基于mcs-196單片機(jī)的小容量直流電動機(jī)速度控制系統(tǒng)設(shè)計22807-文庫吧
2025-06-03 16:17 本頁面
【正文】 部的A/D轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)換）直接送入單片機(jī)處理；轉(zhuǎn)速由光電碼盤測量，光電碼盤在工作時輸出脈沖信號經(jīng)過隔離、整形電路形成方波，然后直接送入單片機(jī)，由單片機(jī)內(nèi)部的定時/計數(shù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。單片機(jī)作為中央處理器，輸出PWM信號，該信號經(jīng)過光隔離、前置放大，驅(qū)動由功率MOSFET組成的H橋，從面實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)的調(diào)壓調(diào)速；通過程序所設(shè)定的算法，對反饋的電流和轉(zhuǎn)速處理后，調(diào)節(jié)PWM信號的占空比就能使 H橋輸出的直流電壓發(fā)生變化，以校正和補(bǔ)償電動機(jī)的電流，通過轉(zhuǎn)矩的變化校正速度的偏差，經(jīng)過實(shí)時的電流、轉(zhuǎn)速反饋，不斷調(diào)節(jié)其PWM波的占空比，最終使電機(jī)穩(wěn)定于某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，從而達(dá)到調(diào)壓調(diào)速的目地。4系統(tǒng)硬件電路及其功能 直流H橋PWM控制電路圖4 功率MOSFET組成的H橋電路本系統(tǒng)為小容量的直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，選擇N溝道IRF120型MOSFET作為開關(guān)器件，自帶續(xù)流二極管。H橋電路如圖4所示，電容C0主要起濾波作用，外加穩(wěn)定直流母線電壓，C0的選擇主要考慮直流母線電壓的大?。还β蔒OSFET是電壓控元件，具有輸入阻抗大、開關(guān)速度快、無二次擊穿現(xiàn)象等特點(diǎn)。此處，選擇用MOSTET IRF120 作為開關(guān)器件， 與功率開關(guān)并聯(lián)的二極管為快恢復(fù)二極管，作為續(xù)流二極管使用，當(dāng)QQ4的PWM信號變?yōu)榈碗娖胶?，功率管QQ4關(guān)斷而QQ3飽和導(dǎo)通。電樞兩端所加的電壓為U，此時，電樞電流方向不能立刻改變，必須通過二極管VDVD3續(xù)流，同理，當(dāng)QQ3的PWM信號變?yōu)榈碗娖胶螅姍C(jī)通過二極管VDVD4續(xù)流。H橋工作原理： 當(dāng)開關(guān)Q1與Q4閉合時，負(fù)載電流從電源由流向，此時負(fù)載端點(diǎn)相對于點(diǎn)就是正電位，電機(jī)兩端承受正向電壓。開關(guān)Q1與Q4由控制邏輯來同步工作，在開關(guān)Q1與Q4閉合期間，控制邏輯使另一對開關(guān)Q2與Q3處于斷開狀態(tài)。反之，當(dāng)開關(guān)Q2與Q3閉合時，開關(guān)Q1和Q4斷開，此時，負(fù)載電流從電源由流向，負(fù)載端點(diǎn)相對于是正電位，電機(jī)兩端承受反向電壓。通過調(diào)節(jié)PWM信號的占空比就可改變電樞兩端的平均電壓，從面控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)向。當(dāng)PWM信號占空比a50%時，電樞兩端電壓平均值為正，電機(jī)正向轉(zhuǎn)動；當(dāng)PWM信號占空比a50%時，電樞兩端電壓平均值為負(fù)，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動；當(dāng)PWM信號占空比a=50%時，電樞兩端電壓平均值為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，但是此時電樞兩端的瞬時值并不為0，而是幅值接近于直流電源電壓U的方波。由于直流電動機(jī)的電樞電感對PWM波中的高頻分量有濾波作用，電動機(jī)的電流、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速中的高頻分量都比較小，因此可以忽略PWM波中的高頻分量對電機(jī)特性的影響。H橋中的四個功率MOSFET采用兩片專用的IR2111集成電路驅(qū)動芯片完成驅(qū)動任務(wù)，IR2111內(nèi)部采用自舉技術(shù)，使得功率元件的驅(qū)動電路僅需一個輸人級直流電源；可實(shí)現(xiàn)對功率MOSFET的最優(yōu)驅(qū)動，還具有完善的保護(hù)功能，它的應(yīng)用可提高系統(tǒng)的集成度和可靠性，并可大大縮小線路板的尺寸。 IR2111芯片構(gòu)成的H橋驅(qū)動電路H橋的驅(qū)動電路，采用MOSFET和IGBT專用集成驅(qū)動芯片IR2111對IRF120進(jìn)行柵極驅(qū)動。IR2111內(nèi)置自舉工作單元，柵極驅(qū)動電壓范圍寬，單通道施密特邏輯輸入，輸入與TTL和CMOS電平兼容，高端輸出與輸入同相，低端輸出經(jīng)死區(qū)時間調(diào)整后與輸入反向，可同時驅(qū)動同一橋臂上的兩只功率MOSFET。IR2111的懸浮自舉技
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1