直流电机驱动电路设计目标:功能与性能要点解析?
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- 来源:中国微特电机网
在电路设计领域,提高电路效率以及保障其各项性能稳定,那可真是让人又头疼又重视的事咱们接下来就详细唠唠那些关键的“门道儿”,这里面的学问可大着咧!
功率器件状态把控
提高电路效率,首要得关注功率器件的开关工作状态。得保证它们都能正确开关,这样电路运行才能更高效!要是工作状态不对,那说不定电路就会出问题实际操作里,咱们要小心检查每个功率器件是不是按要求开关,可不能掉以轻心。
防止功率器件共态导通情况也特别重要。像那种 H 桥或推挽电路就常常会有这个隐患,要是两个功率器件同时导通,电源直接短路电机驱动 电路,那电路可就彻底坏掉! 必须得采取措施避免这种事情发生。
输入信号隔离措施
功率电路对输入端的信号隔离问题也相当关键,就怕高电压大电流跑到主控电路里去,毕竟主控电路那么娇贵。为了实现良好的信号隔离,咱可以用上高输入阻抗或者光电耦合器,它们就像称职的守卫,守护着电路安全,阻挡有害的高电压大电流。
要是驱动板和单片机用一组电源的时候,还得有个电阻来防止大电流沿着连线跑到单片机主板的地线上出现干扰。你可别小瞧这个干扰问题,要是没处理好,后面运行就麻烦啰!
关键运放选择分析
电路里的高速运放 KF347 就像个“裁判”,发挥比较器的大作用,它把输入逻辑信号和来自指示灯、二极管的 2.7V 基准电压进行比较,然后变成大方波信号。在这可不能用 LM339 或者开路输出的比较器去替代这个运放,为什么?因为开路输出的高电平状态输出阻抗在 1 千欧以上,压降特别大,后面三极管都截止不了,电路就没办法正常工作。
开关转换动态情况
说完静态的分析,动态方面也不能忽视三极管从截止变成导通的时候,场效应管栅极电容上电荷能迅速释放,为啥能这么快,原因就是三极管导通电阻远小于 2 千欧,然后场效应管就能快速截止。
还有大功率场效应管,它内部源极和漏极之间反着并联了二极管,用成 H 桥时,输出端相当于已并上四个消电压尖峰的二极管,就没必要外接电机驱动 电路,是不是很方便!
输出电容作用影响
输出端并个小电容对降低电机尖峰电压有点好处,不过使用 PWM 时又会有产生尖峰电流的副作用,所以这电容容量一定不能太大了,这可真是个得好好权衡的事
电路板上那 4 个输出端两两接成 H 桥的功率放大单元可厉害,逻辑独立还能直接用单片机控制,想想它强大的功能,就感觉这电路设计真是精巧!
驱动电路设计优化
一般功率场效应管有它的极限,栅源电压不能超 20V,但 24V 使用时要做到这一点,电路就变复杂。这时候可以在前级逻辑电路对控制 PMOS 的下降沿、控制 NMOS 的上升沿延时后整成方波,这样又避免了场效应管共态导通,还能简化后级栅极驱动电路,何乐而不为?
继电器那电流大、工作稳的优点很吸引人,如果利用它控制电流方向来改变电机转向,再用特大电流场效应管实现 PWM 调速,会是个不错的简化驱动电路设计的方案,你觉得咋样?那么问题来啦:你在实际电路设计中遇到过哪种情况让你觉得最棘手?
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