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电机驱动器简介:H 桥拓扑和方向操控

  任何电子设备/机器中最常用的执行器将是螺线管,气动和液压体系周围的电机。从手机内部的简略振荡电机到CNC机床中的杂乱步进电机,这些直流机床随处可见。要运用微操控器或处理器操控电机,咱们需求一种称为电机驱动器或电机操控器的东西。依据电机类型和所需操控类型,电机驱动器的类型也会发生变化。在本文中,咱们将仅重视直流电机以及怎么运用具有最盛行的H桥拓扑的电机驱动器来操控直流电机。这种技能将协助咱们驱动小型或大型直流电机,并操控其方向。

  电机驱动器IC是一种集成电路芯片,用作自主机器人和嵌入式电路中的电机操控设备。电机驱动器无疑是使电机依照给定的指令或输入(高和低)移动的东西。它监听来自操控器/处理器的低电压,并操控需求高输入电压的实践电机。简而言之,电机驱动IC依据从操控器接纳的指令或指令来操控电机的方向。许多电机驱动器遵从不同的拓扑结构,在本文中,咱们将要点介绍电机驱动IC中运用的盛行H桥拓扑。

  跟着国际每天都在见证新技能,自主机器人便是其间之一。咱们在自主机器人中运用这些IC首要是为了操控它们。与电机不同,微处理器在低电平电压/电流下作业。微操控器的作业电压为5V或3.3V,但一个像样的直流电机需求5V或12V才干作业。

  在这种情况下,假如咱们想为电机供电,咱们需求高电压。但咱们知道微处理器输出很低,它无法从其I/ O引脚供给满足的功率来驱动电机。为了将这种电压/电流从微处理器供给给电机,咱们需求在电机和操控器之间装置该电机驱动IC

  电机驱动器接纳来自微处理器的信号,最终将转化后的信号传输到电机。它有两个电压引脚(VCC1和VCC2),其间一个用于翻开电机驱动器,另一个引脚用于经过该电机IC将电压施加到电机上。该电机IC将依据从微处理器接纳的输入波接连切换输出信号。

  小型IC发送它接纳到的信号,但它不会改动信号的值。例如,假如微处理器向驱动IC发送高电平输入(1),则驱动IC将传递相同的高电平(1),虽然它是一个输出引脚。H桥电路如下图所示。四个开关将构成H形,这四个开关用于使能/禁用电源。

  现在,在第一种情况下,当S1和S4开关封闭,S3和S2翻开时,电压将从S1开关传递到电机,然后传递到S4。因而,咱们有一个完好的电路,答应电流经过S1和S4从V流向M。这种状况在S1和S4开关条件下会短路。在这种情况下,电机将处于ON状况,而且电机的方向将顺时针旋转。

  进入下一步状况,当咱们经过供给电压输入来启用S3和S2时,S1和S4开关将封闭,电压从S3和S2传达。经过启用两个并联开关,这也是一个正衔接,但电机的旋转将沿逆时针方向旋转。

  要封闭电机,咱们能够封闭电压源,也能够翻开电机中的一切开关。请注意,您一次只能翻开两个并联衔接的交换机。而当咱们封闭S1和S3开关时,电机只会接纳到来自两边的正信号,没有方向发送接地信号。成果,电机将进入失速状况。电机旋转的方向将根据咱们给出的输入以及咱们在电路中翻开的开关。

  电机处理大电流。因为这种电流,IC被加热,咱们需求一个散热器来削减加热。

  咱们在该电路中运用4个电容器,以防止在一个方向上运用电机时电压动摇,以及当咱们采纳相反方向时忽然动摇。这能够作为方向搬运器而不会丢掉。