毕业设计----直流电机调速驱动电路设计

《毕业设计----直流电机调速驱动电路设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本文介绍了一种基于PWM信号，采用H桥对直流电机进行调压调速的驱动电路。mega64单片机发出PWM信号，先经CPLD（保护作用）,然后经光耦隔离、放大后，控制功率管的导通和关断，从而对电机进行调压调速。两路PWM信号控制电机两个不同的转向。本文还采用模拟电路以及CPLD为驱动电路设计了一种巧妙的过流欠压保护方案，对CPLD保护以及欠压、过流、过热保护电路都作了详细的介绍。关键词：脉宽调制；H桥驱动电路；过流保护；欠压保护；IVAbstractAdrivecircuitwhichisbasedonthePWMsignalsandusedHbridgetoadjustthevoltag

2、eandspeedofDCmotorispresentedinthispaper.Themega64MCUsendPWMsignalswhichfirstlygothroughtheCPLD(protectiveeffect)andthenpassbythecouplerisolation、amplification.TheycontroltheonandoffofthepowermanagementsoastoadjustthevoltageandspeedofDCmotor.TwoPWMsignalscontrolledthetwodifferentmotorshift.Acleve

3、rovercurrentandundervoltageprotectionprogramthatconsistsofanalogcircuitandCPLDwhichisdesignedforthedrivecircuitinthispaper.AndthentheCPLDprotectionandundervoltage、overcurrent、thermalprotectioncircuitisdetaillyintroduced.Keywords:pulsewidthmodulation;Hbridgedrivercircuit;overcurrentprotection;unde

4、rvoltageprotectionIV目录摘要I1前言12基本原理22.1直流电机工作原理及基本结构22.1.1直流电机基本工作原理22.1.2直流电机结构32.2PWM控制调速原理53电源模块及PWM驱动电路设计73.1电源模块的确定73.2H桥驱动原理103.3H桥驱动使能控制及方向逻辑113.4PWM驱动电路设计123.4.1直流电机双极性驱动PWM系统123.4.2MOSFET的选择123.4.3栅极驱动电路及主要接口电路133.5功率开关管散热及保护143.5.1功率开关管散热143.5.2功率管过热检测保护电路154检测电路设计174.1霍尔传感器原理174.2霍尔传感器分

5、类及特性184.3电流检测电路214.4电压检测电路225保护电路设计235.1CPLD介绍235.2CPLD作用及优点235.3CPLD保护算法245.3.1MAX7000S器件介绍24IV5.3.2MAX+PLUSⅡ开发系统265.3.3CPLD程序编写275.4过流保护设计305.5欠压保护设计316结论33总结与体会34致谢35参考文献36IV1前言上个世纪50年代，美国通用电气公司发明的硅晶闸管的问世，标志着电力电子技术的开端。此后，晶闸管(SCR)的派生器件越来越多，到了70年代，已经派生了快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管等半控型器件，功率越来越大，性能日益完

6、善。但是由于晶闸管本身工作频率较低（一般低于400Hz），大大限制了它的应用。此外，关断这些器件，需要强迫换相电路，使得整体重量和体积增大、效率和可靠性降低。目前，国内生产的电力电子器件仍以晶闸管为主。随着关键技术的突破以及需求的发展，早期的小功率、低频、半控型器件发展到了现在的超大功率、高频、全控型器件。由于全控型器件可以控制开通和关断，大大提高了开关控制的灵活性。自70年代后期以来，可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR或BJT)及其模块相继实用化。此后各种高频全控型器件不断问世，并得到迅速发展。这些器件主要有电力场控晶体管(即功率MOSFET)、绝缘栅极双极晶体管(IGT或IG

7、BT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)等。与此同时，脉冲宽度调制（PWM）技术与开关功率电路成为功率应用中的主流技术；长期以来，直流电机以其良好的线性特性，优异的控制性能、低成本等特点成为大多是变速运动控制系统和闭环位置伺服系统的最佳选择。因此，基于PWM（PulseWidthModulation）的直流电机调速技术在现代电气传动系统中被广泛运用。电机调速系统采用微机实现数字化控制，是电气传动发展的主要方向。而