电机驱动入门简述与应用电路
电机驱动总结

电机驱动总结引言电机驱动是电动机工作的关键,它将电源提供的电能转化为机械能,实现电动机的正常运转。
在工业、农业和家庭生活中,电机驱动广泛应用于各种设备和系统中。
本文将就电机驱动的分类、原理和应用进行总结。
一、电机驱动分类1. 直流驱动直流驱动主要由直流电源、电机和电子驱动器组成。
直流驱动具有启动快、转矩大、调速范围广等特点。
常见的直流驱动器有直流电机控制器和直流功率模块。
直流驱动广泛应用于机床、输送设备、电梯等需要快速启动和调速的场合。
2. 交流驱动交流驱动主要由交流电源、电机和变频器组成。
交流驱动具有结构简单、可靠性高的特点。
常见的交流驱动器有变频器和交流电机控制器。
交流驱动广泛应用于空调、水泵、风扇等对精确控制要求不高的场合。
3. 步进驱动步进驱动主要由脉冲信号发生器、驱动电路和步进电机组成。
步进驱动具有定位精度高、转矩大的特点。
常见的步进驱动器有步进电机控制器和步进电源。
步进驱动广泛应用于打印机、数控机床、纺织机械等需要高精度定位的场合。
二、电机驱动原理电机驱动原理涉及电机的工作原理和驱动方法。
电机工作原理根据不同类型电机的工作特点而异,常见的电机包括直流电机、交流感应电机和步进电机。
常见的驱动方法有直接驱动、间接驱动和传感器驱动。
1. 直流电机驱动原理直流电机根据电流和永磁场之间的相互作用,实现电能转换为机械能。
直流电机驱动原理可分为直流电枢电流控制和直流电枢电压控制两种方式。
直流电枢电流控制通过改变电枢电流来改变电机转矩和转速;直流电枢电压控制通过改变电枢电压来改变电机转矩和转速。
2. 交流感应电机驱动原理交流感应电机通过旋转磁场的作用,将电能转换为机械能。
交流感应电机驱动原理可分为电流频率控制和电压频率控制两种方式。
电流频率控制通过改变电流频率来改变电机转速;电压频率控制通过改变电压频率来改变电机转速。
3. 步进电机驱动原理步进电机根据输入的脉冲信号转动一定角度,实现机械运动。
步进电机驱动原理可分为全步进驱动和半步进驱动两种方式。
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。
无刷直流电机的驱动电路

无刷直流电机的驱动电路一、无刷直流电机简介无刷直流电机是一种通过电子方式实现电机转子磁场与定子磁场的同步旋转,无需刷子与换向器来调整磁场方向的电机。
它具有高效率、高转矩密度、长寿命等优点,被广泛应用于工业、航空航天、交通工具等领域。
二、无刷直流电机的基本原理无刷直流电机的驱动主要是通过电子器件来控制电机的磁场和转子的位置。
基本原理如下: 1. 无刷直流电机的转子上安装有磁体,称为永磁体,用来产生转子磁场。
2. 定子上绕有若干个线圈,通过电流激励产生定子磁场。
3. 当定子磁场与转子磁场交叉时,产生转矩,使电机转动。
三、无刷直流电机的驱动电路设计要求设计无刷直流电机的驱动电路时,需要满足以下要求: 1. 高效率:电路应尽可能减少能量的损耗,以提高电机的效率。
2. 稳定性:电路应具有良好的稳定性,能够在各种工作条件下保持电机的正常运行。
3. 可调性:电路应具备可调节转速和转向的功能,以满足不同应用场景的需求。
4. 保护功能:电路应具备过流、过温等保护功能,以确保电机和电路的安全运行。
四、无刷直流电机的驱动电路设计方案4.1 无刷直流电机驱动电路的基本组成无刷直流电机的驱动电路通常由以下几部分组成: 1. 电源模块:提供电机驱动所需的电压和电流。
2. 电流检测模块:用于检测电机驱动电路中的电流情况,保护电机和电路的安全。
3. 电压转换模块:用于将电源提供的电压转换为电机所需的工作电压。
4. 逻辑控制模块:根据输入信号控制电机的转速和转向。
5. 保护模块:监测电机驱动电路的工作状态,当出现异常情况时进行相应的保护。
4.2 无刷直流电机驱动电路的工作原理无刷直流电机的驱动电路工作原理如下: 1. 逻辑控制模块接收输入信号,根据信号产生驱动电流的时序。
2. 驱动电流经过电流检测模块后,进入电机的定子线圈。
3. 电机定子线圈中的电流产生定子磁场,与转子磁场交叉产生转矩。
4. 电压转换模块将电源提供的电压转换为电机所需的工作电压。
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。
电机驱动入门简述与应用电路

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、PWM可以想象,用表1三种方波控制开关闭合时间的效果必定不同,电机速度依次增加。
1、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。
h桥直流电机驱动电路

h桥直流电机驱动电路H桥直流电机驱动电路是一种常用的电子电路,用于控制直流电机的转动方向和速度。
它由四个开关器件和一个直流电源组成,能够根据输入信号来控制电机的正转、反转以及停止。
本文将详细介绍H桥直流电机驱动电路的工作原理和应用。
我们来了解一下H桥直流电机驱动电路的基本结构。
H桥电路由四个开关器件组成,通常使用晶体管或功率MOSFET作为开关器件。
这四个开关器件分为上桥臂和下桥臂,上桥臂的两个开关器件分别连接于电机的一个端子和电源的正极,下桥臂的两个开关器件分别连接于电机的另一个端子和电源的负极。
通过控制这四个开关器件的通断状态,可以改变电机的电流流向,从而实现电机的正转、反转和停止。
接下来,我们来详细说明H桥直流电机驱动电路的工作原理。
当上桥臂的两个开关器件都关闭时,上桥臂与电机形成闭环,电流从电源正极流向电机,电机正转;当上桥臂的两个开关器件都打开时,上桥臂与电机断开,电机停止转动。
同样地,当下桥臂的两个开关器件都关闭时,下桥臂与电机形成闭环,电流从电机流向电源负极,电机反转;当下桥臂的两个开关器件都打开时,下桥臂与电机断开,电机停止转动。
通过这种方式,可以实现电机的正转、反转和停止。
H桥直流电机驱动电路的控制信号通常由微控制器或其他数字电路产生。
控制信号的频率通常在几十kHz到几百kHz之间,可以通过PWM(脉宽调制)技术来实现。
PWM技术通过改变开关器件的通断时间比例来控制电机的转速。
通断时间比例越大,电机的平均电流越大,转速越快;通断时间比例越小,电机的平均电流越小,转速越慢。
通过调整PWM的占空比,可以实现电机的速度调节。
H桥直流电机驱动电路不仅可以控制电机的转向和转速,还可以实现动态制动和能量回收。
动态制动是指通过改变电机的工作状态,将电机的转动能量转化为电能,并回馈到电源中,实现能量的回收和再利用。
这种制动方式可以提高系统的能量利用效率,降低能耗。
另外,H桥直流电机驱动电路还可以实现电机的电磁刹车,即通过改变电机回路的状态,使电机产生反电动势,从而使电机停止转动。
电机驱动电路(详细)

电机驱动电路一、直流电机驱动电路的设计目标在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑一下几点:1.功能: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。
2.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。
二、三极管-电阻作栅极驱动1.输入与电平转换部分:输入信号线由DATA引入,1脚是地线,其余是信号线。
注意1脚对地连接了一个2K 欧的电阻。
当驱动板与单片机分别供电时,这个电阻可以提供信号电流回流的通路。
当驱动板与单片机共用一组电源时,这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。
或者说,相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开,实现“一点接地”。
高速运放KF347(也可以用TL084)的作用是比较器,把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V基准电压比较,转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。
KF347的输入电压范围不能接近负电源电压,否则会出错。
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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、PWM可以想象,用表1三种方波控制开关闭合时间的效果必定不同,电机速度依次增加。
1、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)。
表三导通的意思是作为开关相当于开关闭合。
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。