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TL494推挽式输出的电路设计

所属分类:凤凰彩票平台新闻 发布时间:2019-07-10 17:28 作者:凤凰彩票_凤凰彩票 文章来源:凤凰彩票平台

  电机具有优良的起动、制动和调速机能,已普及使用于工业、航天范畴等各个方面。跟着电力电子时间的繁荣,脉宽调制(PWM)调速时间已成为直流电机常用的调速手腕,具有调速精度高、反响速率疾、调速局限宽和功耗低等特性。而以H桥电途行为驱动器的驱动电途,可简单地杀青直流电机的四象限运转,网罗正转、正转制动、反转、反转制动,已普及使用于当代直流电机伺服编制中。

  直流电机转速掌握可分为励磁掌握法与电枢电压掌握法。励磁掌握法用得很少,大无数使用地方都应用电枢电压掌握法。跟着电力电子时间的进取,改良电枢电压可通过众种途径杀青,个中脉冲宽度调制(PWM)便是常用的改良电枢电压的一种调速手腕。其手腕是通过改良电机电枢电压接通功夫与通电周期的比值(即占空比)来安排直流电机的电枢电压U,从而掌握电机速率。

  PWM的焦点部件是电压-脉宽变换器,其效用是遵循掌握指令信号对脉冲宽度实行调制,以便用宽度随指令蜕变的脉冲信号去掌握大功率晶体管的导通功夫,杀青对电枢绕组两头电压的掌握。

  电压-脉宽变换器布局如图1所示,由三角波爆发器、加法器和比拟器构成。三角波爆发器用于发生必然频率的三角波UT,该三角波经加法器与输入的指令信号UT相加,发生信号UI+UT,然后送入比拟器。比拟器是一个处事正在开环形态下的运算放大器,具有极高的开环增益及限幅开合性子。两个输入端的信号差的单薄蜕变,会使比拟器输出对应的开合信号。日常情状下,比拟器负输入端接地,信号UI+UT从正端输入。当UI+UT》0时,比拟器输出满幅度的正电平;当UI+UT《0时,比拟器输出满幅度的负电平。

  电压-脉宽变换器对信号波形的调制经过如图2所示。因为比拟器的限幅性子,输出信号Us的幅度稳定,但脉冲宽度随UI的蜕变而蜕变,Us的频率由三角波的频率所决意。

  当指令信号UI=0时,输出信号Us为正负脉冲宽度相称的矩形脉冲。当UI》0时,Us的正脉广大于负脉宽。当UI《0时,Us的正脉宽小于负脉宽。当UI》UTPP/2时(UTPP是三角波的峰值),Us为一端正流信号;当UI《UTPP/2时,Us为一负直流信号。

  直流电机驱动掌握电途分为掌握信号电途、脉宽调制电途、驱动信号放大电途、H桥功率驱动电途等局限,掌握总流程如图3所示。

  由图3可能看出,开始由单片机发出电机逻辑掌握信号,苛重网罗电机运转倾向信号Dir,电机调速信号PWM及电机制动信号Brake,然后由TL494实行脉宽调制,其输出信号驱动H桥功率电途来驱动直流电机。个中H桥是由4个大功率加强型场效应管组成的,其效用是改良电机的转向,并对驱动信号实行放大。

  正在杀青电机PWM掌握的电途中,本编制选用TL494芯片,其内部电途由基准电压发生电途、振荡电途、间歇期安排电途、两个偏差放大器、脉宽调制比拟器以及输出电途等构成。共16个管脚,其效用布局如图4所示。

  TL494芯片普及使用于单正经激双管式、半桥式、全桥式开合电源。其片内资源有:

  TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电途,内置了线性锯齿波振荡器,振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容实行调治,其振荡频率如下:

  输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与其余两个掌握信号实行比拟来杀青。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平居才会被选通,即惟有正在锯齿波电压大于掌握信号功夫才会被选通。当掌握信号增大,输出脉冲的宽度将减小。

  掌握信号由集成电途外部输入,一块送至死区功夫比拟器,一块送往偏差放大器的输入端。死区功夫比拟用具有120mV的输入积蓄电压,它局限了最小输出死区功夫,约等于锯齿波周期的4%,当输出端接地,最大输出占空比为96%,而输出端接参考电平居,占空比为48%。当把死区功夫掌握输入端接上固定的电压(局限正在03.3V之间)即能正在输出脉冲上发生附加的死区功夫。

  该掌握编制的的确杀青电途如图5所示。编制功率驱动选用MOSFET,其输入阻抗很高,可直接由晶体三极管驱动。TL494的13脚用来掌握输出形式。正在该编制中,采用将该端输入为低电平,这时TL494内触发器Q1和Q2不起效用,两途输出沟通,其频率和振荡器频率沟通、最大占空比为98%。

  驱动信号正在经TL494的脉宽调制后,正在直流电机掌握中常用H桥电途行为驱动器的功率驱动电途。这种驱动电途可简单地杀青直流电机的四象限运转,分袂对应正转、正转制动、反转、反转制动。因为功率MOSFET是压控元件,具有输入阻抗大、开合速率疾、无二次击穿外象等特性,餍足高速开合手脚需求,是以常用功率MOSFET组成H桥电途的桥臂。H桥电途中的4个功率MOSFET分袂采用N沟道型和P沟道型,而P沟道功率MOS-FET日常不消于下桥臂驱动电机,上下桥臂分袂用2个P沟道功率MOSFET和2个N沟道功率MOSFET。其电途图如图6所示。

  图中VCC为电机电源电压,输出端并联一只小电容,用于低重感性元件电机发生的尖峰电压。4个二极管为续流二极管,可为线圈绕组供给续流回途。当电机寻常运转时,驱动电贯通过主开合管流过电机。当电机处于制动形态时,电机处事正在发电形态,转子电流务必通过续流二极管贯通,不然电机就会发烧,紧要时以至毁灭。Us来自TL494的输出,-Us可通过对Us反相取得。当Us》0时,VT1和VT4导通,Us《0时,VT2和VT3导通。

  根据掌握指令的不怜悯况,该功放电途及其所驱动的直流伺服电机可能有以下四种处事形态:

  1)当UI=0时,Us的正负脉宽相称,直流分量为零,VT1和VT4的导通功夫和VT2和VT3导通功夫相称,通过电枢绕组中的均匀电流为零,电动机不转。

  2)当UI》0时,Us的正脉广大于负脉宽,直流分量大于零,VT1和VT4的导通功夫大于VT2和VT3导通功夫,通过电枢绕组中的均匀电流大于零,电动机正转,且跟着UI推广,转速推广。

  3)当UI《0时,Us的直流分量小于零,VT1和VT4的导通功夫,通过电枢绕组中的均匀电流小于零,电动机反转,且反转转速跟着UI的减小而推广。

  本文所述的直流电机调速编制以TL494为焦点,组成H桥双极式PWM直流电机调速编制,较好地杀青了对直流电机的速率掌握,并具有精度高、反响速率疾、稳固性好等长处。从本质使用来看,TL494用于直流电机的PWM调速,不但具有优良的机能,并且经济牢靠,因此具有很大的适用代价。

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