直流电机驱动器

工业控制

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描述

  直流电机驱动器

  大家好,上次的电路设计中还有实现直流电机正反转的电路没有完成,今天我们一起来完善下这部分电路。

  首先,根据我们之前的项目需求分析,从电机的参数情况,我们选择了B772(PNP型功率三极管)和D882(NPN型功率三极管),基于这两种三极管型号,搭建H桥模块电路。

  在H桥模块电路中,上桥使用B772,下桥采用D882,组成的H桥示意图如下图所示:

  那么,这个H桥的工作原理是什么样呢?我们可以一起来分析一下。首先,我们假设图中的电机绕组中的电流由电机的1脚流向2脚,电流流向如下图所示:

  那么电机绕组中流过的电流是从哪里来的呢?也就是我们要考虑此时的源是谁?源是不是图中的+5V电压源啊?源有了,需要确定回路,回路是不是要从源的正极出发,回到源的负极啊?然后图中示意的电流回路要形成,图中的Q1和Q8两个三极管就需要导通了,这样才能形成完整的电流回路。

  为了更好的描述此时的电流回路,我们+5V源使用一个Vbus电容来表示,此时电流的回路我们可以表示如下:

  好了,这个电流回路是没问题的,我们说我们的驱动板支持正反转控制,那么在切换方向前,需要将之前开通的三极管给关闭,状态如下图所示:

  这个时候我们来看啊,上一个状态时对电机绕组进行充电了,如果我们把H桥中的四个管子都关闭,那么电机绕组中的没有地方流动了,也就是说此时能量没有泄放回路了,假设我们把电机绕组看成电感的话,那么此时也就是电感断路了,是不是会对开关三极管造成损伤啊?

  因此在我们的这个电路中就需要增加当所有管子都关闭时的绕组续流回路,增加续流回路的话,我们可以在功率三极管的CE之间并联二极管即可,如下图所示:

  然后,此时我们再来分析续流回路,绕组续流时,所有管子都关闭了,但是绕组的电流方向不变,此时的源我们需要搞清楚,源应该变成了电机绕组,然后从电机的2脚出发,然后回到电机的1脚,此时的续流回路如下图所示:

  这样电机绕组的续流回路就建立起来了,接下来就可以开通管子Q2和Q7了来让电机往另一个方向进行转动了。那么关于另一个方向的分析,这里就不再赘述了,跟我们上面分析的方法一致,大家可以自行分析。

  上面是给大家讲解了下H桥控制的原理,对于H桥中的三极管要进行导通,我们就需要给四个管子分别设计相应的驱动电路了。

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