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直流電機PWM調速器該如何設計?

作者:機械網 農機配件 2022-06-19 21:18:30 直流電機   調速器   如何   設計

  首先設計一個PWM調速器需要電子電路的設計,還有單片機程序的設計。下面我來分享一下直流電機PWM調速器的各種設計方案。

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  如果電流電機只需要簡單的單向轉動,下面的驅動電路就可以了。

直流電機PWM調速器該如何設計?

  如果需要PWM調速的同時還需要對直流電機進行正反轉控制,那就可設計一個控制直流電機正反轉的H橋電路了,原理圖如下:

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  反轉控制:

  停轉:

  AN1用于過流檢測

  如果你覺得用分立元件搭H橋電路比較麻煩,可以直接用直流電機驅動IC,如TI的DRV8871,使用直流電機驅動IC的可靠性會高很多,會自帶過流保護,過熱保護,欠壓保護等。

  DRV8871的內部功能框圖如下

直流電機PWM調速器該如何設計?

  

直流電機PWM調速器該如何設計?

  設計要求:

直流電機PWM調速器該如何設計?

  大家可以關注我的頭條號@電子產品設計方案 ,我會定時分享經驗和方案哦

  直流電機是可以通過PWM來實現調速的。PWM是脈沖寬度調制,可以改變脈寬/占空比來實現電機的調速。對于一個直流電機而言,如果兩端加上額定的直流電壓,電機可以滿速運轉,如果將電壓降低,電機的轉速有會降低。所以可以通過改變PWM的占空比來實現直流電機的調速。

  PWM其實就是脈沖寬度可調的方波,具有兩個非常重要的參數:頻率和占空比。方波在一個周期內是由高電平脈沖和低電平脈沖構成的,高電平脈沖在一個周期內所占用的比例就是占空比。而通過占空比可以計算出平均電壓。如果占空比越大輸出的平均電壓就越高;占空比越小輸出的平均電壓就越低。當占空比達到100%時,就是滿幅電壓輸出;當占空比為0%時,就是低電平輸出。占空比與平均電壓的對應關系如下圖所示。

直流電機PWM調速器該如何設計?

  調速就是改變電機兩端的平均電壓,在驅動端只需要控制PWM的輸出占空比就可以了。如果要做到電機的正反轉并且調速,就要用到H橋電路,如下圖所示,是H橋電路的原理圖,下面分正轉和反轉兩種情況來介紹PWM電機調速方法。

  電機正轉調速

  電機正轉的電路圖如下圖所示,在驅動端Q5加高電平Q6加低電平后電機正轉,此時對管Q1和Q3導通。如果要調速,只需要讓Q6為低電平,Q5輸入PWM方波即可,通過改變PWM的占空比即可實現電機的正轉調速。如下圖所示。

直流電機PWM調速器該如何設計?

  電機反轉調速

  電機反的電路圖如下圖所示,在驅動端Q5加低電平Q6加高電平后電機正轉,此時對管Q4和Q2導通。如果要調速,只需要讓Q5為低電平,Q6輸入PWM方波即可,通過改變PWM的占空比即可實現電機的正轉調速。

直流電機PWM調速器該如何設計?

  以上分立元器件所搭建的電路原理非常清晰,但是存在的問題就是使用元器件較多,占用PCB空間并且成本可以也較貴,最關鍵的問題就是在控制的時候如果死區時間控制不好,則容易將橋臂的上下管同時導通導致燒管子。所以采用專用的集成電路是一個不錯的選擇,體積小、電路簡單,而且還不用考慮死區的控制。以HR9110為例介紹。其電路原理圖和控制邏輯如下圖所示。

直流電機PWM調速器該如何設計?

  如果要實現正轉調速,只需要INB為低電平,INA為PWM輸入即可;

  如果要實現反轉調速,只需要INA為低電平,INB為PWM輸入即可。

  專用集成芯片的優勢就是成本低、體積小、容易控制。

  以上就是這個問題的回答,感謝留言、評論、轉發。更多電子設計、硬件設計、單片機等內容請關注本頭條號:玩轉嵌入式。感謝大家。

  直流有刷電機一般用pwm信號調速,可以用電位器作為輸入量,用一個apc芯片gp9101將電位器信號轉換成pwm信號。后面接一個驅動mos就可以實現電機驅動。

直流電機PWM調速器該如何設計?

  那就知識面要求很廣了,宏觀有電源電路,驅動電路,檢測電路,mcu電路,還有軟件部分的程序編寫,每個部分都可以分成一個專業,如果是想玩玩的話可以找一些現成的原理圖試試

  可以買一個51單片機開發板上面就有你想要的電路

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