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电机驱动电路的两种设计方案解析-【MOSFET】
发布时间:2024-02-24 13:42:17 来源:江南官方体育APP下载 作者:江南app官方网站

  针对不同的电机,我们应该选择与之相对应的驱动。简单地来说,功率大的电机应该选用内阻小、电流容许大的驱动,功率小的电机就可以选用较低功率的驱动。电机驱动较常规的方法是采用 PWM 控制。

  通过电机驱动模块控制驱动电机两端电压来对电机进行制动,我们可以采用飞思卡尔半导体公司的集成桥式驱动芯片 MC33886。MC33886 最大驱动电流为 5A,导通电阻为 140 毫欧姆,PWM 频率小于 10KHz,具有短路保护、欠压保护、过温保护等功能。体积小巧,使用简单,但由于是贴片的封装,散热面积比较小,长时间大电流工作时,温升较高,如果长时间工作必须外加散热器,而且 MC33886的工作内阻比较大,又有高温保护回路,使用不方便。

  下面,着重介绍我们在平时设计驱动电路时最常用的驱动电路。我们普遍使用的是英飞凌公司的半桥驱动芯片 BTS7960 搭成全桥驱动。其驱动电流约 43A,而其升级产品 BTS7970 驱动电流能够达到 70 几安培!而且也有其可替代产品 BTN7970,它的驱动电流最大也能达七十几安!

  每片芯片的内部有两个 MOS 管,当 IN 输入高电平时上边的 MOS 管导通,常称为高边 MOS 管,当 IN 输入低电平时,下边的 MOS 管导通,常称为低边 MOS管;当 INH 为高电平时使能整个芯片,芯片工作;当 INH 为低电平时,芯片不工作。

  下面就是怎么样用该电路使得电机正反转。假如当PWM1端输入PWM波,PWM2端置0,电机正转;那么当 PWM1端为0,PWM2端输入PWM 波时电机将反转!使用此方法需要两路PWM信号来控制一个电机!其实可以只用一路 PWM 接 PWM1 端,另外 PWM2 端可以接在 IO 端口上,用于控制方向!假如 PWM2=0,PWM1 输入信号时电机正转;那么当 PWM2=1是,PWM1 输入信号电机反转(必须注意:此时PWM信号输入的是其对应的负占空比)!

  以上的电路,对于普通功率的底盘,其驱动电流已经能够满足,但是对于更大功率的底盘,可能有点吃力。尤其是当我们加的底盘在不停的加减速时,这就需要电机不停的正反转,此时的电流很大,还用以上的驱动电路,芯片会很烫!!这个时候就需要我们自己用 MOSFET 和栅极驱动芯片自己设计 H 桥!

  由于本人对这一部分的研究还不过深入,以下内容主要参考了“337实验室团队”对大功率MOS管组成的电机驱动电路的分析与设计。

  用这个方法电路非常简单,控制只需要一路PWM,在管子上消耗的电能也比较少,可以有效地避免多片MC33886 并联时由于芯片分散性导致的驱动芯片某些片发热某些不发热的现象。但是缺点是不能控制电机的电流方向,在小车的刹车的性能的提升上明显有弱势,而且电流允许值也比较小。

  当我们按照下图接线时,也就是两路PWM输入组成H桥,则可以通过控制PWM1和PWM2的相对大小控制电流的方向,从而控制电机的转向。

  在这里给大家介绍的是 IR 公司的 IR2104,因为 IR 公司号称功率半导体领袖,当然 2104 也相对比较便宜!IR2104 可以驱动可以驱动高端和低端两个 N 沟道MOSFET,能提供较大的栅极驱动电流使用两片 IR2104 型半桥驱动芯片可以组成完整的直流电机 H 桥式驱动电路。但是需要 12V 驱动!

  这个驱动设计单从信号逻辑上分析比较容易理解,但要深入的理解和更好的应用,就需要对电路做较深入的分析,对一些外围元件的参数确定做理论分析计算。

  图中IC是一个高压驱动芯片,驱动 1 个半桥 MOSFET。Vb,Vs 为高压端供电;Ho为高压端驱动输出;COM为低压端驱动供电,Lo为低压端驱动输出;Vss 为数字电路供电.此半桥电路的上下桥臂是交替导通的,每当下桥臂开通,上桥臂关断时Vs脚的电位为下桥臂功率管Q2的饱和导通压降,基本上接近地电位,此时Vcc通过自举二极管D对自举电容C2充电使其接近 Vcc 电压。

  当Q2关断时 Vs端的电压就会升高,由于电容两端的电压不能突变,因此Vb端的电平接近于Vs和Vcc端电压之和,而Vb和Vs之间的电压还是接近Vcc电压。当Q2开通时,C2作为一个浮动的电压源驱动 Q2;而C2在Q2开通其间损失的电荷在下一个周期又会得到补充,这种自举供电方式就是利用Vs端的电平在高低电平之间不停地摆动来实现的.由于自举电路无需浮动电源,因此是最便宜的,如图所示自举电路给一只电容器充电,电容器上的电压基于高端输出晶体管源极电压上下浮动。

  图中的D和C2是IR2104在PWM应用时应严格挑选和设计的元器件,根据一定的规则进行计算分析;并在电路实验时进行调整,使电路工作处于最佳状态,其中D 是一个重要的自举器件,应能阻断直流干线上的高压,其承受的电流是栅极电荷与开关频率之积,为了减少电荷损失,应选择反向漏电流小的快恢复二极管,芯片内高压部分的供电都来自图中自举电容C2上的电荷;为保证高压部分电路有足够的能量供给,应适当选取C2的大小。

  在一些需要保证负载不断电的应用场合里面,有时客户会发现UPS频繁出现DC BUS高保护,或者负功保护等。一些客户会据此认为是UPS的质量问题。实际上多数情况下这都是由于后面带有电机类负载产生的现象。在工业场合中,电机是一种主要的负载形式。当工业应用中的关键环节必需有足够高的电源保护等级时,UPS与电机类负载的配合问题就是一个要重点考虑的因素。 通常UPS的设计初衷是保护关键IT类设备,在电路结构上就主要基于IT类设备的特点进行设计。比如目前IT设备的主要是使用开关电源,而且欧盟法规规定75W以上的设备都要具备功率因数校正。因此UPS主要面对的就是带有功率因数校正的负载,在通常情况下其特性是一个功率因数接近于1 的恒功率负载。在

  类负载的适应性设计 /

  安川电机公司12月11日宣布,配备GaN(氮化镓)功率半导体模块的住宅用室内设置型光伏逆变器(PCS)将将开始销售。光伏发电用PCS采用GaN功率半导体是全球首次,并在此级别上实现了全球最小的尺寸。预定每年销售3万4000台。 此次推出的产品是住宅用室内设置型PCS“Enewell-SOLV1系列4.5kW”(200V单层),将从2015年1月开始上市。GaN可比Si(硅)降低电力损失(开关损失),并能实现比Si更加高温和高速的动作,因此整个系统的尺寸缩小。其与SiC(碳化硅)作为新一代半导体元件,应用开发都取得了进展。 发布称,将上市新商品的安装面积减少到了原产品的约2分之1,可以大幅节省空间。最大转换效率为98%,因从低输出

  引言 该电源系统为加速器供电,包括DC一200~一350kV 60mA主电源、30kV 100mA电源和10V 3A灯丝电源,其中30kV电源和10V电源浮在一350kV电源的高电位上。为了减小电源系统对电网及加速器部分的干扰,三相交流市电先经过50kVA隔离变压器再给该电源系统供电。其系统构成电气框图如图l所示。 1 DC一200~一350kV主电源 该电源为加速器高压电源,输出电压高、功率大,由交流稳压、功率逆变、高压升压及控制、检测、保护等部分组成,如图2所示。 该电源的关键部分在:1、功率逆变;2、高压部分;3、高压引出部分(即如何将电源的输出高压与加速器对接)。 1)功率逆变 由于

  目前,以太网(Ethernet)协议已经非常广泛地应用于各种计算机网络,如办公局域网、工业控制网络、因特网等场合,并且还不断地在发展。单片机或微(MCU)(也称为嵌入式系统)已经在各个领域得到了广泛的应用。目前绝大多数系统都是以MCU为核心,与监测、伺服、指示设备配合实现一定的功能。如果嵌入式系统能够连接到Internet,则可以方便、低廉地将信息传送到世界上的任何一个地方。因此单片机如何控制以太网网卡进行传输数据,如何加载TCP/IP协议连接到互联网,这些都是一些具有挑战性的问题[1,2]。 单片机上网研究最多的一个方案就是用单片机驱动ISA总线网卡或者是驱动基于ISA总线的以太网控制芯片。但是,近年来,随着ISA总线在台

  0 引言 半导体激光器自上世纪60年代问世以来,历经半个世纪的发展,由于其一系列突出的优点,如体积小、价格低、转换效率高、易调制、可靠性高、辐射波长范围宽等,在通信、传感、激光加工、医疗等众多领域得到了广泛的应用,成为目前世界上使用量最大的激光器种类。相比于其他类型的激光器而言,半导体激光器具有其自身的一些特点,如腔长较短、品质因子较低、固体增益介质受载流子浓度变化的影响很大;特别是阈值电流附近,注入载流子浓度的瞬态变化会造成自发发射光场相位的波动;以及由于半导体激光器内不完全的粒子数反转所产生的自发发射光子会增加场强的波动,等等;这些特点使得半导体激光器的激光线宽相对较宽,频率受电流和温度等环境因素影响显著,这些特点制约了其在

  这段时间,网红带货感觉很火爆,并且很多明星都加入进来,虽然不太懂背后的逻辑套路,但是真的是很多人买哦。 换个角度,特斯拉其实就相当于汽车界的网红,它的每一个新车型,总被我们这些吃瓜群众围观;它上面使用的一些新技术、新器件等,很快就被大家模仿和使用,例如今天的谈论的主题 ---Pyrofuse。 Pyrofuse 也有称作 Pyroswitch、Pyrotechnical safety switches(PSS),中文翻译过来叫爆炸熔丝或高温保险丝、烟火控制开关等等;在电池系统里面应用时,称作爆炸熔丝更准确些,下面统一语言为 Pyrofuse。大家大部分应该也是通过 TESLA 的拆解资料等,来接触到这个零件的。

  引言 Quad-rotor飞行器是固联的刚性十字交叉结构的小型无人飞行器,具有固定倾角,由四个独立电机驱动螺旋桨组成。它通过平衡四个螺旋桨产生的力来改变升力和飞行姿态,以实现稳定盘旋和精确飞行。 无刷直流电机是集交流电机和直流电机优点于一体的机电一体化产品,既具有交流电机结构简单、运行可靠等优点,又具备直流电机运行效率高、调速性能好等特点。而无位置传感器无刷直流电机还可以减少外部干扰对电机的影响。 本文选择ADuC7026作微处理器,无位置传感器无刷直流电机作为驱动电机,介绍了Quad-rotor飞行器驱动系统的整体设计。本文主要解决无位置传感器无刷直流电机的平稳快速起动以及电机转子位置信号的准确获取等问题。 无刷直流电机控

  驱动系统整体设计 /

  玩过永磁电机的朋友都有过类似的经历:我们在电机掉电的情况下去转电机的转子,发现会有一种卡顿的感。

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