微电机控制电路

课题三 微电机控制电路

微电机控制电路使用1块CMOS集成电路、2只晶体管、2只电阻和1个双刀三掷开关，电路原理如图3-1所示。通过拨动转换开关K，它可以对直流电机实现正转、停止和反转的控制。该电路可以广泛用于电动玩具（如电码汽车）或日常用具（如电动窗帘）等，若配上遥控发射和接受电路，还可以实现对玩具和窗帘等的遥控。

一、工作原理

与非门G1A、G1B的输出端（分别为集成电路6脚和9脚）分别与两个晶体管的集电极相连接，作为电路的输出端接接至微型电机的两个输入端。与非门G1A的输入端（4脚）与G1B的输出相连，G1B的输入端（11脚）与G1A的输出相连。两个晶体管的基极也分别通过限流电阻加至对方与非门的输出端，从而构成一双稳态电路。与非门G1A、G1B的另一个输入端（5脚和10脚）与开关K的两定触点A、B相连，作为控制信号输入端。由图2.18中的开关K的连接方式可知，当拨动开关K时，A、B两端的逻辑电平分别为01、00、10三种状态，分别对应电机的正转、停止和反转。下面就按这3种状态分析电路的工作过程：

图3-1中开关K的位置使A点为低电平，B点为高电平。因此与非门G1A 输出高电平U O1=U OH≈V DD，这时与非门G1B的两个输入端均为高电平，所以其输出U O2=U OL≈0V。由于选用的CMOS与非门的驱动级是漏极开路的CMOS管，所以与非门具有较大灌电流而不能提供拉电流，故必须增加晶体管VT1、VT2来弥补G1A、G1B无拉电流的不足。因为这时U O1≈V DD通过R2加至晶体管VT2的基极使其截止，U O2≈0V，加至晶体管VT1的基极使其导通，VT1的导通电流经过导通的与非门G1B从左向右流过电机M，使电机产生正向转动。

当开关K往下拨一挡时，A、B两点的电位均为低电平，与非门G1A、G1B均截止而输出高电平，晶体管VT1、VT2的基极由于都加上高电平也截止，电机两端均为高电平，即加至电机两端的电压为0V，所以电机停止转动。

当开关再往下拨一挡时，A点为高电平，B点为低电平，电路的工作状态与正转状态刚好相反，所以电机反转。

二、元器件的选择与调试

CMOS与非门先用C40107，其内部包含两个独立的2输入与非门，输出级为漏极开路的NMOS管，允许有较大的灌电流，以满足驱动微型电机的需要。晶体管选用PNP管CD8550，微型电机的额定工作电压应为12V。注意，不能用低压玩具代之，否则CMOS集成块将会因过电流而烧毁。只要安装无误，元器件正常，无需调试即能正常工作。

三、微电机控制电路的安装调试

按照图3-2 微电机控制电路PCB图和图3-3 微电机控制电路安装图去安装调试。