大功率直流电机驱动电路设计与实现分析.doc

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1、大功率直流电机驱动电路设计与实现分析　　摘要：直流电机主要是指将直流电能转换成机械能的电机，自身的调速特性优良，调速范围较广，使用方便，调速平滑性强，具有良好的过载能力，在启动应用过程中能够频繁的实现无级快速启动、制动机反转工作，能够满足自动化系统在各个不同阶段的特殊运行需求，在工业领域内被广泛应用。当前一些半导体公司针对工业对直流电机的使用需求，制作了驱动芯片，将其应用在直流电机中。本文从设计与实?F两方面的内容对大功率直流电机驱动电路进行分析。　　关键词：大功率；直流电机；驱动电路；设计；实现　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.201

2、7.13.160　　0前言　　基于直流对电机驱动电路的使用需求，各大半导体厂商专门针对工业企业对直流电机的使用需求，推出了直流电机控制专用的集成电路，共同构成了集成电路控制系统，该种电路控制系统自身具有集成化效果好、驱动电路简单、外围元减少，使用便捷等特点。另外，该电路在使用过程中也存在一定的缺点，输出的功率相对较为有限，无法满足大功率直流电机的驱动需求。本文针对驱动电路存在的不足，专门设计了大功率直流电机驱动电路，提升了驱动电路的设计效果。　　1大功率直流电机驱动电路的设计　　1.1总体结构　　大功率直流电机驱动电路如图1所示：从图1中的总体结构能够看出电机驱动电

3、路在控制信号方面具有重要作用，主要的控制信号包括电机转向控制（DIR）及电机转速控制（PWM）两种。Vcc1是驱动逻辑电路中的部分电源，能够为驱动电路提供电源，Vcc2、Vcc3也是驱动逻辑电路中的重要组成部分，在为大功率直流电机驱动电路进行供电时，主要是采用双电源供电方式。M+、M-作为直流电机的接口[1]。大功率直流电机驱动电路在供电过程中，为了取得良好的供电效果，需要将驱动电路电气与控制电路电气隔离开来，避免驱动电路在运行过程中对其他电路的运行效果造成较大的影响，避免电路运行过程中遭受到其他电路的干扰，给系统的逻辑预算造成较大的影响。加大对逻辑信号的控制和使用

4、，充分利用信号来提升光电隔离效果，放大逻辑信号的作用，充分利用控制电路与驱动电路的作用，来驱动H桥上的下臂，在驱动直流电机，以完成对驱动电路系统的控制[2]。　　1.2电机驱动逻辑电路分析　　在对驱动电路图进行设计时，需要严格按照电器隔离的要求级PowerMOSFET特性要求进行设计，结合当前工业行业对电路的使用要求，设计出了一款大功率直流电机驱动电路。驱动电路在实际的使用过程中，需要确保MCU端和电路输入端进行有效的连接，所设置的输入信号主要包括DIR信号和PWM信号两种。其中DIR信号主要是指数字信号，通常为0或1。而PMN信号为脉宽调制信号，被广泛应用与电机转

5、速控制中，需要确保两种信号的有机连接，以此来提升信号控制效果，满足工业企业对电机驱动逻辑电路的使用需求。通常电机驱动逻辑电路由电机驱动逻辑电路、光电隔离和驱动放大器电路及H桥功率驱动电路共同组成[3]。　　电机驱动逻辑电路如图2所示，控制信号PWM和DIR是电机驱动逻辑电路中的重要组成部分，主要用来收集MCU端送来的控制信号，信号会经过与门气74LS08和反向器74LS04运算后，来实现对光电隔离器的再驱动。将DIR作为方向控制信号，在输入信号时需要输入DOR2，将DIR1和转速控制信号PWM，通过74LS08进行预算，以得到转速控制信号PWM2。需要确保PWM相遇

6、DIR2转速信号相运算后，以此来得到转速信号PWM1，在对信号进行控制时，主要分为两组对信号进行控制，将PWM1和DIR1作为一组，将PWM2和DIR2作为二组。PWM1和PWM2主要是用于控制电机的转速，而DIR1和DIR2主要是运用控制电机的正反转向[4]。待DIR1为1时，DIR2为0时，在对电机驱动情况进行记录时，运算器74LS08需要分别于PWM相乘，从相乘后的结果能够看出，PWM2计算所得的波形与PWM的波形相一致，说明两者的输出信号一致。如果DIR1为0时，DIR2为1时，说明PWM1与PWM两者具有一致的波形信号。通过以上对电机驱动逻辑电路进行分析的

7、过程，能够看出DIR1、PWM1，DIR2、PWM2两组信号在逻辑运算中，有助于驱动广电隔离电路，对提升广电隔离电路使用效果具有重要作[5]。　　1.3光电隔离和驱动放大电路分析　　为了确保直流电机驱动电路有着良好的应用效果，避免受其他电路影响，给电路系统的安全稳定运转造成较大的影响，需要加大电路保护工作，将电机驱动电路与其他控制电路有机的结合起来，通过两者共同来实现对电气进行隔离。光电隔离器在大功率直流电机驱动中具有良好的应用效果，要做好光电隔离器的合理选择，光电隔离器自身的功能必须要满足大功率直流电机的使用需求，以便提升直流电机的驱动效果，满足电路的适应需求