如下:IN1-4对应OUT1-4的电平状态,一般用来控制正转倒转。
ENA和ENB 是使能端,一般用来输入PWM。
MC33886MC33886是全桥驱动,可支持最大3A驱动电流(120mΩ)。
根据查阅的资料,使用单片MC33886时易发生发热、噪声等问题,对电源电压影响过大等问题,所以可以使用两片并联,如下所示:该接法降低了MOS管的导通内阻,增大了驱动电流,可以起到增强驱动能力、减小芯片发热的作用,但是起始频率受限,电机噪声大且发热严重。
MC33886没有使用过,这里不做详细介绍,想使用的大家可以多查阅资料。
BTS/BTN系列这个是在比赛中非常常用的驱动芯片,是半桥驱动,所以要实现正反转控制需要两片。
7960单片的驱动能力43A,7970单片的驱动能力68A。
采用2个半桥智能功率驱动芯片BTS7960B组合成一个全桥驱动器,驱动直流电机转动。
BTS7960B是应用于电机驱动的大电流半桥集成芯片,它带有一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动IC。
P沟道高边开关省去了电荷泵的需求,因而减少了电磁干扰(EMI)。
集成的驱动IC具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和超温、过压、欠压、过流、堵转及短路保护功能。
BTS7960B的通态电阻典型值为16mΩ,驱动电流可达43 A,调节SR引脚外接电阻的大小可以调节MOS管导通和关断时间,具有防电磁干扰功能。
IS引脚是电流检测输出引脚。
INH引脚为使能引脚,IN 引脚用于确定哪个MOSFET导通。
当IN=1 且INH=1时,高边MOSFET导通,输出高电平;当IN=0且INH=1时,低边MOSFET导通,输出低电平。
通过对下桥臂开关管进行频率为20 kHz的PWM信号控制BTS7960B的开关动作,实现对电机的正反向PWM驱动、反接制动、能耗制动等控制状态。
这块芯片开头频率可以达到25 kHz,可以很好地解决前面提到的MC33886使电机噪声大和发热的问题,同时驱动能力有了明显的提高,响应速度快。
但是,电机变速时会使电源电压下降10%左右,控制器等其他电路容易产生掉电危险,从而使整个电路系统瘫痪,需要加大电容抑制。
集成驱动芯片的问题集成驱动芯片使用简单,资料全面,是新手的最佳选择,但是对于想要提速的队伍或者是使用B车的队伍,使用集成驱动芯片还不够,主要是两个方面:驱动能力和成本。
BTS/BTN系列的驱动能力已经不错了,但是在B车电机上使用下半桥(PMOS)仍会发烫。
而BTS/BTN系列的原装价格单价都在4美元以上,相当于一个驱动其中芯片的价格至少要50。
如果想用两个全桥驱动并联或者是直立组(两个电机)那么成本将会非常高。
而L298(18元左右)和MC33886(25元左右)的驱动能力不尽人意,所以我们需要介绍驱动能力更强而且价格更加低廉的分立元件驱动电路。
六、分立元件驱动电路正如之前所说,分立元件驱动电路驱动能力更强而且价格更加低廉。
而我们在MOS管介绍中最后得到两个方案是4NMOS和2PMOS+2NMOS,我们进行一一介绍。
1、2PMOS+2NMOS桥臂上的4个场效应管相当于四个开关,P型管在栅极为低电平时导通,高电平时关闭;N型管在栅极为高电平时导通,低电平时关闭。
场效应管是电压控制型元件,栅极通过的电流几乎为“零”。
正因为这个特点,在连接好下图电路后,控制臂1置高电平(U=VCC)、控制臂2置低电平(U=0)时,Q1、Q4关闭,Q2、Q3导通,电机左端低电平,右端高电平,所以电流沿箭头方向流动。
设为电机正转。
控制臂1置低电平、控制臂2置高电平时,Q2、Q3关闭,Q1、Q4导通,电机左端高电平,右端低电平,所以电流沿箭头方向流动。
设为电机反转。
当控制臂1、2均为低电平时,Q1、Q2导通,Q3、Q4关闭,电机两端均为高电平,电机不转;当控制臂1、2均为高电平时,Q1、Q2关闭,Q3、Q4导通,电机两端均为低电平,电机也不转,所以,此电路有一个优点就是无论控制臂状态如何(绝不允许悬空状态),H桥都不会出现共态导通。
下面是由与非门CD4011组成的栅极驱动电路,因为单片机输出电压为0~5V,而我们小车使用的H桥的控制臂需要0V或7.2V电压才能使场效应管完全导通,PWM输入0V或5V时,栅极驱动电路输出电压为0V或7.2V,前提是CD4011电源电压为7.2V。