直流电动机的驱动电路
基于UC3637的直流电动机PWM控制电路图
直流电动机脉宽调制(PWM)控制器UC3637用于控制开环或闭环直流电动机速度或位置，其内部产生1路模拟误差电压信号，并输出2路PWM脉冲信号，这2路PWM脉冲信号与误差电压信号的幅值成正比，并与其极性相关，因此构成双向调速系统，实现PWM双输出，驱动电流能力为100 mA，该器件还具有限流保护、欠电压封锁及温度补偿等特点。而驱动集成电路IR2110对PWM信号具有自举功能。有2路完全独立的高保真输入输出通道，且这2路通道具有开通慢、关断快的防桥臂直通的互锁功能，可使电路可靠工作。这里采用UC3637和IR2110设计一种直流电动机PWM开环控制电路，并与计算机控制系统相结合，实现对某种舵系统直流电动机的控制，进而验证该电路的正确性。
2 PWM开环控制电路
该电路设计控制系统的目标是在计算机不同的给定信号下，电动机可快速达到指定位置，以满足系统性能要求。控制原理框图如图1所示。被控直流电动机M的转速由测速发电机G测得，测速发电机所测得的转速信号经A／D转换后的数字信号在计算机中与给定信号相比较，再经计算后输出数字控制信号，经D／A转换变为模拟信号送至UC3637的脉宽信号产生电路，从而实现对直流电动机的速度控制。
图2为基于UC3637的直流电动机PWM控制电路，该电路分为4部分：脉宽信号产生电路、自举驱动电路、主电路、保护电路。
该电路产生5～10 V的阈值电压，分别将U2=10 V接引脚1，U1=5 V接引脚3，这样三角波就在5~10 V内变化，即电容CT连接的引脚2电压在5~10 V内变化。UK是从计算机输出经数模转换得到的电压，其范围为-10～+lO V，而UC3637需要5～10 V的控制电压接引脚9和11，控制输出端的占空比。利用R2~R5对控制电压UK进行电平转换，令R2=10 kΩ、R3=18 kΩ、R5=20 kΩ，当UK=-10 V时，应有UR=5 V，由电路分流可以获得：
代入数据解得，R4=2 kΩ。
为避免工作过程中发生直通短路现象，应在UC3637的输出端引脚4和引脚7后各接一个RC延时电路，设需延时时间r=5μs，延时电路中所用电阻R6取5 Ω，由公式可得：
这样双路互补PWM脉冲信号在上升沿有几个微秒的延时，在下降沿无延时，与IR2110内部上下路信号设置的延时相结合，可确保“H”桥中同一桥臂的上下两个MOS管存在一个死区时间，从而保证电路工作安全稳定。由于15 V直流供电电源含有一定的交流杂波，故分别在引脚1、引脚3和15 V电源前并联1只0．1μF的电容，以滤除交流杂波的干扰。
2．2 自举驱动电路
该电路使用2个IR2110，这两个IR2110由4个MOS管组成的“H”桥电路相连接。 IR2110的供电电压为15 V的电源电压UVD，其输出工作电源为悬浮电源，通过自举技术由固定电源得出。自举技术利用升压二极管、自举升压电容，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高。该技术可将电源电压值升高数倍，所以充电二极管VD的耐压能力必须大于高压母线的峰值电压。为防止自举电容两端电压放电，则采用一个高频快恢复二极管。自举电容C3的电容值对于5 kHz以上的开关频率取O．1μF即可。为向开关的容性负载提供瞬态电流，应在VCC与COM、VDD与VSS之间连接两只旁路电容，VCC上旁路用一只 0．1μF的陶瓷电容和一只1μF的钽电容并联，而逻辑电源VDD上用一只0．1斗F的陶瓷电容即可，即电容C4、C5分别为1μF、0．1μF。在具体布线时，IR2110是逻辑部分和功率变换部分的接口，逻辑信号地线和主功率电源的地线应合理布局，使负载回路的引线尽可能短，以减少回路电感，同时还要避免因布线而引起的负载电流在信号回路中流动产生的共模干扰。
2．3 主电路
直流电动机的转速通过测速发电机测得，当被控直流电动机的转速小于给定转速时，计算机经D／A转换器输出控制电压UK，再经R2~R5电平转换成UR输入至引脚9和引脚11，使引脚4导通。引脚4的导通信号经RC延时电路传输至IR2110(1)的引脚10和IR2110(2)的引脚12，分别使上通道引脚10和下通道引脚12导通。这时2片IR2110间的“H”桥电路中的VF1、VF2被触发导通，电路给电动机提供正向的电流，电动机升速。当被控直流电动机的转速大于给定转速时，UR使UC3637中的引脚7导通，引脚7的导通信号经RC延时电路传输至IR2110(1)的引脚12和IR2110(2)的引脚10，分别使下通道引脚12和上通道引脚1O导通。这时“H”桥电路中的VF4、VF3 被触发导通，流过电动机的电流反向，电动机降速。在控制电路输出的上、下通道输入信号的作用下，VF1、VF2和VF4、VF3交替轮流导通，实现直流电动机的调速。由于IR2110内部的驱动阻抗很小，直接用其驱动“H”桥中的MOSFET器件会引起快速开关，可能造成MOSFET漏源间电压振荡，从而损坏MOS管。所有，应在IR211O的输出端和MOS管之间串接1个约20 Ω的无感电阻。
2．4 保护电路
在该电路中需限制流经直流电动机的电流，以保护电路的各元件。TA为电流取样环节，由此构成对IR2110的过流保护。电流传感器从电动机的旁路中对电流取样，将取样电流输入至IR2110的引脚11。当电流过大时，SD为高电平，施密特触发器的S端被触发，Q为低电平，IR2110停止工作。Vf为电压反馈信号，构成闭环调压网络。该网络中，RS为电动机电流检测电阻，RS取值由允许的电动机最大电流决定。检测信号从引脚12和引脚13输入。设比较器C／L有200 mV的阈值，则有
取Imax=8 A，则：RS=0．025Ω
当电动机电流增大而使RS上的电压达到该阈值时，C/L输出高电平，令SRA和SRB复位至低电平，进而AOUT和BOUT变为低电平，停止输出。
2．5 实验验证
在某种舵系统实验中，选用额定工作电压为27 V，3W2111115679额定工作电流为1 A的永磁直流电动机，根据实
验的不同要求，电机系统可完成阶跃、正弦等运动，采用精密电阻电位计检测电机位置，经A／D转换反馈到计算机中与给定控制信号经一种自适应变结构控制得到1个输出信号，再经D／A转换送至UC3637的PWM控制器中，驱动电动机到期望的位置。其中，信号的给定，反馈信号取样、控制算法及控制脉冲输出均由计算机完成。图3、图4分别表示系统的数字仿真与实验曲线，其中曲线1为实验曲线，曲线2为一种自适应变结构控制的数字仿真曲线。由图可知，运用该控制电路控制直流电动机是可行的。
3 结论
设计的直流PWM控制与驱动电路可用于控制直流电动机的速度控制和位置，具有良好的调速和驱动性能，可与不同的计算机控制算法相结合，从而实现不同的运动特性，具有一定的普适性。
摘自电子发烧友网站
基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计
基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计
第一章:前言
1.1 前言：
直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。
随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。
1.2本设计任务:
任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统
设计的主要内容以及技术参数:
功能主要包括：
1) 直流电机的正转；
2) 直流电机的反转；
3) 直流电机的加速；
4) 直流电机的减速；
5) 直流电机的转速在数码管上显示；
6) 直流电机的启动；
7) 直流电机的停止；
第二章：总体设计方案
单片机课程设计完整版《PWM直流电动机调速控制系统》
1
单片机原理及应用课程设计报告
设计题目：
学 院：
专 业：
班 级：
学 号：
学生姓名：
指导教师：
年 月 日
2
目录
设计题目 ......................................... 3
1 设计要求及主要技术指标： ....................... 4
1.1 设计要求 ................................... 4
1.2 主要技术指标 ............................... 5
2 设计过程 ....................................... 6
2.1 题目分析 ................................... 9
2.2 整体构思 .................................. 10
2.3 具体实现 .................................. 12
3 元件说明及相关计算 ............................ 14
3.1 元件说明 .................................. 14
3.2 相关计算 .................................. 15
4 调试过程 ...................................... 16
4.1 调试过程 .................................. 16
常用电动车控制器电路和原理大全
！！电动自行车控制器电路原理分析
目前流行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机，对直流电机调速的控制器有很多种类.电动车控制器核心是脉宽调制（PWM）器，而一款完善的控制器，还应具有电瓶欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能。
电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类。电动自行车使用小功率的,货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的。从配合电机分,可分为有刷、无刷两大类。关于无刷控制器，受目前的技术和成本制约，损坏率较高。笔者认为,无刷控制器维修应以生产厂商为主。而应用较多的有刷控制器，是完全可以用同类控制器进行直接代换或维修的.
本文分别介绍国内部分具有代表性的电动自行车控制器整机电路,并指出与其他产品的不同之处及其特点。所列电路均是根据实物进行测绘所得，图中元件号为笔者所标。通过介绍具体实例,达到举一反三的目的.
1.有刷控制器实例
（1)山东某牌带电量显示有刷控制器
电路方框图见图1。
1)电路原理
电路原理图见图2所示，该控制器由稳压电源电路、PWM产生电路、电机驱动电路、蓄电池放电指示电路、电机过流及蓄电池过放电保护电路等组成。
稳压电源 由V3(TL431),Q3等元件组成,从36V蓄电池经过串联稳压后得到+12V电压，给控制电路供电,调节VR6可校准+12V电源。 PWM电路 以脉宽调制 器TL494为核心组成。R3、C4与内部电路产生振荡,频率大约为12kHz。
H是高变低型霍尔速度控制转把，由松开到旋紧时，其输出端可得到4V—1V的电压。该电压加到TL494的②脚，与①脚电压进行比较，在⑧脚得到调宽脉冲。②脚电压越低，⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽，电机转速越高，电位器VR2用于零速调节，调节VR2使转把松开时电机停转再过一点。
电机驱动电路 由Q1、Q2、Q4等元件组成。电机MOTOR为永磁直流有刷电机。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲,经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲低电平部分越宽,则Q2导通时间越长，电机转速越高。D1是电机续流二极管，防止Q2击穿。TL494的⑧脚输出低电平时，Q1、D2导通，Q4截止,Q2导通;TL494的⑧脚输出高电平时，Q1、D2截止，Q4导通，迅速将Q2栅极电荷泄放，加速Q2的截止过程，对降低Q2温度有十分重要的作用。
直流电机调速方案设计
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1 直流电机调速方案设计
直流电机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。下面就随小编一起去阅读直流电机调速方案设计，相信能带给大家帮助。
本文以AT89S51单片机为核心，提出了基于直流电机调速与测速系统的设计方案，然后给出了系统的主电路结构，以及驱动电路设计和系统软件设计。本方案充分利用了单片机的优点，具有频率高、响应快的特点。
直流电机是工业生产中常用的驱动设备，具有良好的起动、制动性能。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成。控制系统的硬件部分复杂、功能单一，调试困难。本方案采用单片机控制系统，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。
P W M简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种技术，广泛应用在测量、功率控制与变换等许多领域中。脉宽调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极的偏置，改变晶体管导通时间。是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。 百度文库 - 让每个人平等地提升自我
2 PWM可以应用在许多方面，如电机调速、温度控制、压力控制等。 在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”
来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。因此，PWM又被称为“开关驱动装置”.PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压。所以通过调节占空比，可以实现调节输出电压无级连续调节。
整个系统由输入电路、PWM调制、测速电路、驱动电路、控制部分及显示等部分组成，PWM调制选用AT89S51单片机通过软件实现频率和占空比的调节。
霍尔电机工作原理
霍尔电机工作原理
1.霍尔电机
霍尔电机又称为电磁式电机，它是一种特殊的直流电机，可以直
接由电流控制旋转。霍尔电机最初是在20世纪50年代被发明的，它
是由德国物理学家威廉·霍尔（WilliamF.Hall）发明的，因此得
名。
2.霍尔电机的工作原理
霍尔电机的工作原理基于“电磁感应”原理。当电磁感应器接受
外部交流电源时，内部会形成相应的感应磁场，将电流投射到电磁铁
极上。当阻抗电容器产生电压升高时，产生的电势和磁场会相互作
用，引起电磁铁动转，从而实现旋转驱动。
3.霍尔电机的常用驱动形式
霍尔电机一般有两种驱动形式，即通用驱动和全功率驱动。通用
驱动是指驱动电路的电流只有一路，不能实现双向功率控制，电机的
最大功率只能以50％左右的占空比工作；而全功率驱动可用两路驱
动，可以调节电流大小，在全功率范围内可调制功率。
4.霍尔电机的优点
霍尔电机具有如下优点：
1.它可以实现信号通讯和反馈调节，提高了控制的精度和灵活
性；2.它的动态响应特性良好，可以用于高加速度应用；
3.它的电机发热量较小，因此不需要消耗大量能源；
4.它的调节范围较广，它的负载波动影响小，它可以实现更高的
可靠性和稳定性。
5.结论
霍尔电机是一种电动机，它是由德国物理学家威廉·霍尔发明
的，其基本原理是“电磁感应”，直接由外部交流电源投射电流，使
电磁铁可以实现旋转驱动，它的负荷特性良好、加减速灵活，还具有
可信号通讯等优点。因此，它经常应用在自动化控制、家电等领域，
广泛受人们的青睐。
无刷直流电机的组成及工作原理
无刷直流电机的组成及工作原理
2.1 引言
直流无刷电动机一般由电子换相电路、转子位置检测电路和电动机本体三部分组成，电子换相电路一般由控制部分和驱动部分组成，而对转子位置的检测一般用位置传感器来完成。工作时，控制器根据位置传感器测得的电机转子位置有序的触发驱动电路中的各个功率管，进行有序换流，以驱动直流电动机。下文从无刷直流电动机的三个部分对其发展进行分析。
2.2 无刷直流电机的组成
2.2.1 电动机本体
无刷直流电动机在电磁结构上和有刷直流电动机基本一样，但它的电枢绕组放在定子上，转子采用的重量、简化了结构、提高了性能，使其可*性得以提高。无刷电动机的发展与永磁材料的发展是分不开的，磁性材料的发展过程基本上经历了以下几个发展阶段：铝镍钴，铁氧体磁性材料，钕铁硼（NdFeB）。钕铁硼有高磁能积，它的出现引起了磁性材料的一场革命。第三代钕铁硼永磁材料的应用，进一步减少了电机的用铜量，促使无刷电机向高效率、小型化、节能的方向发展。
目前，为提高电动机的功率密度，出现了横向磁场永磁电机，其定子齿槽与电枢
线圈在空间位置上相互垂直，电机中的主磁通沿电机轴向流通，这种结构提高了气隙磁密，能够提供比传统电机大得多的输出转矩。该类型电机正处于研究开发阶段。
2.2.2 电子换相电路
控制电路：无刷直流电动机通过控制驱动电路中的功率开关器件，来控制电机的转速、转向、转矩以及保护电机，包括过流、过压、过热等保护。控制电路最初采用模拟电路，控制比较简单。如果将电路数字化，许多硬件工作可以直接由软件完成，可以减少硬件电路，提高其可靠性，同时可以提高控制电路抗干扰的能力，因而控制电路由模拟电路发展到数字电路。
驱动电路：驱动电路输出电功率，驱动电动机的电枢绕组，并受控于控制电路。驱动电路由大功率开关器件组成。正是由于晶闸管的出现，直流电动机才从有刷实现到无刷的飞跃。但由于晶闸管是只具备控制接通，而无自关断能力的半控性开关器件，其开关频率较低，不能满足无刷直流电动机性能的进一步提高。随着电力电子技术的飞速发展，出现了全控型的功率开关器件，其中有可关断晶体管（GTO）、电力场效应晶体管（MOSFET）、金属栅双极性晶体管IGBT 模块、集成门极换流晶闸管（IGCT）及近年新开发的电子注入增强栅晶体管（IEGT）。随着这些功率器件性能的不断提高，相应的无刷电动机的驱动电路也获得了飞速发展。目前，全控型开关器件正在逐渐取代线路复杂、体积庞大、功能指标低的普通晶闸管，驱动电路已从线性放大状态转换为脉宽调制的开关状态，相应的电路组成也由功率管分立电路转成模块化集成电路，为驱动电路实现智能化、高频化、小型化创造了条件。
h-bridge电气意思
h-bridge电气意思
H-bridge是一种电路配置，常用于驱动直流电机或控制电动机的转向。它由四个开关元件（通常是晶体管或MOSFET）组成，可以控制电流的流向。H-bridge电路可以实现电机的正转、反转和停止功能，因此被广泛应用于机器人、自动化设备和电动车等领域。
H-bridge电路的基本原理是通过控制四个开关元件的通断状态，将电流引向电机的不同终端，从而改变电机的转向。H-bridge电路通常由两个半桥组成，每个半桥由两个开关元件和一个电机终端组成。半桥的两个开关元件可以分别控制电流的流向，通过合理地控制各个开关元件的通断状态，可以实现电机的正转、反转和停止。
H-bridge电路的一个重要应用是驱动直流电机。当需要让电机正转时，可以控制上半桥的两个开关元件S1和S2闭合，同时控制下半桥的两个开关元件S3和S4断开，这样电流就可以从电源的正极经过电机，然后返回电源的负极，驱动电机正转。当需要让电机反转时，只需将上半桥的两个开关元件S1和S2断开，同时控制下半桥的两个开关元件S3和S4闭合，电流就可以从电源的负极经过电机，然后返回电源的正极，驱动电机反转。当需要停止电机运转时，只需将四个开关元件都断开，电流无法通过电机，电机停止转动。
除了驱动电机，H-bridge电路还可以用于其他应用。例如，它可以用来控制电动机的转速。通过调节开关元件的通断频率和占空比，可以控制电机输出的平均电压和电流，从而改变电机的转速。此外，H-bridge电路还可以用于电源选择器，通过控制开关元件的通断状态，可以将电源的正负极连接到不同的负载上，实现负载的切换。
在实际应用中，H-bridge电路通常需要配合控制电路来使用。控制电路可以根据需要控制开关元件的通断状态，从而实现对电机的控制。常见的控制方法包括使用微控制器、驱动芯片或逻辑门等。这些控制电路可以接收外部信号，根据信号的变化来控制开关元件的通断状态，从而实现对电机的精确控制。
直流电动机等效电路
直流电动机等效电路
直流电动机是一种将直流电能转换成机械能的装置。为了更好地理解直流电动机的工作原理和性能特点，我们可以通过等效电路来进行分析。
在直流电动机的等效电路中，可以将其简化为电阻、电感和电动势源三个基本元件组成的电路。其中，电阻代表了电动机的电阻损耗，电感则代表了电动机的电感损耗，而电动势源则代表了电动机的电动势。
我们来看电动机的电阻。电阻在电动机中主要是由电流通过转子和定子的导线产生的电阻损耗。这种电阻损耗会导致电动机的发热，从而影响电动机的效率和寿命。
电动机的电感也是一个重要的因素。电感在电动机中主要是由转子和定子之间的磁场引起的。当电流通过电动机时，会产生磁场，而磁场的变化又会引起电动机中的感应电动势。这种感应电动势会对电动机的性能产生影响，例如启动、运行和制动等。
电动机的电动势源是电动机的核心部分。电动势源代表了电动机的输出功率，它与电动机的转速和负载有关。在电动机工作时，电动势源会产生一个电动势，通过转子和定子之间的导线产生电流，从而产生机械转矩。这种机械转矩可以驱动负载进行工作。
通过以上的等效电路分析，我们可以更好地理解直流电动机的工作原理和性能特点。直流电动机可以通过调节电动势源的大小、改变电动机的电阻和电感来实现不同的工作要求。同时，通过对电动机的等效电路进行分析，我们可以更好地优化电动机的设计和运行，提高其效率和可靠性。
总结起来，直流电动机的等效电路分析是理解直流电动机工作原理和性能特点的重要方法。通过对电动机的电阻、电感和电动势源进行分析，我们可以更好地优化电动机的设计和运行，提高其效率和可靠性。直流电动机在各个领域中都有广泛的应用，例如工业生产、交通运输和家用电器等。通过不断地研究和改进，相信直流电动机在未来会有更加广阔的应用前景。
电机驱动模块
3.4 电机驱动模块
车模原配的直流电机是智能循迹车的前进动力来源，使用7.2V电池直接为其供电，同时采用相应的调速设备对电机速度进行控制，实现智能循迹车的速度
控制。
3.4.1电机驱动方式
智能循迹车使用的为直流电机，在这里只介绍直流电机的驱动方式。目前直流电机的调速方式主要有：调节励磁电流和调节电枢电压。
常见的直流电机，其磁场都是固定的，内部是不可调的永磁体，所以调节励
磁电流的方法不可行，下面重点介绍调节电枢电压的调速方式。
调节电枢电压的方式也分为两种：可控硅调压和PWM调节。对于小功率的
直流电机最方便、应用最广泛的调速方式就是PWM调节配合H桥或半桥。 20世纪70年代以前，以晶闸管为基础组成的相控整流装置是运动控制系统
直流传动中主要使用的变流装置，但由于晶闸管属于半控型器件，使其构成的V
－M系统的性能受到一定的限制。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发
展，出现了全控型器件－－门极可关断晶闸管（GTO）、电力场效应晶体管（Power
－MOSFET）、绝缘栅极双极晶体管（IGBT），直流电机控制领域向高精度方向发展，PWM驱动装置在中小功率场合，有着晶闸管驱动装置无法比拟的优点，例如：调
速范围宽、快速性好、电流波形系数好、功率因数好等。
PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系
列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
最终确定智能车电机驱动设计采用MOS管与PWM相结合实现了对电机的调速。
3.4.2全桥和半桥原理
全桥和半桥都是利用直流斩波的原理，直流斩波基本结构和原理，如图1
所示：
图1 直流斩波原理 如图1所示，a）原理图中，S 表示电力电子开关器件，VD 表示续流二极
管。当S导通时，直流电源电压Us 加到电机上；当S关断时，直流电源与电机
脱开，电动机电枢电流经VD 续流，两端电压接近于零。如此反复，电枢端电压
无刷直流电动机驱动控制电路的设计和实现
驱动 触持电棚 ２０１３年第４１卷第ｌ期
……ｃ，‘ ／ ｚ …一……一－·一一……一……－一－…………………－一一………一…－一…………·………………
无刷直流电动机驱动控制电路的设计和实现
宰文姣
（四川师范大学，四川成都６１００６４）
摘要：设计了一种基于单片机的直流无刷电机驱动控制系统。以ＳＴＣ８９Ｃ５２为控制芯片，ＩＲ２１３０为前级驱动
芯片，通过分立元件ＭＯＳ管搭建三相逆变桥进行功率放大。为了实现闭环控制，安装光电编码盘进行实时测量电
机转速，通过ＰＩＤ控制算法改善系统的稳定性。实验结果表明：该驱动及控制电路功耗小，电机运行平稳，噪声小，
转矩波动小，效率高。
关键词：无刷直流电机；三相逆变桥；ＰＩＤ控制算法；驱动控制电路
中图分类号：ＴＭ３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—７０１８（２０１３）Ｏ１—００５４－０３
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ
ＺＡＩ耽ｎ—ｉｉａｏ
（Ｓｉｃｈｕａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６ １ ００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｏｔｏｒ（ＢＬＤＣＭ）ｄｒｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．
ＳＴＣ８９Ｃ５２ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈｉｐ，ａｎｄ ＩＲ２１３０ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｅ－ｄｒｉｖｅ ｃｈｉｐ．Ａ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｂｒｉｄｇｅ ｐｏｗｅｒ ａｍ—
ｐｌｉｆｉｅｒ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ｗｉｔｈ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＭＯＳ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ＢＬＤＣＭ，ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃ—