基于sg3525的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2024-12-18 15:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 c) (d) 圖 驅(qū)動(dòng)電路狀態(tài) 上圖 2中，從圖 （ a） 到圖 （ d） 分別表示 H橋式驅(qū)動(dòng)電路的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)的切換，電機(jī)分別處于正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)和短路制動(dòng) 4個(gè)狀態(tài)。 從圖中可以看出，該電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路可以完成本例的兩個(gè)基本要求： 通過(guò)三極管的放大，保證了電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流； 通過(guò)橋式電路，對(duì)不同開(kāi)關(guān)的選擇，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的數(shù)字電平控制三極管的導(dǎo)通和截止，從而控制小電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 第二章 元器件 選用與 介紹 SG3525芯片 的選用與介紹 SG3525 功能簡(jiǎn)介 SG3525 是電流控制型 PWM 控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來(lái)調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過(guò)輸出電感線圈的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無(wú)論開(kāi)關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。 引腳功能及特點(diǎn)簡(jiǎn)介 SG3525 芯片內(nèi)部電路 原理圖如圖 圖 SG3525芯片內(nèi)部電路 原理 (引腳 1)：誤差放大器反向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號(hào)。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳 9）相連，可構(gòu)成跟隨器。 (引腳 2)：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號(hào)。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳 9）之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型的調(diào)節(jié)器。 (引腳 3)：振蕩器外接同步信號(hào)輸入端。該端接外部同步脈沖信號(hào)可實(shí)現(xiàn)與外電路同步。 (引腳 4)：振蕩器輸出端。 (引腳 5)：振蕩器定時(shí)電容接入端。 （引腳 6）：振蕩器定時(shí)電阻接入端。 (引腳 7)：振蕩器放電端。該端與引腳 5 之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。 (引腳 8)：?jiǎn)?dòng)電容接入端。該端通常接一只 5 的啟動(dòng)電容。 (引腳 9)： PWM 比較器補(bǔ)償信號(hào)輸入端。在該端與引腳 2 之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型調(diào)節(jié)器。 (引腳 10)：外部關(guān)斷信號(hào)輸入端。該端接高電平時(shí)控制器輸出被禁止。該端可與保護(hù)電路相連，以實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。 A（引腳 11）：輸出端 A。引腳 11和引腳 14是兩路互補(bǔ)輸出端。 (引腳 12)：信號(hào)地。 (引腳 13)：輸出級(jí)偏置電壓接入端。 B（引腳 14）：輸出端 B。引腳 14和引腳 11是兩路互補(bǔ)輸出端。 （引腳 15）：偏置電源接入端。 (引腳 16)：基準(zhǔn)電源輸出端。 該端可輸出一溫度穩(wěn)定性極好的基準(zhǔn)電壓。 特點(diǎn)如下： （ 1）工作電壓范圍寬： 8— 35V。 （ 2） （ 1 %） V 微調(diào)基準(zhǔn)電源。 （ 3）振蕩器工作頻率范圍寬： 100Hz— 400KHz. （ 4）具有振蕩器外部同步功能。 （ 5）死區(qū)時(shí)間可調(diào)。 （ 6）內(nèi)置啟動(dòng)電路。 （ 7）具有輸入欠電壓鎖定功能。 （ 8）具有 PWM 鎖存功能，禁止多脈沖。 （ 9）逐個(gè)脈沖關(guān)斷。 （ 10）雙路輸出（灌電流 /拉電流）： mA(峰值 )。 SG3525 的工作原理 SG3525 內(nèi)置了 精密基準(zhǔn)電源，微調(diào)至 %，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無(wú)須外接分壓電組。 SG3525 還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)同步，為設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。在 CT 引腳和 Discharge 引腳之間加入一個(gè)電阻就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)死區(qū)時(shí)間的調(diào)節(jié)功能。由于SG3525 內(nèi)部集成了啟動(dòng)電路，因此只需要一個(gè)外接定時(shí)電容。 SG3525 的啟動(dòng)接入端（引腳 8）上通常接一個(gè) 5 的啟動(dòng)電容。上電過(guò)程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與啟動(dòng)電容接入端相連的 PWM 比較器反向輸入端處于低電平， PWM 比較器輸 出高電平。此時(shí)， PWM 鎖存器的輸出也為高電平，該高電平通過(guò)兩個(gè)或非門加到輸出晶體管上，使之無(wú)法導(dǎo)通。只有啟動(dòng)電容充電至其上的電壓使引腳 8 處于高電平時(shí)， SG3525 才開(kāi)始工作。由于實(shí)際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。當(dāng)輸出電壓因輸入電壓的升高或負(fù)載的變化而升高時(shí)，誤差放大器的輸出將減小，這將導(dǎo)致 PWM 比較器輸出為正的時(shí)間變長(zhǎng)， PWM 鎖存器輸出高電平的時(shí)間也變長(zhǎng)，因此輸出晶體管的導(dǎo)通時(shí)間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)。反之亦 然。 外接關(guān)斷信號(hào)對(duì)輸出級(jí)和啟動(dòng)電路都起作用。當(dāng) Shutdown（引腳 10）上的信號(hào)為高電平時(shí)， PWM 鎖存器將立即動(dòng)作，禁止 SG3525 的輸出，同時(shí)，啟動(dòng)電容將開(kāi)始放電。如果該高電平持續(xù)，啟動(dòng)電容將充分放電，直到關(guān)斷信號(hào)結(jié)束，才重新進(jìn)入啟動(dòng)過(guò)程。注意， Shutdown 引腳不能懸空，應(yīng)通過(guò)接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號(hào)耦合而影響 SG3525 的正常工作。 欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級(jí)和啟動(dòng)電路。如果輸入電壓過(guò)低，在SG3525 的輸出被關(guān)斷同時(shí)，啟動(dòng)電容將開(kāi)始放電。 此外， SG3525 還具有以下功能，即 無(wú)論因?yàn)槭裁丛蛟斐?PWM 脈沖中止，輸出都將被中止，直到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到來(lái)， PWM 鎖存器才被復(fù)位。 KA3525 KA3525 和 SG3525 基本功能一樣 ,前者是韓國(guó)一公司產(chǎn) ,后著的鼻祖是美國(guó)硅通用公司 ,兩者性能基本相同。所以 本次設(shè)計(jì)過(guò)程中， 實(shí)物中采用 KA3525 代替SG3525，實(shí)際調(diào)試過(guò)程中也沒(méi)發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。 BTS7960/BTS7970芯片的選用與介紹 BTS7960 是 NovalithIC 家族三個(gè)獨(dú)立的芯片的一部分 :一是 p 型通道的高電位場(chǎng)效應(yīng)晶體管，二是一個(gè) n型通道的低電位場(chǎng)效應(yīng)晶體管， 結(jié)合一個(gè)驅(qū)動(dòng)晶片 ,形成一個(gè)完全整合的高電流半橋。所有三個(gè)芯片是安裝在一個(gè)共同的引線框 ,利用芯片對(duì)芯片和芯片芯片技術(shù)。電源開(kāi)關(guān)應(yīng)用垂直場(chǎng)效應(yīng)管技術(shù)來(lái)確保最佳的阻態(tài)。由于 p型通道的高電位開(kāi)關(guān)，需要一個(gè)電荷泵消除電磁干擾。通過(guò)驅(qū)動(dòng)集成技術(shù)，邏輯電平輸入、電流取樣診斷、轉(zhuǎn)換速率調(diào)整器，失效發(fā)生時(shí)間、防止欠電壓、過(guò)電流、短路結(jié)構(gòu)輕易地連接到一個(gè)微處理器上。 BTS7960 可結(jié)合其他的BTS7960 形成全橋和三相驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。 圖框如下：
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