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三極管驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)知識(shí)
  • 發(fā)布時(shí)間:2021-03-18 14:44:34
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三極管驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)知識(shí)
三極管驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)
1.輸入與電平轉(zhuǎn)換部分:
輸入信號(hào)線由DATA引入,1腳是地線,其余是信號(hào)線。注意1腳對(duì)地連接了一個(gè)2K歐的電阻。當(dāng)驅(qū)動(dòng)板與單片機(jī)分別供電時(shí),這個(gè)電阻可以提供信號(hào)電流回流的通路。當(dāng)驅(qū)動(dòng)板與單片機(jī)共用一組電源時(shí),這個(gè)電阻可以防止大電流沿著連線流入單片機(jī)主板的地線造成干擾。或者說,相當(dāng)于把驅(qū)動(dòng)板的地線與單片機(jī)的地線隔開,實(shí)現(xiàn)“一點(diǎn)接地”。
高速運(yùn)放KF347(也可以用TL084)的作用是比較器,把輸入邏輯信號(hào)同來自指示燈和一個(gè)二極管的2.7V基準(zhǔn)電壓比較,轉(zhuǎn)換成接近功率電源電壓幅度的方波信號(hào)。KF347的輸入電壓范圍不能接近負(fù)電源電壓,否則會(huì)出錯(cuò)。因此在運(yùn)放輸入端增加了防止電壓范圍溢出的二極管。輸入端的兩個(gè)電阻一個(gè)用來限流,一個(gè)用來在輸入懸空時(shí)把輸入端拉到低電平。
不能用LM339或其他任何開路輸出的比較器代替運(yùn)放,因?yàn)殚_路輸出的高電平狀態(tài)輸出阻抗在1千歐以上,壓降較大,后面一級(jí)的三極管將無法截止。
2.柵極驅(qū)動(dòng)部分:
后面三極管和電阻,穩(wěn)壓管組成的電路進(jìn)一步放大信號(hào),驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極并利用場(chǎng)效應(yīng)管本身的柵極電容(大約1000pF)進(jìn)行延時(shí),防止H橋上下兩臂的場(chǎng)效應(yīng)管同時(shí)導(dǎo)通(“共態(tài)導(dǎo)通”)造成電源短路。
當(dāng)運(yùn)放輸出端為低電平(約為1V至2V,不能完全達(dá)到零)時(shí),下面的三極管截止,場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通。上面的三極管導(dǎo)通,場(chǎng)效應(yīng)管截止,輸出為高電平。當(dāng)運(yùn)放輸出端為高電平(約為VCC-(1V至2V),不能完全達(dá)到VCC)時(shí),下面的三極管導(dǎo)通,場(chǎng)效應(yīng)管截止。上面的三極管截止,場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通,輸出為低電平。
上面的分析是靜態(tài)的,下面討論開關(guān)轉(zhuǎn)換的動(dòng)態(tài)過程:三極管導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)小于2千歐,因此三極管由截止轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管柵極電容上的電荷可以迅速釋放,場(chǎng)效應(yīng)管迅速截止。但是三極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到截止時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管柵極通過2千歐電阻充電卻需要一定的時(shí)間。相應(yīng)的,場(chǎng)效應(yīng)管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到截止的速度要比由截止轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通的速度快。假如兩個(gè)三極管的開關(guān)動(dòng)作是同時(shí)發(fā)生的,這個(gè)電路可以讓上下兩臂的場(chǎng)效應(yīng)管先斷后通,消除共態(tài)導(dǎo)通現(xiàn)象。
實(shí)際上,運(yùn)放輸出電壓變化需要一定的時(shí)間,這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)放輸出電壓處于正負(fù)電源電壓之間的中間值。這時(shí)兩個(gè)三極管同時(shí)導(dǎo)通,場(chǎng)效應(yīng)管就同時(shí)截止了。所以實(shí)際的電路比這種理想情況還要安全一些。
場(chǎng)效應(yīng)管柵極的12V穩(wěn)壓二極管用于防止場(chǎng)效應(yīng)管柵極過壓擊穿。一般的場(chǎng)效應(yīng)管柵極的耐壓是18V或20V,直接加上24V電壓將會(huì)擊穿,因此這個(gè)穩(wěn)壓二極管不能用普通的二極管代替,但是可以用2千歐的電阻代替,同樣能得到12V的分壓。
3.場(chǎng)效應(yīng)管輸出部分:
大功率場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)部在源極和漏極之間反向并聯(lián)有二極管,接成H橋使用時(shí),相當(dāng)于輸出端已經(jīng)并聯(lián)了消除電壓尖峰用的四個(gè)二極管,因此這里就沒有外接二極管。輸出端并聯(lián)一個(gè)小電容(out1和out2之間)對(duì)降低電機(jī)產(chǎn)生的尖峰電壓有一定的好處,但是在使用PWM時(shí)有產(chǎn)生尖峰電流的副作用,因此容量不宜過大。在使用小功率電機(jī)時(shí)這個(gè)電容可以略去。如果加這個(gè)電容的話,一定要用高耐壓的,普通的瓷片電容可能會(huì)出現(xiàn)擊穿短路的故障。
輸出端并聯(lián)的由電阻和發(fā)光二極管,電容組成的電路指示電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向.
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