在學習電機驅動電路設計時,我們需要考慮哪些主要的因素,才能做好一款電機驅動?
針對不同電機,我們就應該選擇與其對應的驅動;簡單來說,就是功率大的電機應該選擇內阻小、電流容許大的驅動,而功率小的電機,可以選用較為低功率的驅動。
一、驅動電路實現功能
拿到設計電機項目,首先要考慮需要實現哪些功能。
電機是單向還是雙向轉動?
對于單向的電機驅動,只要用一個大功率三極管或場效應管或繼電器直接帶動電機即可,當電機需要雙向轉動時,可以使用由4個功率元件組成的H橋電路或者使用一個雙刀雙擲的繼電器。
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,場效應管等開關元件實現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,它決定著電路能驅動多大功率的電機。
2)效率,高的效率不僅意味著節省電源,也會減少驅動電路的發熱。要提高電路的效率,可以從保證功率器件的開關工作狀態和防止共態導通(H橋或推挽電路可能出現的一個問題,即兩個功率器件同時導通使電源短路)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入主控電路,這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實現隔離。
4)對電源的影響。共態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電位浮動。
5)可靠性。電機驅動電路應該盡可能做到,無論加上何種控制信號,何種無源負載,電路都是安全的。
三、電機驅動PWM控制方式
一般來說,我們設計電機驅動較為常規的方法是采用PWM控制。主要有兩種方式:
采用集成電機驅動芯片
第一種方式,我們通過電機驅動模塊,實現對驅動電機兩端電壓來對電機進行制動。
采用集成芯片設計驅動的優點:外圍電路簡單,比較容易實現,調試容易通過率高,而且故障率低,但一般這樣的集成驅動芯片電流驅動能力有限,比較常用的如:L298P,BTS7960,BTS7971等等。
最典型的方案就是利用IR系列MOS驅動器搭建H橋電路驅動電機正反轉。
使用MOS驅動設計主要優點有:驅動能力大,帶負載能力強,驅動器內阻取決于所選用的MOS管,這樣產品可定制性強,產品成本低。同時MOS缺點也有不少,比如:外圍電路比集成的驅動器稍復雜,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。
在制作電機驅動中,首先我強烈推薦用MOS橋的方法,雖然說電路稍微復雜了一些,但作為一名想深入研發的電子愛好者、開發者這應該是理所當然的,如果你想提高自己的話先把集成電機驅動丟掉!
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原文標題:【匯總】設計一個好的電機驅動項目,那些被你遺忘的因素
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