一、问题的提出
脉宽调制操控技能在工业操控和家用电器电路中已得到广泛运用。特别是因为PMW技能的老练,使DC/AC逆变本钱大大下降,变频技能使操控沟通电机转速变得简单易行。但是,在操控直流电机转速是否也可用脉宽调制来操控?本钱能否下降?我用一块LF347(4运放)来构成一个脉宽调制操控器,完成直流电机转速的操控。作用杰出,本钱低价。
二、电路根本结构
电路由给定电压、三角波发生器、电压比较器、功率输出器等四部分组成。结构框图如图1-1所示,其间给定电压部分运用一个运放,三角波发生器运用两个运放,电压比较器运用一个运放。LF347集成电路结构如图1-2所示。
三、各部分电路剖析
1.给定电压部分
如图1-2所示,给定电压部分电路由R1、R P 1、R 2、I C B组成,调R P 1,可调A点电位(+4V~-4V),经R3接ICB同相输入端,它的反相输入端直接与输出端相连,是电压跟从器(电压扩大倍数约等于1),这个电压送入电压比较器ICC的同相输入端:
2.三角波发生器
如图1-3所示,三角波发生器电路由ICD和ICA两个运算扩大器组成。
ICD和稳压管VD1、VD2组成矩形波发生器,其输入端为电压比较器方式,当“+”端点位高于“-”端时,输出为正电源电压(约为12V);反之,当“+”端点位高于“-”端时,输出为正电源电压(约为-12V)。经R15由VD1、VD2稳压管(稳压值为5V)稳压,E点可得到矩形波(±5.7V),作为ICA的输入信号。
ICA和C1、RP2、R16组成积分电路,当ICD输出为正电压时,接入ICA反相输入端,输出是由高到低的积分波形,经R15、R13、R14、RP3分压,B点电位逐步下降,下降至低于零电位(“-”端接地)时,ICD输出翻转为负电压输出,ICA输出是由高到低的积分波形:
由此将矩形波变成三角波,F点是三角波。三角波送入电压比较器ICC的反相输入端。
因为积分常数为1/(RP+R16),电位器RP2可调理三角波的频率,RP2小频率高;电位器RP3可调理三角波的起伏。
3.电压比较器
运算扩大器%&&&&&%C没有反应元件,所以它的扩大倍数极高,输出电压在±10V左右跳变。
反相输入端送入三角波UF,这是交变电压,随时刻周期性改动。同相输入端送入直流电压UA,它不随时刻改动,可根据负载需求进行调理低压凹凸。
当UF>UA时,输出-10V;当UF
由此可见,当UA=0时,三角波UF在正半周时,输出-10V;三角波UF在负半周时,输出+10V,调准则为50%.UA越大,输出为+10V的时刻越长,调准则上升;UA越小,输出为+10V的时刻越短,调准则下降。因而调理给定电压UA的巨细,便是调理输出正脉冲宽度(调准则),就可以调理输出电压均匀值的巨细。如图1-4所示。
4.功率扩大器
VT1、VT2、VT3组成OCL功率扩大器。输出信号D点波形与输入信号C点波形共同,也是脉冲宽度可调的矩形波。
VT4是一个场效应功率管,这是电压操控元件。栅极G加上负电压时,ID=0,截止。UG大于截止电压时,ID随UG改动,UG增大,ID也增大。
UG便是OCL输出电压UD,是一个在±10V跳变的矩形脉冲,正脉冲时,VT4导通,负脉冲时,VT4截止,所以负载电流ID是正脉冲电流。
调理给定电压UA,就可以改动UC、UD的正脉冲宽度,也就改动负载电流ID呈现的时刻,也就改动负载的均匀电流、均匀电压的巨细,以到达调理负载–电动机转速。
四、调试与定论
经过对电路的调试,三角波频率为1KHZ(调RP2)、幅值为±3V(调RP3)较为适宜,调理RP1,A点电位(+4V~-4V)改动,可使脉宽调准则到达0%~100%.自己将其安装在轿车上,作为空调风机的无极调速器操控运用,便利又适宜,但需添加一块LM7912作负电源。