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驱动电路

时间:2023-01-04 来源:乌哈旅游
作性能。有许多问题需要慎重设计,例如,导通延时、泵升保护、过压过流保护、开关频率、附加电感的选择等。

1.开关频率和主回路附加电感的选择

力矩波动也即电流波动,由系统设计给定的力矩波动指标为ΔI/IN,对有刷直流电动机而言,通常在(5~10)%左右。为了便于分析可认为

ΔI/IN=ΔI/(Us/Rd) (1)

式中Rd为电枢回路总电阻。代入前面各种驱动控制方式的ΔI表达式中,消去Us,可求出:

对于单极性控制

Ld/Rd≥5T~2.5T(可逆或不可逆) (2) 对于双极性控制 Ld/Rd≥10T~5T (3)

式中T为功率开关的开关周期。

对于有刷直流电动机,电磁时间常数Ld/Rd一般在10ms至几十毫秒。若采用GTR,开关频率可取2KHz左右,T=0.5ms。若采用IGBT,开关频率可取18KHz以上,所以上式均能满足。若采用GTO或可控硅功率器件,由于工作频率只有100Hz左右,此时应考虑在主回路附加电抗器,且

Ld=Lf+La (4)

对不可逆系统还应进一步检查临界电流,IaL=UsT/8Ld≤Ia0应小于电机空载电流,防止空载失控。

对于低惯量电机、力矩电动机,由于电磁时间常数很小(几个毫秒或更小),此时应考虑采用开关频率高的IGBT功率开关器件。

2. 功率驱动电路的选择

图1 H桥开关电路(Ⅰ) 图2 H桥开关电路(Ⅱ){{分页}}

小功率驱动电路可以采用如图1所示的H桥开关电路。UA和UB是互补的双极性或单极性驱动信号,TTL电平。开关晶体管的耐压应大于1.5倍Us以上。由于大功率PNP晶体管价格高,难实现,所以这个电路只在小功率电机驱动中使用。当四个功率开关全用NPN晶体管时,需要解决两个上桥臂晶体管(BG1和BG3)的基极电平偏移问题。图2中H桥开关电路利用两个晶体管实现了上桥臂晶体管的电平偏移。但电阻R上的损耗较大,所以也只能在小功率电机驱动中使用。

当驱动功率比较大时,一般桥臂电压也比较高,例如直接取工频电压,单相220V,或三相380V。为了安全和可靠,希望驱动回路(主回路)与控制回路绝缘。此时,主回路必须采用浮地前置驱动。图3所示的浮地前置驱动电路都是互相独立的,并由独立的电源供电。由于前置驱动电路中采用了光电耦合,使控制信号

分别与各自的前置驱动电路电气绝缘,于是使控制信号

对主回路浮地(或不共地)。

图3 大功率驱动电路

3. 具有光电耦合绝缘的前置驱动电路

对于大功率驱动系统,希望将主回路与控制回路之间实行电气隔离,此时常采用光电耦合电路来实现。有三种常用的光电耦合电路如图4所示,其中普通型的典型型号是4N25、117等,高速型的典型型号有985C,高电流传输比型也称达林顿型,典型型号有113等。

图4 典型光电耦合器电路{{分页}}

图中,普通型光耦的Ic/Id=0.1~0.3;高速型光耦采用光敏二极管;高电流传输比型光耦的Ic/Id=0.5;它们的上升延时时间和关断延时时间分别为tr,ts>4~5µs;tr,ts<1.5µs;tr,ts为10µs左右光电耦合器与后续电路结合就能构成前置驱动电路,如图5所示。这个前置驱动电路的上升延时tr——3.9µs,关断延时ts——1.6µs,可以在中等功率系统中使用。

#include //包含头文件,一般情况不需要改动,头文件包含特殊功能寄存器的定义

sbit KEY1 = P3^1; //定义调速按键 sbit PWM = P1^5; //定义调速端口

unsigned char CYCLE; //定义周期 该数字X基准定时时间 如果是10 则周期是10 x 0.1ms

unsigned char PWM_ON ;//定义高电平时间

/******************************************************************/ /* 延时函数 */ /******************************************************************/

void delay(unsigned int cnt) {

while(--cnt); }

/******************************************************************/ /* 主函数 */ /******************************************************************/ main() {

unsigned char PWM_Num;//定义档位

TMOD |=0x01;//定时器设置 1ms in 12M crystal TH0=(65536-1000)/256;

TL0=(65536-1000)%256;//定时1mS IE= 0x82; //打开中断 TR0=1;

CYCLE = 10;// 时间可以调整 这个是10步调整 周期10ms 8位PWM就是256步 while(1) { if(!KEY1) {

delay(10000); if(!KEY1) {

PWM_Num++;

if(PWM_Num==4)PWM_Num=0; switch(PWM_Num){

case 0:P0=0x06;PWM_ON=0;break;//高电平时长

case 1:P0=0x5B;PWM_ON=4;break; case 2:P0=0x4F;PWM_ON=6;break; case 3:P0=0x66;PWM_ON=8;break; default:break; } } } } }

/******************************************************************/ /* 定时器中断函数 */ /******************************************************************/ void tim(void) interrupt 1 using 1 {

static unsigned char count; // TH0=(65536-1000)/256;

TL0=(65536-1000)%256;//定时1mS

if (count==PWM_ON) {

PWM = 1; //灯灭 } count++;

if(count == CYCLE) { count=0;

if(PWM_ON!=0) //如果左右时间是0 保持原来状态 PWM = 0; //灯亮

} }

提问者评价

分数不能浪费了!只能给你了。

图5 前置驱动电路

为了对功率开关提供最佳前置驱动,现在已有很多专用的前置驱动模块。这种驱动模块对功率开关提供理想前置驱动信号,保证功率开关迅速导通,迅速关断,对功率开关的饱和深度进行最佳控制,对功率开关的过电流、过热进行检测和保护。例如,EX356、EX840等等。

4. 防直通导通延时电路

对H桥驱动电路上下桥臂功率晶体管加互补信号,由于带载情况下,晶体管的关断时间通常比开通时间长,这样,例如当下桥臂晶体管未及时关断,而上桥臂抢先开通时就出现所谓“桥臂直通”故障。桥臂直通时电流迅速变大,造成功率开关损坏。所以设置导通延时,是必不可少的。图6是导通延时电路及其波形。

图6 导通延时电路及波形

导通延时,有时也称死区时间,可通过RC时间常数来设置;对GTR可按0.2µs/A来设置;对MOSFET可按0.1~0.2µs设计,且与电流无关,IGBT可按2~5µs设计。举例说明,若为GTR,f=5kHz,双极性工作,调宽区域为

T/2=1/10=0.1ms。若I=100A,则Δt=0.2X100=20µs,则PWM调制分辨率最大可能性为

(T/2)Δt=0.1/0.02=5 (5)

这说明死区时间占据了调制周期的1/5,显然是不可行的。所以对于100A的电机系统,GTR的开关频率必须低于5kHz。例如,2kHz以下,此时分辨率达12.5左右。

驱动电路的设计还有很多问题,例如过压、过流、过热、泵升保护等等。 #include #define sen_port P1 sbit SEN1=P1^0; sbit SEN2=P1^1; sbit EN1=P2^2; sbit IN1=P2^3; sbit IN2=P2^4;

sbit EN2=P2^5; sbit IN3=P2^6; sbit IN4=P2^7; void delay(int n) // 延时子程序 {

unsigned char i,j,k; for(i=n;i>0;i--) for(j=100;j>0;j--) for(k=200;k>0;k--); }

unsigned char sensor_inp() {

unsigned char sensor; sensor = sen_port; sensor &= 0x03; P0 = sensor; return sensor;

}

void forward()

//two motos are runing forward { IN1=1; IN2=0; IN3=1; IN4=0; EN1=1; EN2=1; }

void backward()

//two motos are runing backward { IN1=0; IN2=1; IN3=0; IN4=1; EN1=1;

EN2=1; }

void turn_left()

//left moto is runing, but right moto is brake { IN1=1; IN2=0; IN3=0; IN4=0; EN1=1; EN2=1; }

void rotate_left()

//right moto is runing forward, and left moto is running backward { IN1=1; IN2=0; IN3=0; IN4=1;

EN1=1; EN2=1; }

void turn_right()

//right moto is runing, but left moto is brake { IN1=0; IN2=0; IN3=1; IN4=0; EN1=1; EN2=1; }

void rotate_right()

//left moto is running forward, and right moto is running backward { IN1=0; IN2=1; IN3=1;

IN4=0; EN1=1; EN2=1; }

void free() //two motos is free { IN1=0; IN2=0; IN3=0; IN4=0; EN1=0; EN2=0; }

void stop() //two motos stop { IN1=1; IN2=1;

IN3=1; IN4=1; EN1=1; EN2=1; }

void main(void) {

delay(10); P0=0x55; while(1) { // P0=P1; //

delay(100); forward(); //

delay(100); stop(); delay(100); backward(); delay(100); stop();

delay(100); turn_left(); delay(100); stop(); delay(100); turn_right(); delay(100); stop(); delay(100); rotate_left(); delay(100); stop();

delay(100); rotate_right(); delay(100); stop(); delay(100); stop(); delay(20); forward(); delay(20); backward(); delay(20); /* */ } }

1234567890ABCDEFGHIJKLMNabcdefghijklmn!@#$%^&&*()_+.一三五七九贰

肆陆扒拾,。青玉案元夕东风夜放花千树更吹落星如雨宝马雕车香满路凤箫声动玉壶光转一夜鱼龙舞蛾儿雪柳黄金缕笑语盈盈暗香去众里寻他千百度暮然回首那人却在灯火阑珊处

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