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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:2023-10-06 16:55:16 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:编辑:什么鱼 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

  步进电机驱动电路是一种控制步进电机旋转的电路系统。步进电机是一种特殊的电机,其转动角度是以固定的步进角度进行的,而不是连续的旋转。步进电机驱动电路能将控制信号转换为电机电压和电流信号,使步进电机按照预定的顺序精确地旋转。这种电路通常包括一个控制器和一些功率驱动器。控制器接受主电路或计算机的指令,并将其转换为细分脉冲信号,送到功率驱动器。功率驱动器则将信号转换为电机所需的电流和电压信号,从而控制电机的旋转速度和精度。常见的步进电机驱动电路包括双H桥驱动电路、单H桥驱动电路、混合式驱动电路等。 步进电机驱动电路的工作原理是通过向步进电机提供一系列的脉冲信号来控制其旋转。主要由两个部分所组成:信号发生器和电机驱动器。

  根据具体应用的不同, LED 可能会采用不一样的电源来供电,如交流线 V 汽车电池、直流电源或低压交流系统,甚至是基于碱和镍的电池或锂离子电池等。 1) 采用交流离线电源为 LED 供电 在采用交流离线电源为 LED 供电的应用中,涉及到众多不同的应用场合,如电子镇流器、荧光灯替代、交通信号灯、 LED 灯泡、街道和停车照明、建筑物照明、障碍灯和标志等。在这些从交流主电源驱动 大功率 LED 的应用中,有两种常见的电源转换技术,即在需要电流隔离 (galvanic isolation) 时使用反激转换器,或在不需要隔离时使用较为简单的降压拓扑结构。 在反激转换器方

  设计应用 /

  1 前言 随着汽车部件的电动化、自动化程度逐步的提升和对汽车电机的噪声、电磁兼容、效率的高要求,永磁无刷直流电机正在慢慢地替代有刷的永磁直流电机 。永磁无刷电机具有体积小、寿命长、效率高、结构相对比较简单、可靠性好等优点,利用它作为汽车部件的驱动执行元件可有效地提高汽车部件的性能。例如在Freightliner公司的M2系列商务车上,采用无刷电机驱动其空调系统的鼓风机,更好地调节了送风速度 。 由于汽车总线技术的日趋成熟,汽车内多个电机单元的控制方式正从传统的集中式线束控制向分布式总线控制转变。分布式总线控制能够大大减少线束,减少相关成本,便于各个电机控制单元和车内其它电控单元一起形成一个综合协调的控制管理系统,提高各控制单元的运行可靠性,减少

  由已知电源功率计算LED的数量 例:额定输出功率为10W电源,使用额定的正向电流20mA,耗散功率为70mW条件下可配置多少个LED? 依以上公式 (即取所得数据的整数) 1:对于恒压驱动方式: 由已知的输出电源电压计算每支路串联LED数量及并联支路数 (1)计算每条支路的LED个数 (2)计算并联支路数 注:VLED值依不同发光颜色各有不同,用稳压电源驱动LED时,为了控制电流,常常要串联电阻器. 例:一个额定输出电压为DC 24V,功率为10W电源,使用额定正向电流20mA,耗散功率为70mW额定的正向电压为1.8V.可配置多少个LED呢? (取

  近年来,高亮度LED应用发展神速,特别是在指示牌、交通信号灯方面。而对汽车应用来说,LED亦有极大的吸引力,长寿命、抗震、高效、对光源良好的控制能力,都是它的优势。当然,相对于白炽灯,LED需要驱动电路,还有汽车电气是靠酸铅蓄电池供电的,是机械驱动的交流发电机充电,这类电池适合白炽灯,不适用LED,因此,设计一种稳压性能好而又低噪声的驱动电路是十分必要的。 理论上,LED光输出与驱动电流有关,而与电源电压无关。最对低要求应用,如果电源电压稳定的话,一个电阻就可限制电流。有必要注意一下的是,对这种最简单的应用电路,LED在某些特定的程度上显示出自稳定特性。亦即,若温度上升的话,LED的光输出减少,但同时其正向压降亦降低,使驱动电流增

  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 /

  本文介绍用于电动空模动力电机控制的单向电机比例驱动电路,元件易购,电路简单,性能好价格低,很适合具有一定电子技术础的航空模型爱好者自制。 工作原理 : D3 、 R8 、 R9 、 C5 、 TR1 、 IC1B 构成脉冲展宽电路。接收机输出的脉冲信号由 J1 一 l 送入,经比较展宽后从 IC1 的 7 脚送出驱动 T1 、 T2 。脉冲信号增宽时电机通电时间加长转速增高,相反转速降低。 TR1 用来调整电机的截止点。 R1~R5 、 CI 、 L1 、 D2 、 IC1A 构成振荡升压电路,在 C3 上得到约 25V 电压,经 R6 、 R11 送到 T1 、 T2 。在 IC1 的 7 脚截止期间使 T1 、 T2

  引言 当前小型要求不太高的调速装置,如晒图机,用可控硅相位控制,供给直流电机。还使用双基极管,以产生脉冲。用一片单片机取代上述控制现在成为可能。生产中不用调试,增加许多功能,如零位起动(去掉了外部硬件连锁)、可选速度上升时间等功能。使系统操作维修方便,运行可靠。 直接电机控制电路示于图1。PIC12F675有6个I/O,现用4个。设定GP1为A/D输入,作为速度给定口,现用电位器0—5V输入。设零中断输入口,接到产生过零脉冲A定GP2为电压过处。设定GP3和GP5为一般I/O,GP3为开停机输入口,接到开关上。GP5为脉冲输出口,经电阻接到触发三极管基极上。 触发的操控方法: 在全波整流器输出端,电容滤波前,用三极管取出过零

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