该电路选用NMOS场效应管作为功率输出器材, 规划并完成了较大功率的直流电机H 桥驱动电路,并对额外电压为24 伏, 额外电流为3.8A 的25D60-24A 直流电机进行闭环操控, 电路的抗干扰才能强,在工业操控范畴具有较强的适用性。许多半导体公司推出了直流电机专用驱动芯片, 但这些芯片多数只合适小功率直流电机, 关于大功率直流电机的驱动, 其集成芯片价格昂贵。
在直流电机驱动电路的规划中,首要考虑一下几点:
1. 功用:电机是单向仍是双向滚动?需不需求调速?关于单向的电机驱动,只需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,当电机需求双向滚动时,能够运用由4 个功率元件组成的H 桥电路或许运用一个双刀双掷的继电器。假如不需求调速,只需运用继电器即可;但假如需求调速,能够运用三极管,场效应管等开关元件完成PWM(脉冲宽度调制)调速。
2. 功用:关于PWM 调速的电机驱动电路,首要有以下功用指标。
1)输出电流和电压规模,它决议着电路能驱动多大功率的电机。
2)功率,高的功率不只意味着节约电源,也会削减驱动电路的发热。要进步电路的功率,能够从确保功率器材的开关作业状况和避免共态导通(H 桥或推挽电路或许呈现的一个问题,即两个功率器材一起导通使电源短路)下手。
3)对操控输入端的影响。功率电路对其输入端应有杰出的信号阻隔,避免有高电压大电流进入主控电路,这能够用高的输入阻抗或
光电耦合器完成阻隔。
4)对电源的影响。共态导通能够引起电源电压的瞬间下降构成高频电源污染;大的电流或许导致地线电位起浮。
5)可靠性。电机驱动电路应该尽或许做到,不管加上何种操控信号,何种无源负载,电路都是安全的。H桥驱动电路: H桥式电机驱动电路包含4个三极管和一个电机,因其外形酷似字母‘H’,所以称作H桥驱动电路。
要使电机M作业,有必要使对角线上的一对三极管导通。例如 当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。电机顺时针滚动。当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,驱动电机逆时针方向滚动。
完好的晶体管H桥驱动电路,PWM1,PWM2,为电机方向操控输入端,PWM1=1,PWM2=0时正转,PWM=0,PWM2=1时电机回转。
PWM1,PWM2一起也是电机调速的脉宽输入端。
晶体管是最为廉价的操控办法,但在晶体管上有显着的压降,会发生功率的损耗,功率不高,适合应用在低电压,小功率的场合。
下图是场效应管组成的H桥驱动电路,场效应管是功率最高的操控方法,但价格较高,一般应用在大功率电机驱动场合。
上面都是有分立元件构成的电路,实际运用中制造费事,故障率高。一般选用集成的H桥驱动芯片,集成度高,运用方便,可靠性高。如L9110,L298N,LMD18200,TA7257P、SN754410,MC33886等。
L9110驱动电路:
L9110 是为操控和驱动电机规划的两通道推挽式功率放大专用%&&&&&%器材,将分立电路集成在单片%&&&&&% 之中,使外围器材本钱下降,整机可靠性进步。该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入,可直接与单片机接口,具有杰出的抗干扰性;两个输出端能直接驱动电机的正反向运动,它具有较大的电流驱动才能,每通道能经过750~800mA 的继续电流,峰值电流才能可达1.5~2.0A;一起它具有较低的输出饱满压降;内置的钳位二极管能开释理性负载的反向冲击电流,使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的运用上安全可靠。L9110 被广泛应用于玩具轿车电机驱动、步进电机驱动和开关功率管等电路上。
宽电压作业规模2.5V~12v.
L298N驱动电路:
L298N是ST公司出产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片选用15脚封装。首要特点是:作业电压高,3~46V,输出电流大,瞬间峰值电流可达3A,继续作业电流为2A;额外功率25W.内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器,能够用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等理性负载;选用规范逻辑电平信号操控,与单片机管脚直接衔接;具有两个使能操控端,在不受输入信号影响的状况下答应或制止器材作业,有一个逻辑电源输入端,使内部逻辑电路部分在低电压下作业;能够外接检测电阻,将改变量反馈给操控电路。运用L298N芯片驱动电机,该芯片能够驱动一台两相步进电机或四相步进电机,也能够驱动两台直流电机。
VS 位电机驱动电源,VSS为逻辑操控电源。
下图中PA0~PA3为单片机的I/O脚,操控两个DC电机M1,M2正回转。
4相步进电机驱动电路
LMD18200驱动电路:
LMD18200 是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于运动操控的H 桥组件。同一芯片上集成有CMOS 操控电路和DMOS 功率器材, 峰值输出电流高达6A , 接连输出电流达3A , 作业电压高达55V , 还具有温度报警和过热与短路维护功用。
内部集成了四个DMOS管,组成一个规范的H型驱动桥。经过充电泵电路为上桥臂的2个开关管供给栅极操控电压,充电泵
电路由一个300kHz左右的作业频率。可在引脚1、11外接电容构成第二个充电泵电路,外接电容越大,向开关管栅极输入%&&&&&%充电速度越快,电压上升的时刻越短,作业频率能够更高。引脚2、10接直流电机,正转时电流的方向应该从引脚步到引脚10;回转时电流的方向应该从引脚10到引脚2.电流检测输出引脚8能够接一个对地电阻,经过电阻来输出过流状况。内部维护电路设置的过电流阈值为10A,当超越该值时会主动封闭输出,并周期性的主动康复输出。假如过电流继续时刻较长,过热维护将封闭整个输出。过热信号还可经过引脚9输出,当结温到达145度时引脚9有输出信号。PB0,PB1为单片机的I/O口,PB0操控电机的正回转,PB1输入脉宽操控电机的转速。