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在ROS学习平台中常常使用到的直流电机控制原理与驱动电路

时间:2024-02-21 02:45:58 来源:博亿堂byt98网址登陆 点击:1次

  在使用ROS机器人构建地图的过程中,需要在房间内自主运行,采集地图信息。这样的一个过程中需要控制电机的正反转,电机的转速,以适应机器人直行,转弯等动作。

  正反转控制原理有刷电机的正反转格外的简单,只需要交换电机供电线正负极,便能轻松实现电机正反转控制。在自动控制系统中,我们不可能手动去不停交换电机正负极供电顺序,需要用程序配合硬件电路去实现。

  如下图所示,使用4个功率管(可以为MOS管或者IGBT)搭建成桥式电路,在桥臂中心引出两根导线,连接到电机的供电引脚上。

  当使用单片机控制Q2,Q3导通,Q1,Q4截止时。电流经过过电源正极,经过Q3,电机线流到GND。假设这种状态时电机正转。

  当使用单片机控制Q1,Q4导通,Q2,Q3截止时。电流经过过电源正极,经过Q1,电机线流到GND。假设这种状态时电机反转。

  通过桥式电路的两种状态切换便可以轻轻松松实现电机正反转控制。对于有刷电机的正反转控制还能够正常的使用2个继电器简单实现,但是这样的形式不便于调速控制,这里就不介绍了。

  从公式中能够准确的看出电机转速n和供电电压成正比。所以通过改变电机供电电压能够达到到调速的目的。

  在电力电子中能够最终靠PWM波控制开关管导通与关闭来调制直流电压。并且调制电压满足关系Vout=D*Vin,式中D为PWM波的占空比,等于在一个PWM周期内高电平持续的时间与PWM周期的比值。

  调速方法:在进行晶体管控制时,可以再一次进行选择不同的三种斩波方式HPWM-LON,HON-LPWM,PWM-ON-PWM。我通常使用的为HPWM-LON方式即上管PWM,下管导通。

  H桥电路采用4颗大电流NMOS管,栅极100欧姆电阻起到抑制浪涌电流的作用,10K电阻组成栅源寄生电容泄放回路,栅极二极管提供一个低阻抗MOS管关断路径,加快MOS管关断。(电路中元件参数看结合实际PCB进行调整)

  半桥驱动电路,当MOS管栅源电压高于阈值电压时MOS管开始导通,IRF3710的阈值电压为4V。但是只是使用4V电压进行驱动MOS管时,MOS管Rds比较大,MOS管不能流过过大电流,如下图所示:

  从图中能够准确的看出,随着栅源电压的增大MOS管的通流能力也就随着增大。所以在驱动器设计过程中,我使用了12V电源作为MOS管的驱动,当MOS管导通时,MOS能够有很小的Rds,使MOS管有更大的通流能力。

  电路中C7作为自举电容,当驱动H桥电路中的上桥臂时,由于上桥MOS管源级踩在较高的电压上(24V),所以MOS管G极电压应该比源极高12V时才能够导通(Vgs=36V),这里利用电容两端电压不能突变的特性,半桥驱动芯片内部电路将MOS管栅极抬升至36V,此时MOS栅源电压满足导通条件。由于自举电容C7要一直地间隔进行充电,也就导致了此种电路PWM占空比不能够达到100%,在编程时需要非常注意。

  光偶隔离电路,使用光耦器件将驱动器与主控进行电气隔离,防止电机驱动器对主控制器的干扰。关键字:引用地址:在ROS学习平台中常常使用到的直流电机控制原理与驱动电路

  引言 许多现代数据采集系统均是由高速和高精度ADC组成的。由于其低成本和低功耗,基于CMOS开关型电容器的ADC通常被用于此类设计中。ADC使用一个无缓冲前端,直接耦合至采样网络。为了有效地最小化噪声和信号失真,需使用一款高速、低噪声和低失真的运算放大器来驱动该ADC。为了使失真最小化,将运算放大器输出在ADC采集时间内调节到理想的精度是很重要的。通常,运算放大器建立时间是依照产品说明书里面规定的频率响应时间计算得出的,也能够最终靠具有精度限制功能的示波器对输出做测量得出,有时需要将运算放大器的输入与输出差值放大来实现更高的精度。但这一些方法均受示波器精度以及电路寄生的限制。此外,运算放大器的建立时间还受由示波器探针导入的

  建立时间 /

  本设计中使用的TB6612FNG是一款新型驱动器件,能独立双向控制2个直流电机,它具备极高的集成度,同时能提供足够的输出能力,运行性能和能耗方面也具有优势,因此在集成化、小型化的电机控制管理系统中,它可当作理想的电机驱动器件。 1 TB6612FNG简介 TB6612FNG是东芝半导体公司生产的一款直流电机驱动器件,它具有大电流MOSFET-H桥结构,双通道电路输出,可同时驱动2个电机。 TB6612FNG每通道输出最高1.2 A的连续驱动电流,启动峰值电流达2A/3.2 A(连续脉冲/单脉冲);4种电机控制模式:正转/反转/制动/停止;PWM支持频率高达100 kHz;待机状态;片内低压检测电路与热停机保护电路;工作温

  为了采集水下目标的图像信息,降低水下成像系统的成本,通过采用大功率蓝光LED代替传统的激光器做光源,结合CCD成像技术,调节光束的发散角来照射水下目标场景,将目标全部或目标的关键特征部位照亮,实现对水下目标的成像。设计了基于IRIS4011构成的大功率蓝光LED的恒压恒流驱动电路。本驱动电路稳定可靠地控制LED在额定功率下工作,通过水下成像实验,采集到了水下目标的信息,实验根据结果得出窄小的视场范围内跟踪和接收目标信息,很大程度上减小了后向散射光对成像质量的影响,并提高了系统的信噪比和作用距离。 誉为“绿色照明”的半导体(LED)照明技术发展迅猛,LED具有功耗低、常规使用的寿命长、尺寸小、绿色环保等优点。通过对高强度蓝光LED的不断研发产

  设计 /

  驱动电路是LED(发光二极管)产品的重要组成部分,其技术成熟度正随着LED市场的扩张而逐步增强。无论在照明、背光源还是显示板领域,驱动电路技术架构的选择都应与具体的应用相匹配。 作为LCD(液晶显示器)的背光源,LED在便携产品中的地位不可动摇,即便是在大尺寸LCD的背光源当中,LED也开始挑战CCFL(冷阴极荧光灯)的主流地位;而在照明领域,LED作为半导体照明最关键的部件,更是因为顶着节能、环保、长寿命、免维护等诸多光环而受到市场的追捧。然而人们可曾关注,在光彩夺目的“明星”身后,有多少“配角”在默默奉献?LED驱动电路就是这样一位“幕后英雄”。 驱动技术逐步升级 LED的发光机理是在它两端加上正

  AP3766 是BCD公司最新推出的 LED驱动 控制芯片,采用原边调整控制(PSR)技术实现高精度的恒压/恒流(CV/CC)输出,省去了副边光耦及恒压恒流控制电路,也不需要环路补偿电路实现了电路的稳定控制,并且采用SOT-23-6 小体积封装,显著缩小系统体积,降低了系统成本。AP3766具有“亚微安启动电流”专利技术,降低了系统功耗,提升了效率。能够使得效率大于80%,空载功耗小于30mW。 AP3766内置外部元件温度变化补偿及恒流CC收紧技术实现垂直的CC特性,保证了量产情况下±5%的输出恒流精度。同时,AP3766内置软启动,过压保护,短路保护功能,提高了系统可靠性。 AP3766具有很强的系统适应性,能够搭配

  设计 /

  该电路采用NMOS场效应管作为功率输出器件, 设计并实现了较大功率的直流电机H 桥驱动电路,并对标称电压为24 伏, 额定电流为3.8A 的25D60-24A 直流电机进行闭环控制, 电路的抗干扰的能力强,在工业控制领域具有较强的适用性。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。 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,能够正常的使用由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

  方案 /

  高压共轨系统由高压油泵、共轨、喷油器、电子控制单元(ECU)和各种传感器组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵,高压油泵将低压燃油加压成高压燃油,并将高压燃油供入共轨之中。燃油压力是由通过调节供入共轨中的燃油量来控制的。共轨内的高压燃油经高压油管输送到安装在气缸盖上的喷油器内,经喷油器内的喷油嘴将燃油喷入燃烧室内。在电控共轨系统中,由各种传感器检验测试出发动机的实际运作状况,经过ECU硬件的输入模块进行相应处理,将信号传送给CPU,由CPU进行计算、判断、定出适合于该运作状况的供油量、喷油量、喷油定时等参数,再经过ECU专用集成电路的输出模块做处理,提供高压预喷射、主喷射和PWM喷射脉冲,驱动电磁阀开关,使发动机处于最佳工作状态。

  设计 /

  全球半导体解决方案供应商瑞萨电子集团宣布,推出两款系统级封装(SiP)解决方案,扩展电机控制解决方案组合,并简化无刷直流(BLDC)电机控制设计,适用于各类无线电池供电应用系统,如电动工具、无人机、水泵、吸尘器、扫地机器人、风扇等。与同类解决方案相比,全新RAJ306001和RAJ306010电机驱动IC将多种功能整合至同一SiP解决方案,实现更好的低速或非常快速地旋转与高扭矩控制,同时最大限度减少占板面积并减少相关成本,从而为简单、高效且安全的BLDC电机控制提供交钥匙解决方案。 RAJ306001和RAJ306010是单封装电机控制IC,可控制大范围的应用于各类电池供电设备中的三相BLDC电机。全新IC将RL78/G1F微控制器(MC

  FOC控制管理系统设计

  (BLDC)控制

  的简单

  反电动势估计方法

  MPS电机研究院 让电机更听话的秘密! 第一站:电机应用知识大考!跟帖赢好礼~

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