在學(xué)習電機驅動(dòng)電路設計時(shí),我們需要考慮哪些主要的因素,才能做好一款電機驅動(dòng)?
針對不同電機,我們就應該選擇與其對應的驅動(dòng);簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是功率大的電機應該選擇內阻小、電流容許大的驅動(dòng),而功率小的電機,可以選用較為低功率的驅動(dòng)。
一、驅動(dòng)電路實(shí)現功能

拿到設計電機項目,首先要考慮需要實(shí)現哪些功能。
電機是單向還是雙向轉動(dòng)?
對于單向的電機驅動(dòng),只要用一個(gè)大功率三極管或場(chǎng)效應管或繼電器直接帶動(dòng)電機即可,當電機需要雙向轉動(dòng)時(shí),可以使用由4個(gè)功率元件組成的H橋電路或者使用一個(gè)雙刀雙擲的繼電器。
電機需不需要調速?
如果不需要調速,只要使用繼電器即可;但如果需要調速,可以使用三極管,場(chǎng)效應管等開(kāi)關(guān)元件實(shí)現PWM(脈沖寬度調制)調速。
二、其次是電機的性能
對于PWM調速的電機驅動(dòng)電路,主要有以下性能指標。
1)輸出電流和電壓范圍,它決定著(zhù)電路能驅動(dòng)多大功率的電機。
2)效率,高的效率不僅意味著(zhù)節省電源,也會(huì )減少驅動(dòng)電路的發(fā)熱。要提高電路的效率,可以從保證功率器件的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)和防止共態(tài)導通(H橋或推挽電路可能出現的一個(gè)問(wèn)題,即兩個(gè)功率器件同時(shí)導通使電源短路)入手。

3)對控制輸入端的影響。功率電路對其輸入端應有良好的信號隔離,防止有高電壓大電流進(jìn)入主控電路,這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實(shí)現隔離。
4)對電源的影響。共態(tài)導通可以引起電源電壓的瞬間下降造成高頻電源污染;大的電流可能導致地線(xiàn)電位浮動(dòng)。
5)可靠性。電機驅動(dòng)電路應該盡可能做到,無(wú)論加上何種控制信號,何種無(wú)源負載,電路都是安全的。
三、電機驅動(dòng)PWM控制方式
一般來(lái)說(shuō),我們設計電機驅動(dòng)較為常規的方法是采用PWM控制。主要有兩種方式:
采用集成電機驅動(dòng)芯片
第一種方式,我們通過(guò)電機驅動(dòng)模塊,實(shí)現對驅動(dòng)電機兩端電壓來(lái)對電機進(jìn)行制動(dòng)。
采用集成芯片設計驅動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):外圍電路簡(jiǎn)單,比較容易實(shí)現,調試容易通過(guò)率高,而且故障率低,但一般這樣的集成驅動(dòng)芯片電流驅動(dòng)能力有限,比較常用的如:L298P,BTS7960,BTS7971等等。
采用MOSFET和專(zhuān)用柵極驅動(dòng)芯片
最典型的方案就是利用IR系列MOS驅動(dòng)器搭建H橋電路驅動(dòng)電機正反轉。
使用MOS驅動(dòng)設計主要優(yōu)點(diǎn)有:驅動(dòng)能力大,帶負載能力強,驅動(dòng)器內阻取決于所選用的MOS管,這樣產(chǎn)品可定制性強,產(chǎn)品成本低。同時(shí)MOS缺點(diǎn)也有不少,比如:外圍電路比集成的驅動(dòng)器稍復雜,需要調試各種參數,比如自舉電容大小的選擇,控制方式的選擇,升壓電路的參數等等,這也是導致此方案很多人不用的原因。
在制作電機驅動(dòng)中,首先我強烈推薦用MOS橋的方法,雖然說(shuō)電路稍微復雜了一些,但作為一名想深入研發(fā)的電子愛(ài)好者、開(kāi)發(fā)者這應該是理所當然的,如果你想提高自己的話(huà)先把集成電機驅動(dòng)丟掉! |