一种基于PWM的直流电机驱动电路设计
122 浏览量
2020-02-14
12:12:43
上传
评论 2
收藏 538KB PDF 举报
一种基于 PWM 的直流电机驱动电路设计
蒋送君
1
，赵明明
2
，王彪
3
南京航空航天大学自动化学院，南京（210016）
E-mail:
jsj18504@163.com
摘 要：本文介绍了一种基于 PWM (Pulse Width Modulation)信号、采用 H 型全桥对直流电
机进行调压调速的驱动电路。由 AT89C52 单片机产生的 PWM 信号，经光耦隔离、放大后，
送给集成驱动芯片 IR2111，然后驱动由功率 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect
Transistor)组成的 H 桥，控制直流电机的转速和转向。本文还采用简单模拟电路为驱动电路
设计了一种巧妙的过流保护方案。本文所设计的驱动电路已运用到实际的直流电机控制系统
中，实践证明该电路运行稳定，具有良好的实用价值。
关键词：脉冲宽度调制 H 桥驱动电路 过流保护
中图分类号：TM1
1．引言
随着全控型第二代电力半导体器件(GTR、GTO、MOSFET、IGBT 等)的发展，脉冲
宽度调制（PWM）技术与开关功率电路成为功率应用中的主流技术；长期以来，直流电
机以其良好的线性特性、优异的控制性能、成本低等特点成为大多数变速运动控制系统和
闭环位置伺服控制系统的最佳选择
[1]
。因此，基于 PWM 的直流电机调速技术在现代电气
传动系统中被广泛应用。
本文所设计的驱动电路应用于某精确达位电动转台的控制系统中。在该系统中，单片机
输出 PWM 信号，该信号经光耦隔离后，驱动由功率 MOSFET 组成的 H 桥，从而实现对直
流电机的调压调速；另一方面，角位传感器测量的实时角位信息反馈到单片机，采用仿人控
制算法调节电机转速，从而实现转台位置闭环伺服控制。
2．直流 PWM 调速基本原理
直流电机 PWM 调速的基本原理图如图 1。可控开关 S 以固定的周期重复地接通和断开，
当开关 S 接通时，直流供电电源 U 通过开关 S 施加到直流电机两端，电机在电源作用下转
动，同时电机电枢电感储存能量；当开关 S 断开时，供电电源停止向电动机提供能量，但此
时电枢电感所储存的能量将通过续流二极管 VD 使电机电枢电流继续维持，电枢电流仍然产
生电磁转矩使得电机继续旋转。开关 S 重复动作时，在电机电枢两端就形成了一系列的电压
脉冲波形，如图 2 所示
[1]
。
电枢电压平均值 的理论计算式为:
U
av
on
t
UU=αU
T
av
（1）
其中：α 为占空比，即导通时间与脉冲周期之比。
-1-
http://www.paper.edu.cn
评论0
最新资源