24V直流电机H桥驱动电路及单片机C程序
H桥直流电机驱动控制电路设计
强型场 效应管 构建 H桥 , 现 大功 率直 流 电机 驱 实
、c 乏 PW M ห้องสมุดไป่ตู้
图 1 电路 原 理 框 图
在 大功率 驱 动系统 中 , 驱 动 回路 与 控制 回 将 路 电气 隔离 , 少 驱 动 控制 电路对 外 部控 制 电路 减 的干扰 。隔离后 的控 制信 号经 电机 驱动 电路产 生 电机逻辑 控制 信号 , 分别 控 制 H 桥 的上下 臂 。驱 动 H 桥功率 驱 动电路来 驱动 直流 电机 。
率 M SE O F T构 成 H 桥 电路 的桥 臂 。H 桥 电路 中
的 4个 功率 MO F T分 别 采用 N沟 道 型 和 P沟 SE 道型 , P沟道 功率 MO F T一般 不 用 于下 桥 臂 而 SE
在驱 动控制 电路 中, H桥 由 4个 N沟 道 功率 MO F T组 成 。若 要控 制 各个 MO F T, MO — SE SE 各 S F T的 门极 电压必 须足够 高 于栅 极 电压 。通 常 要 E
使 MO F T完全可靠 导通 , 门极 电压一 般在 l SE 其 0
V以上 , V >1 即 0V。对 于 H桥下 桥 臂 , 接 施 直
加 1 OV以上 的 电压 即可使 其导 通 ; 而对 于上桥 臂 的 2个 MO F T, SE 要使 V s 0V, G >1 就必 须 满 足 V c
> +l 即驱动 电路 必 须 能提供 高 于 电源 电 V 0V, 压 的电压 , 就要求 驱 动电路 中增设升 压 电路 , 这 提 供高 于栅极 1 0V的 电压 。
路 , Q 导通 , 此 同时 电源 电压 (+1V) 自 使 : 在 2 经
较大功率直流电机驱动电路的设计方案
1 引言直流电机具有优良的调速特性,调速平滑、方便、调速围广,过载能力强,可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转,能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求,因此在工业控制领域,直流电机得到了广泛的应用。
许多半导体公司推出了直流电机专用驱动芯片,但这些芯片多数只适合小功率直流电机,对于大功率直流电机的驱动,其集成芯片价格昂贵。
基于此,本文详细分析和探讨了较大功率直流电机驱动电路设计中可能出现的各种问题,有针对性设计和实现了一款基于25D60-24A 的直流电机驱动电路。
该电路驱动功率大,抗干扰能力强,具有广泛的应用前景。
2 H 桥功率驱动电路的设计在直流电机中,可以采用GTR 集电极输出型和射极输出性驱动电路实现电机的驱动,但是它们都属于不可逆变速控制,其电流不能反向,无制动能力,也不能反向驱动,电机只能单方向旋转,因此这种驱动电路受到了很大的限制。
对于可逆变速控制, H 桥型互补对称式驱动电路使用最为广泛。
可逆驱动允许电流反向,可以实现直流电机的四象限运行,有效实现电机的正、反转控制。
而电机速度的控制主要有三种,调节电枢电压、减弱励磁磁通、改变电枢回路电阻。
三种方法各有优缺点,改变电枢回路电阻只能实现有级调速,减弱磁通虽然能实现平滑调速,但这种方法的调速围不大,一般都是配合变压调速使用。
因此在直流调速系统中,都是以变压调速为主,通过PWM(Pulse Width Mo dulation)信号占空比的调节改变电枢电压的大小,从而实现电机的平滑调速。
2.1 H 桥驱动原理要控制电机的正反转,需要给电机提供正反向电压,这就需要四路开关去控制电机两个输入端的电压。
当开关S1 和S4 闭合时,电流从电机左端流向电机的右端,电机沿一个方向旋转;当开关S2 和S3 闭合时,电流从电机右端流向电机左端,电机沿另一个方向旋转, H 桥驱动原理等效电路图如图1 所示。
图1 H 桥驱动原理电路图2.2 开关器件的选择及H 桥电路设计常用的电子开关器件有继电器,三极管, MOS 管, IGBT 等。
H桥式电路详解
L298:4.9*2=9.8W
如果以驱动一个4.5V、2A的直流电机为例:
电机得到的功率是:4.5*2=9W;
用D772、D882则需要供电5.5V,效率为:9/(5.5*2)=81%;
用2301、2302则需要供电4.88V,效率为:9/(4.88*2)=92%
用L298则需要供电9.4V,效率为:9/(9.4*2)=48%
2301的压降指标如下:
因为MOS管是以导通电阻来衡量的,需要换算一下,小车的控制电压是4.5V,按上面的导通电阻计算,2A的压降应该是:2*0.093=0.186V,
最大是:2*0.13=0.26V。
2302的压降指标如下:
同上换算一下,小车的控制电压是4.5V(电池电压),按上面的导通电阻计算,2A的压降应该是:2*0.045=0.09V,最大是:2*0.06=0.12V。
表中Vs为电机驱动的供电电压(L298分2路供电,一路是电机驱动的,就是H桥上的,一路是供给逻辑电路的),ViH是指逻辑控制输入
高电平。
此参数的含义是,电机驱动电压必须大于逻辑控制电平2.5V,如果你的逻辑部分使用5V供电,那电机的供电电压至少7.5V,否则将无法保证
正常工作。除非你将逻辑控制电平降低。
四、几种典型H桥驱动电路分析
分析之前,首先要确定H桥要关注那些性能:
A)效率——所谓驱动效率高,就是要将输入的能量尽量多的输出给负载,而驱动电路本身最好不消耗或少消耗能量,具体到H桥上,也就是4
个桥臂在导通时最好没有压降,越小越好。
H桥电路驱动原理(经典)
H桥电路驱动原理2009年04月08日 星期三 上午 08:43H桥电路驱动原理一、H桥驱动电路图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。
4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图4.12及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。
如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
图4.12 H桥驱动电路要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如,如图4.13所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经 Q4回到电源负极。
按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向 转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。
图4.13 H桥电路驱动电机顺时针转动图4.14所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。
当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。
图4.14 H桥驱动电机逆时针转动二、使能控制和方向逻辑驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。
如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。
此时,电 路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。
基于上述原因,在实际驱动电路中通常 要用硬件电路方便地控制三极管的开关。
图4.155 所示就是基于这种考虑的改进电路,它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。
4个与门同一个“使能”导通信号相接,这样,用这一个信号就能控制 整个电路的开关。
H桥电机驱动原理与应用
H桥电机驱动原理与应用H桥电机驱动是一种常见的电机驱动电路,可以用于控制直流电机或步进电机的转动方向和转速。
它由四个开关器件组成,分别为两个电流控制开关和两个反向控制开关。
通过对这四个开关的控制,可以实现电机的正转、反转、制动和自由转动等多种控制方式。
以下将详细介绍H桥电机驱动的原理和应用。
一、H桥电机驱动原理H桥电机驱动的原理就是通过对四个开关的控制,实现对电机的正转、反转、制动和自由转动等控制方式。
H桥电机驱动电路的电源可以是直流电源或交流电源,但直流电源更为常见。
下面以直流电机为例,介绍H桥电机驱动的原理。
1.正转:当S1和S4开关闭合,S2和S3开关断开时,电机的两个端子相互连接,电流可以通过电机,电机在电流的作用下产生转动。
此时电压极性满足正转条件,电机正常工作。
2.反转:当S1和S4开关断开,S2和S3开关闭合时,电机两个端子连接方式发生变化,电流仍然可以通过电机,但是电机的电压极性与正转时相反,电机反转。
3.制动:当S1和S2及S3和S4两组开关中有一个组合闭合,另一个组合断开时,电机的两个端子短路,形成制动电路,电机被迫停转,短路电流通过电机产生的反电动势产生制动力矩。
4.自由转动:当S1和S4开关断开,S2和S3开关闭合时,电机的两个端子断开,此时电机处于自由转动状态,可以自由地转动。
二、H桥电机驱动应用1.机器人控制:H桥电机驱动常用于机器人的关节控制,通过对H桥电机驱动的控制,可以实现机器人的灵活转动和运动控制。
2.汽车电动传动系统:现代汽车电动传动系统中,电动驱动电机是核心部件之一,H桥电机驱动技术被广泛应用于汽车电动驱动系统中,实现对电动车辆的动力控制。
3.工业自动化设备:工业自动化设备中经常需要对电机进行控制,H 桥电机驱动技术可以在工业自动化设备中实现对电机的精确控制,提高生产效率。
4.电子消费品:电子消费品中常用的电机驱动技术大多采用H桥电机驱动,如电动工具、智能家居设备等,通过对H桥电机驱动的控制,实现对电机的正反转和转速控制。
24V直流电机H桥驱动电路及单片机C程序
24V直流电机H桥驱动电路及单片机C程序24V直流电机H桥驱动电路及单片机C程序一、瓯理图特别说明:CCPO. CCP1 =00时,电机停止;为01时.电机上转.为10时.电机反转;11是绝对不允许的•均防止H桥共态导通,调试时需要特别注意!!!rrnwocP0ILIA 55 A»).-ALAD'• • •KFV'T AUNT2J1^-*/ hCTT-i fc »芽[4T(3ervHIJOV^AA(vM»a aw ?II'-11TM Iniii 、、, ‘,、‘.I ; I0>DJ J i iTXI E n XJ l-l re J H r-c©s -£ 8> <s s - 92v £-g £a s -TF z w 2rliL K pz F-K w F!:・」n”OL |^^Lzzz*——” A»MlPI*O严7宙|L| LED471III)[imPM iroPIN 471El呻l£DPI *5471nn A uojPI*6471JS3nK 'LED 4?lPI勺屮6IFDLED二、程序代码#include<STC12C52.h> 〃头文件川在www_ 卜载#in clude<i ntrins,h>#define uint unsigned int仲define uchar unsigned charsbit keyl = P2A3; 〃启动停止sbit key2 = P2A2; //正反转sbit key3 = P2八1; //UPsbit key4 = P2A0; //DOWNuchar run_flag; //O 停止;1 启动uchar direction_flag; //O 正转:1 反转uchar count; 〃力LI,减计数-- keyvoid status_initial(void); void PWM_initial(void); void delay_lus<uchar x);void delay_led(uchar x|;void kcy_scan(vo d|;void M」un(void);//========^^===========——================void main() 〃注:在程序出面,对两路PWM进行互锁,防止H桥电路共态导通!{ 〃调试时,也耍特别注意!statusJnitialO;PWMJnitialO;while(l){key^scand;M run();}}void statusjnitial(void)CCAPOH = OXFF;CCAPOL = OXFF;//i 空比为0%CCAP1H = OXFF;CCAPlL = OXFF;//ihi 空比为0%Vrun_flag = 0;direction_flag = 0;count = 0;//- ------------ 给龙一个初始值,设定电机开机的初始转速???或者按下启动, up启动加趣P1 = 0x00;〃灯火} void P\A/M」nitial(void|{CCON = 0X00;CMOD = 0X02;//空闪模式下PCA i|数器继续工作,使用系统时钟,禁止CCON的CF位中断CCAPM0 = 0X42; //0100 0010允许比绞器功能,允i午CCPO卿用作冰宽调节输出CCAPM1=OX42; // 同上,8 位PWM,无中断CCAPOH = OXFF; //PCA拢捉/比狡奇fr器-任八位和髙八位・…-频率f二SYSclk/256CCAP0L7XFF; 〃工作于PWM模式,用于揑制输出的占空比CCAP1H = OXFF; 〃当寄存戮CL的值小J [EPCnL, CCAPnLjIbh输出为低:当寄存器CL 的值等丁或大丁【EPCnL, CCAPnL]时,输出为商:CCAP1L = OXFF; 〃肖CL的值冇FF变为00溢出时,[EPCnH, CCAPnH]的内容装载到[EPCnL, CCAPnL] l P〃当EPCnL = 0及CCAPnL - 00H时,固定输出高U^\ EPCnL = 1 Ji CCAPnL = FFH 时.固宦输出低CL = O, 〃PCA的16位订数器••低八位*11髙八位CH = O;CR = 1; 〃启动PCAt时器) void delay_lus(uchar x) {cchar ij; for(i=O;i<x;i+*) for(i=O;j<12O;j+4-);}void delayJed(uchar x) {cchar ij;j = x;v/hile(j-)for(i=0;i<100;i++) 〃l甘间冉调整_nop_();}void key_scan(void){uchar temp;P2 = Oxff;temp = P2; temp = temp|OxOf;if(temp==OxOf)/m测是否冇按键按下启动停止keyl //if(keyl==O)delay_lus(10);if(keyl==O){ if(run_flag==l)run _fag = 0; //stopelserun_f ag = 1; //start}}//============================正转反转key2 if(key2==0){delay_lus(10);if(key2==0){if(directior_flag==l) direction_flag = 0; //jl;elsedirection_flag = 1; //反//===========二up key 3 if(key3==0){delay_lus(10);if(key2==0){if(count==0)count = 0;elsecount—;}}//============================dow n key4 if(key4==0) {delay_lus(10);if(key2==0){if(count==255)count = 255;elsecount++;//void M_run(void){uchar Ltemp;if(run_flag==O) //stop{//========================不转CCAPOH = OXFF;CCAPOL = OX阡;〃占空比为0%CCAP1H =OXFF;CCAP1L = OXFF;〃片空比为0% //============================== led_display 不转.灯不亮temp = 0x00;Pl = temp;)if(run_flag==l) //run{temp = Oxff;CY = O;if(direction_flag==0) 〃iF转CCAPOH = OX FF;CCAPOL = OXFF;//占空比为0%CCAP1H = count;CCAP1L = count;//============================== led_display for(i=0;i<8;if+){Pl = temp;temp = temp«l;delay」ed(co unt);}}if (d i rection_f lag==1) 〃反转{CCAP1H = OXFF;CCAPlL = OXFF;//i F f空比为0%CCAPOH = count;CCAPOL = count;//============================== led_displayfor(i=0;i<8;i4-4-){Pl = temp; temp = temp»l; delayjed(count);24V转12V开关电源电路图崔24V柴汕年上装用12V电器(如竝、收放机、电丿沪;)时,多采用12V三端亜压器'但山丁•稳斥痔卜用降达12V・功耗很大,温度很高,极易损坏.afjKHI \种开即虫源变丿h卅・对将24V降为12V电Y絨图所示"此电粘由555担任脉冲mL 555的⑤廊接仃輕压直以农得+6V乩准电爪,②皿从R7、R8组成的取样电路中获得取样电爪。
mos管h桥电机驱动电路图
mos管h桥电机驱动电路图 H桥是⼀个典型的直流电机控制电路,因为它的电路形状酷似字母H,故得名与“H桥”。
4个三极管组成H的4条垂直腿,⽽电机就是H中的横杠(注意:图中只是简略⽰意图,⽽不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。
H桥驱动原理 1)电机驱动 电路⾸先,单⽚机能够输出直流信号,但是它的驱动才能也是有限的,所以单⽚机普通做驱动信号,驱动⼤的功率管如Mos管,来产⽣⼤电流从⽽驱动电机,且占空⽐⼤⼩能够经过驱动芯⽚控制加在电机上的均匀电压到达转速调理的⽬的。
电机驱动主要采⽤N沟道MOSFET构建H 桥驱动电路,H 桥是⼀个典型的直流电机控制电路,由于它的电路外形酷似字母 H,故得名⽈“H 桥”。
4个开关组成H的4条垂直腿,⽽电机就是H中的横杠。
要使电机运转,必需使对⾓线上的⼀对开关导通,经过不同的电流⽅向来控制电机正反转,其连通电路如图所⽰。
2)H桥驱动原理 实践驱动电路中通常要⽤硬件电路便当地控制开关,电机驱动板主要采⽤两种驱动芯⽚,⼀种是全桥驱动HIP4082,⼀种是半桥驱动IR2104,半桥电路是两个MOS管组成的振荡,全桥电路是四个MOS管组成的振荡。
其中,IR2104型半桥驱动芯⽚能够驱动⾼端和低端两个N沟道MOSFET,能提供较⼤的栅极驱动电流,并具有硬件死区、硬件防同臂导通等功⽤。
运⽤两⽚IR2104型半桥驱动芯⽚能够组成完好的直流电机H桥式驱动电路,⽽且IR2104价钱低廉,功⽤完善,输出功率相对HIP4082较低,此计划采⽤较多。
另外,由于驱动电路可能会产⽣较⼤的回灌电流,为避免对单⽚机产⽣影响,最好⽤隔离芯⽚隔离,隔离芯⽚选取有很多⽅式,如2801等,这些芯⽚常做控制总线驱动器,作⽤是进步驱动才能,满⾜⼀定条件后,输出与输⼊相同,可停⽌数据单向传输,即单⽚机信号能够到驱动芯⽚,反过来不⾏。
mos管h桥电机驱动电路图 mos管H桥电路 图1中所⽰为⼀个典型的直流电机控制电路。
步进电机H桥功率驱动电路设计
步进电机H桥功率驱动电路设计步进电机是一种特殊的直流电机,可以通过一定的控制方式实现精准的角度控制。
步进电机的驱动电路通常采用H桥功率驱动电路,其中H桥电路是通过四个开关元件(通常是MOSFET管或者IGBT管)和两个电源组成的,能够实现电机的正、反向旋转。
H桥电路由四个开关元件组成,其中开关S1和S4连接在一起,共同控制电机的一个端口,开关S2和S3连接在一起,共同控制电机的另一个端口。
H桥电路有四种状态:S1和S4为导通状态,S2和S3为截止状态;S2和S3为导通状态,S1和S4为截止状态;S1和S3为导通状态,S2和S4为截止状态;S2和S4为导通状态,S1和S3为截止状态。
步进电机的驱动原理是通过控制H桥电路的四种状态,使得电机在施加电源电压的不同方向上旋转。
控制步进电机的一个重要参数是步距角,即电机每转一圈所走过的角度。
根据步距角的大小,步进电机可以分为全角步进电机和半角步进电机。
全角步进电机的步距角为360度/步数,控制方式可以是单相驱动方式或者双相驱动方式。
单相驱动方式只需要两个驱动电路,一个控制电机的一个端口,另一个端口通过调整S1和S4的导通时间来实现,通过调整导通的时间长短,可以控制电机的速度。
双相驱动方式需要四个驱动电路,分别控制电机的两个端口,通过交替切换四种状态来实现控制。
半角步进电机的步距角为360度/(2×步数)。
控制半角步进电机通常采用四相驱动方式,需要八个驱动电路,通过交替切换八种状态来实现控制。
四相驱动方式的原理是将步进电机的一个端口分成四段,通过施加电源电压的不同顺序,使得电机在不同的相邻段上产生磁场,并完成旋转。
步进电机的驱动电路设计需要考虑以下几个问题:1.驱动电路的工作电压范围,要能适应电机的额定电压以及工作电压波动范围。
2.驱动电路的开关元件的选型,要能够满足电流和功率的要求,并具有足够的开关速度。
3.驱动电路的保护措施,要考虑过流、过热等异常情况的保护。
H桥驱动电路原理
H桥驱动电路图1中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。
4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图4.12及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。
如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
图1 H桥驱动电路要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如,如图2所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。
按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。
图2 H桥电路驱动电机顺时针转动图3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。
当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。
图3 H桥驱动电机逆时针转动二、使能控制和方向逻辑驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。
如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。
此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。
基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。
图4 所示就是基于这种考虑的改进电路,它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。
4个与门同一个“使能”导通信号相接,这样,用这一个信号就能控制整个电路的开关。
而2个非门通过提供一种方向输人,可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。
(与本节前面的示意图一样,图4所示也不是一个完整的电路图,特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。
常用驱动电路设计及应用
常用驱动电路设计及应用
常用的驱动电路设计及应用:
1. H桥驱动电路: H桥驱动电路用于控制直流电机的转向和速度。
它由四个开关管组成,可以实现正反转和调速功能。
H桥驱动电路广泛应用于机器人、电动车、电动窗帘等设备。
2. 激光二极管驱动电路: 激光二极管驱动电路是用于控制激光二极管的工作状态。
激光二极管需要稳定的电流和电压来工作,所以激光二极管驱动电路通常包含稳流源电路和稳压源电路。
激光二极管驱动电路广泛应用于激光打印机、激光测距仪、激光指示器等设备。
3. 高频放大器驱动电路: 高频放大器驱动电路用于将低频信号放大为高频信号,常用于无线通信、雷达系统、音频放大器等设备。
高频放大器驱动电路通常包含功率放大器和调谐网络,可以实现信号的放大、滤波和匹配。
4. 步进电机驱动电路: 步进电机驱动电路用于控制步进电机的转动角度和速度。
步进电机驱动电路通常包含双向旋转开关、计数器和时钟电路,可以实现精确的旋转控制。
步进电机驱动电路广泛应用于打印机、数码相机、数控机床等设备。
5. 发光二极管驱动电路: 发光二极管驱动电路用于控制发光二极管的亮度和颜色。
发光二极管驱动电路通常包含电流源电路和PWM调制电路,可以实现对
发光二极管的亮度和颜色进行调节。
发光二极管驱动电路广泛应用于LED显示屏、照明灯具、汽车灯具等设备。
这些驱动电路设计及应用在实际电子设备中起到了重要的作用,不仅可以控制电机、激光器等器件的工作,还可以实现对信号的增益、滤波和调节,从而满足各种应用需求。
推荐-H桥驱动直流电机调速系统电路的设计 精品
题目:基于H桥控制的直流电机调速系统电路的设计(英文):Based on the H-bridge driver circuit of DC motor speed control system design()原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的(),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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涉密按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日教研室(或答辩小组)及教学系意见基于H桥控制的直流电机调速系统电路的设计摘要本文介绍了基于H桥驱动的直流电机调速系统,系统采用芯片LN298搭建H桥驱动电路,PWM调速信号由单片机AT89AC52提供,电机的驱动运转控制由单片机控制H桥,H桥再驱动直流电机。
H桥电路原理图
标签:分类:MCS-51单片机h桥电路原理上图中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。
4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。
H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如,如下图所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经 Q4回到电源负极。
按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。
上图所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。
当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。
典型的H桥驱动电路如下:PWM1为1,PWM2为1时,Q1和Q2导通,节点1和2都是低电平,Q15和Q16导通,电机不工作PWM1为0,PWM2为0时,Q1和Q2不导通,节点1和2都是高电平,Q13和Q14导通,电机不工作PWM1为1,PWM2为0时,Q1导通而Q2不导通,节点1是低电平而2是高电平,Q14和Q15导通,电机逆时针旋转PWM1为0,PWM2为1时,Q1不导通而Q2导通,节点1是高电平而2是低电平,Q13和Q16导通,电机顺时针旋转C语言代码:功能:能是电机正转,逆转,停止。
#include<>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit Key_UP=P3^2; //正转按键sbit Key_DOWN=P3^3; //反转按键sbit Key_STOP=P3^4; //停止按键sbit ZZ=P1^0; //控制端,用单片机的口sbit FZ=P1^1; //控制端,用单片机的口sbit FMQ=P3^6;uchar KeyV;uchar TempKeyV;void delaynms(uint aa){uchar bb;while(aa--){for(bb=0;bb<115;bb++) //1ms基准延时程序{;}}}void delay500us(void){int j;for(j=0;j<57;j++){;}}void beep(void){uchar t;for(t=0;t<100;t++){delay500us();FMQ=!FMQ; //产生脉冲}FMQ=1; //关闭蜂鸣器delaynms(300);}void main(void){ZZ=1;FZ=1; //使直流电机停止运转while(1){if(!Key_UP)KeyV=1;if(!Key_DOWN)KeyV=2;if(!Key_STOP)KeyV=3;if(KeyV!=0){delaynms(10);if(!Key_UP)TempKeyV=1;if(!Key_DOWN)TempKeyV=2;if(!Key_STOP)TempKeyV=3;if(KeyV==TempKeyV){if(KeyV==1){beep();ZZ=1;FZ=0;if(KeyV==2) {beep();ZZ=0;FZ=1;}if(KeyV==3) {beep();ZZ=1;FZ=1;}}}KeyV=0; TempKeyV=0; }}。
较大功率直流电机驱动电路的设计方案
1 引言直流电机具有优良的调速特性,调速平滑、方便、调速范围广,过载能力强,可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转,能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求,因此在工业领域,直流电机得到了广泛的应用。
许多公司推出了直流电机专用驱动芯片,但这些芯片多数只适合小功率直流电机,对于大功率直流电机的驱动,其集成芯片价格昂贵。
基于此,本文详细分析和探讨了较大功率直流电机驱动电路设计中可能出现的各种问题,有针对性设计和实现了一款基于25D60-24A 的直流电机驱动电路。
该电路驱动功率大,抗干扰能力强,具有广泛的应用前景。
2 H 桥功率驱动电路的设计在直流电机中,可以采用GTR 集电极输出型和射极输出性驱动电路实现电机的驱动,但是它们都属于不可逆变速,其电流不能反向,无制动能力,也不能反向驱动,电机只能单方向旋转,因此这种驱动电路受到了很大的限制。
对于可逆变速, H 桥型互补对称式驱动电路使用最为广泛。
可逆驱动允许电流反向,可以实现直流电机的四象限运行,有效实现电机的正、反转。
而电机速度的主要有三种,调节电枢、减弱励磁磁通、改变电枢回路电阻。
三种方法各有优缺点,改变电枢回路电阻只能实现有级调速,减弱磁通虽然能实现平滑调速,但这种方法的调速范围不大,一般都是配合变压调速使用。
因此在直流调速系统中,都是以变压调速为主,通过PWM(Pulse Widthdulation)信号占空比的调节改变电枢的大小,从而实现电机的平滑调速。
H 桥驱动原理要电机的正反转,需要给电机提供正反向,这就需要四路开关去控制电机两个输入端的。
当开关S1 和S4 闭合时,电流从电机左端流向电机的右端,电机沿一个方向旋转;当开关S2 和S3 闭合时,电流从电机右端流向电机左端,电机沿另一个方向旋转, H 桥驱动原理等效电路图如图1 所示。
图1 H 桥驱动原理电路图开关器件的选择及H 桥电路设计常用的电子开关器件有继电器,三极管, MOS 管, IGBT 等。
(H桥)驱动电路
一、H桥驱动电路图4.12中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。
4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图4.12及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。
如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
图4.12 H桥驱动电路要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如,如图4.13所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经 Q4回到电源负极。
按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。
图4.13 H桥电路驱动电机顺时针转动图4.14所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。
当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。
图4.14 H桥驱动电机逆时针转动二、使能控制和方向逻辑驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。
如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。
此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。
基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。
图4.155 所示就是基于这种考虑的改进电路,它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。
4个与门同一个“使能”导通信号相接,这样,用这一个信号就能控制整个电路的开关。
而2个非门通过提供一种方向输人,可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。
单片机驱动直流电机正反转程序
(1)主程序main.c#include<reg51.h>#include"ds1302.h"sbit Xianwei1=P1^0;sbit Xianwei2=P1^1;sbitMotor_A=P1^2;sbitMotor_B=P1^3;sbitMotor_EN=P1^4;unsigned char Num=0;unsigned intdisp[8]={0x3f,0x3f,0x3f,0x3f,0x3f,0x3f,0x3f,0x3f};/*//---存储顺序是秒分时日月周年,存储格式是用BCD码---//uchar TIME[7] = {0, 0, 0x12, 0x01, 0x01, 0x02, 0x13};*/void main(){uchar state=0;Motor_A=1;Motor_B=1;Motor_EN=0;Ds1302Init();while(1){Ds1302ReadTime();if((TIME[2]==0x06)&&(TIME[1])==0) //06:00{state++;if(state>2)state=1;}if(state==1){while(Xianwei1!=0){Motor_A=1; //正转Motor_B=0;Motor_EN=1;}}if(state==2){while(Xianwei2!=0){Motor_A=0; //反转Motor_B=1;Motor_EN=1;}}}}(2)ds1302.h#ifndef __DS1302_H_#define __DS1302_H_//---包含头文件---//#include<reg51.h>#include<intrins.h>//---重定义关键词---//#ifndefuchar#define uchar unsigned char#endif#ifndefuint#define uint unsigned int#endif//---定义ds1302使用的IO口---//sbit DSIO=P3^4;sbit RST=P3^5;sbit SCLK=P3^6;//---定义全局函数---//void Ds1302Write(ucharaddr, uchardat); uchar Ds1302Read(ucharaddr);void Ds1302Init();void Ds1302ReadTime();//---加入全局变量--//extern uchar TIME[7]; //加入全局变量(3)ds1302.c#include"ds1302.h"//---DS1302写入和读取时分秒的地址命令---////---秒分时日月周年最低位读写位;-------//uchar code READ_RTC_ADDR[7] = {0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d}; uchar code WRITE_RTC_ADDR[7] = {0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};//---DS1302时钟初始化2013年1月1日星期二12点00分00秒。
直流电机H桥驱动原理和驱动电路选择L9110 L298N LMD18200
直流电机H桥驱动原理和驱动电路选择L9110 L298N LMD182002011-09-15 8:44在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑一下几点:1.功能:电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可,当电机需要双向转动时,可以使用由4 个功率元件组成的H 桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。
如果不需要调速,只要使用继电器即可;但如果需要调速,可以使用三极管,场效应管等开关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速。
2.性能:对于PWM 调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。
1)输出电流和电压范围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。
2)效率,高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。
要提高电路的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H 桥或推挽电路可能出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。
3)对控制输入端的影响。
功率电路对其输入端应有良好的信号隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或光电耦合器实现隔离。
4)对电源的影响。
共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。
5)可靠性。
电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制信号,何种无源负载,电路都是安全的。
H桥驱动电路: H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机,因其外形酷似字母'H',所以称作H桥驱动电路。
要使电机M运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。
电机顺时针转动。
当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,驱动电机逆时针方向转动。
完整的晶体管H桥驱动电路,PWM1,PWM2,为电机方向控制输入端,PWM1=1,PWM2=0时正转,PWM=0,PWM2=1时电机反转。
直流电机H桥驱动原理和驱动电路选择L9110 L298N LMD18200
在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑一下几点:1.功能:电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可,当电机需要双向转动时,可以使用由4 个功率元件组成的H 桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。
如果不需要调速,只要使用继电器即可;但如果需要调速,可以使用三极管,场效应管等开关元件实现PWM (脉冲宽度调制)调速。
2.性能:对于PWM 调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。
1)输出电流和电压范围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。
2)效率,高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。
要提高电路的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H 桥或推挽电路可能出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。
3)对控制输入端的影响。
功率电路对其输入端应有良好的信号隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或光电耦合器实现隔离。
4)对电源的影响。
共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。
5)可靠性。
电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制信号,何种无源负载,电路都是安全的。
H桥驱动电路:H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机,因其外形酷似字母'H',所以称作H桥驱动电路。
要使电机M运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。
电机顺时针转动。
当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,驱动电机逆时针方向转动。
完整的晶体管H桥驱动电路,PWM1,PWM2,为电机方向控制输入端,PWM1=1,PWM2=0时正转,PWM=0,PWM2=1时电机反转。
PWM1,PWM2同时也是电机调速的脉宽输入端。
晶体管是最为廉价的控制方法,但在晶体管上有明显的压降,会产生功率的损耗,效率不高,适宜应用在低电压,小功率的场合。
H桥电路原理图
H桥电路原理及直流电机驱动编程分类:MCS-51单片机标签:h桥电路原理上图中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H.4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。
H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如,如下图所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经 Q4回到电源负极。
按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动.当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。
上图所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。
当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向).典型的H桥驱动电路如下:PWM1为1,PWM2为1时,Q1和Q2导通,节点1和2都是低电平,Q15和Q16导通,电机不工作PWM1为0,PWM2为0时,Q1和Q2不导通,节点1和2都是高电平,Q13和Q14导通,电机不工作PWM1为1,PWM2为0时,Q1导通而Q2不导通,节点1是低电平而2是高电平,Q14和Q15导通,电机逆时针旋转PWM1为0,PWM2为1时,Q1不导通而Q2导通,节点1是高电平而2是低电平,Q13和Q16导通,电机顺时针旋转C语言代码:功能:能是电机正转,逆转,停止。
#include<AT89X52。
h〉#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit Key_UP=P3^2; //正转按键sbit Key_DOWN=P3^3; //反转按键sbit Key_STOP=P3^4; //停止按键sbit ZZ=P1^0; //控制端,用单片机的P1.0口sbit FZ=P1^1; //控制端,用单片机的P1。
H桥驱动电路原理图及使能控制和方向逻辑
H桥驱动电路原理图及使能控制和方向逻辑一、H桥驱动电路图1中所示为一个典型的直流电机控制电路。
电路得名于“H 桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。
4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图1及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。
如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。
要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。
根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
图1 H桥驱动电路要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。
例如,如图2所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。
按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。
当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。
图2 H桥电路驱动电机顺时针转动图3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。
当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。
图3 H桥驱动电机逆时针转动二、使能控制和方向逻辑驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。
如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。
此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。
基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。
改进电路在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。
4个与门同一个“使能”导通信号相接,这样,用这一个信号就能控制整个电路的开关。
而2个非门通过提供一种方向输人,可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。