Alapvető meghajtó áramkör
A meghajtó áramkört olyan alkalmazásokban használják, amelyek bizonyos típusú vezérlőket használnak, és sebességszabályozást igényelnek. A meghajtó áramkör célja, hogy a vezérlőt a BDC motor tekercsáramának megváltoztatására szolgáló eszközzel biztosítsa. Az ebben a részben tárgyalt meghajtó áramkör lehetővé teszi, hogy a vezérlő impulzusszélességet modulálja a BDC motor tápfeszültségét. Az energiafogyasztás szempontjából egy ilyen sebességszabályozó módszer sokkal hatékonyabb, mint egy hagyományos analóg vezérlő módszer a BDC motor sebességének megváltoztatásában. A hagyományos analóg vezérlés további varisztort igényel a motor tekercselésével, ami csökkenti a hatékonyságot. Sok módja van a BDC motor meghajtásának. Bizonyos alkalmazások csak akkor igénylik a motort, ha egy irányban működnek. A 6. és 7. ábrán a BDC motor egyik irányban történő meghajtására szolgáló áramkör látható. Az előbbi az alacsony szintű vezetőket használja, az utóbbi pedig csúcskategóriás illesztőprogramokat használ. Az alacsony vezetők használatának előnye, hogy nem kell FET illesztőprogramot használni. A FET-meghajtó célja:
1. Konvertálja a meghajtó MOSFET TTL jelét a tápfeszültség szintjére.
2. Adjon elegendő áramot a MOSFET vezetéséhez (1)
3. Biztosítson szinteltolódást félhíd alkalmazásokban.
1. megjegyzés: A legtöbb PIC chipper alkalmazásnál a második pont általában nem alkalmazható, mert a PIC mikrokontroller I / O csapja 20 mA áramot tud biztosítani.
Ne feledje, hogy minden áramkörben egy dióda van csatlakoztatva a motoron, hogy megakadályozza a BackElectromagnetic Flux (BEMF) feszültségének megrongálódását. A BEMF a motor forgása során keletkezik. Amikor a MOSFET ki van kapcsolva, a motor tekercsei még mindig be vannak kapcsolva, és fordított áram keletkezik. A D1-nek alkalmasnak kell lennie ahhoz, hogy ezt az áramot el tudja fogyasztani.
A 6. és 7. ábrán látható R1 és R2 ellenállások fontosak az egyes áramkörök működéséhez. Az R1-et arra használjuk, hogy megvédjük a mikrokontrollert az aktuális tüskéktől. R2-t használjuk annak biztosítására, hogy a Q1 ki legyen kapcsolva, amikor a bemeneti csap háromszor van megadva.
A BDC motor kétirányú vezérlése H-hídnak nevezett áramkört igényel. A H-híd nevét vázlatos megjelenésnek nevezik, amely lehetővé teszi, hogy a motor tekercsében lévő áram mindkét irányban mozogjon. Ennek megértéséhez a H-hidat két részre kell osztani, vagy két félhidakra. Amint a 8. ábrán látható, a Q1 és Q2 egy félhíd, és Q3 és Q4 egy másik fél híd. Minden félhíd vezérelheti a BDC motor egyik végének vezetését és kikapcsolását, hogy a potenciális tápfeszültség vagy a földpotenciál legyen. Például, ha a Q1 be van kapcsolva, és a Q2 ki van kapcsolva, a motor bal vége a tápfeszültség potenciáljába kerül. A Q4 bekapcsolása esetén a Q3 kikapcsolása megakadályozza a motor másik végét. A nyíllal jelölt IFWD mutatja az áram áramlását ebben a konfigurációban.
Ne feledje, hogy van egy dióda (D1-D4) minden egyes MOSFET-en. Ezek a diódák megvédik a MOSFET-et a BEMF által okozott aktuális tüskéktől, amikor a MOSFET ki van kapcsolva. Ezek a diódák csak akkor szükségesek, ha a MOSFET-en belüli dióda nem elegendő a BEMF-áram fogyasztásához. A kondenzátorok (C1-C4) opcionálisak. Ezek a kondenzátorok tipikusan nem több, mint 10 pF, és a kommutátor ív által generált RF sugárzás csökkentésére szolgálnak.
Az 1. táblázat a H-híd áramkör különböző hajtási módjait mutatja. Előre és hátra módban a híd egyik vége a talajpotenciálon van, a másik vége a VSUPPLY. A 8. ábrán az IFWD és az IRVS nyilak ábrázolják az előremenő és a visszafelé irányuló működési módok áramköreit. A parti üzemmódban a motortekercsek kapcsai felfüggesztve maradnak, és a motor addig marad, amíg meg nem áll. A fék üzemmód a BDC motor gyors leállítására szolgál. Fék üzemmódban a motor kapcsai földeltek. Amikor a motor forog, generátorként működik. A motor vezetékeinek rövidzárlata megegyezik a motor végtelen terhelésével, ami a motor gyors leállításához vezethet. Az IBRK nyíl ezt mutatja
A H-híd áramkör tervezésekor nagyon fontos szempontot kell figyelembe venni. Ha az áramkör bemenete kiszámíthatatlan (például a mikrokontroller indításakor), akkor minden MOSFET-et ki kell kapcsolni a kikapcsolt állapotra. Ez biztosítja, hogy a H-híd mindegyik félhídján lévő MOSFET-ek soha ne kapcsoljanak be egyszerre. Ha a MOSFET-et ugyanazon a fél hídon egyidejűleg bekapcsolja, rövidzárlatot okoz a tápegységben, ami végül károsítja a MOSFET-et és az áramkört működésképtelenné teszi. Ezzel minden egyes MOSFET illesztőprogram bemenetén lévő legördülő ellenállást végez.
