《控制电路》PPT课件

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1、测控电路第七章　控制电路主讲：许德章博士、教授第一节　逻辑控制电路7.1.1功率开关驱动电路按功率器件类型分：晶体管驱动电路场效应管驱动电路晶闸管驱动电路按负载类型：电阻性负载驱动电路电感性负载驱动电路按负载电源类型分：直流电源负载驱动电路交流电源负载驱动电路驱动对象功率开关驱动电路继电器与电磁阀驱动电路步进电动机驱动电路第一节　逻辑控制电路一、晶体管驱动电路负载所需的电流不太大，一般适用5Ａ以内小功率直流电阻或电感性负载驱动。第一节　逻辑控制电路设计要点:合理确定Ui、R与V的电流放大系数值之间的数值关系，充分满足：IbIL/，可确保V导通

2、时工作于饱和区，以降低V的导通电阻及减小功耗。第一节　逻辑控制电路二、场效应管驱动电路用于功率驱动电路的场效应晶体管称为功率场效应晶体管。功率场效应晶体管是电压控制器件，具有很高的输入阻抗，所需的驱动功率很小，对驱动电路要求较低。功率场效应晶体管具有较高的开启阈值电压，有较高的噪声容限和抗干扰能力，适用于10Ａ以内小功率直流电阻或电感性负载驱动。场效应晶体管大多数为绝缘栅型场效应管，亦称MOS场效应管。功率场效应晶体管在制造中多采用V沟槽工艺，简称为VMOS场效应管。其改进型则称为TMOS场效应管图8-2　场效应晶体管功率驱动电路a)VMOS场效应

3、管电极b)场效应管驱动电路b)a)漏极D栅极GVDS源极S第一节　逻辑控制电路第一节　逻辑控制电路三、晶闸管驱动电路交流负载的功率驱动电路，通常采用晶闸管来构成。晶闸管有单向晶闸管和双向晶闸管两种类型。导通条件：主电极阳极A与阴极K之间的电流小于其维持电流IH，晶闸管即进入关断状态。关断条件：在阳极A与阴极K之间加正向电压，同时在门极G与阴极K之间加正向电压（触发），这样阳极A与阴极K之间即进入导通状态。晶闸管一旦导通，只要阳极A与阴极K之间的电流不小于其维持电流IH，门极G与阴极K之间是否还存在正向电压，对已经导通的晶闸管完全没有影响。与单向晶闸

4、管相比较，双向晶闸管主要区别是：①在触发之后是双向导通的；②触发电压不分极性，只要绝对值达到触发门限值即可使双向晶闸管导通。第一节　逻辑控制电路7.1.2继电器与电磁阀驱动电路1、继电器驱动电路继电器广泛用于生产控制和电力系统中，具有接触电阻小、流通电流大和耐压高等优点，至今仍无法用无触点器件取代对继电器或接触器的驱动，实际上是对其励磁线圈电流通断的控制。继电器励磁线圈所需的励磁电源有直流与交流两种。实用中应注意:如果驱动的是感性负载，必须设置合理的关断泄流回路，一方面可保护开关器件，另外也可起到消除对外电磁干扰的作用。图8-5　交流继电器的控制第

5、一节　逻辑控制电路第一节　逻辑控制电路7.1.3步进电机驱动电路步进电动机简称步进电机，可在开环条件下十分方便地将数字系统的脉冲数转变成与其相对应的角位移或线位移，因而是控制系统中常用的自动化执行元件。电源控制信号用来在必要时使各相电流为零，以达到降低功耗等的目的。脉冲分配电路可用数字电路组合、软件序列分配、专门单片集成元件、GAL器件等构成。功率放大电路的特性对步进电机的性能有极其明显的影响。功率放大电路有单电压、双电压、斩波稳流、步距细分等类型。第一节　逻辑控制电路图8-7　单电压功率放大电路1、单电压功率放大电路步进电机每相绕组的供电都是由功

6、率开关电路来执行的，三相步进电机应有三个功率放大电路单元。第一节　逻辑控制电路图8-8　绕组电流IL的波形a）Ui频率低时b）Ui频率高时第一节　逻辑控制电路同时增大外接电阻RC和电源电压Ec，可使步进电机转速高时的输出转矩显著提高，但同时使功耗急剧增大。功耗的增加一方面降低了效率，使电源体积庞大；另一方面引起电气部件发热，增大系统故障的发生率。为此，发展了双电压、斩波稳流等驱动电路。第一节　逻辑控制电路第一节　逻辑控制电路2、斩波稳流式功率放大电路图8-9　斩波稳流式功率放大电路经D触发器引入Up信号的主要目的是给定超声斩波频率，以避免单纯由R6

7、上的电压波动来控制V1通断引入的不规则噪声。第一节　逻辑控制电路第一节　逻辑控制电路+ECVDZLILR1VUiVS8.1已知某直流电磁阀的驱动电流为6A，用2mA的标准TTL电平实施控制，试设计一合适的驱动电路。按照图组成电路：其中场效应晶体管V1采用IRF640，耐压200(V)，极限工作电流15(A)；泄流二极管VD需耐压200(V)，极限工作电流10(A)；箝位二极管VS的箝位电压为6.8(V)，极限工作电流100(mA)；电阻R1为510()，电源Ec按照直流电磁阀的要求取定。第二节　脉宽调制控制电路连续信号控制电路将交流信号连续变换成

8、直流信号，或者将直流信号连续变换成交流信号来达到控制的目的，实现这种控制的电路称为连续信号控制电路。在实际应用中，连续信号