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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:2023-10-12 09:07:11 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。(电路中元件参数看根据实际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:

  从图中可以看出,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需要不断地间隔进行充电,也就导致了此种电路PWM占空比不能达到100%,在编程时需要特别注意。

  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

  有刷直流电机的PWM驱动方法有几种。本文将介绍有刷直流电机PWM驱动方法的H桥恒流驱动。 使用PWM输出方式驱动有刷直流电机:H桥恒流驱动 这是有刷直流电机PWM的恒流驱动电路示例。这是普通的驱动器电路,可以使用内置的比较器进行电机电流的ON/OFF控制,即PWM控制。 连接到功率晶体管(MOSFET)的GND侧(RNF引脚)的电阻Rs是用来检测电流的电阻。内置的比较器会对该Rs产生的电压与基准电压设置引脚(Vref)的电压进行比较。当RNF引脚电压超过Vref电压时,比较器的输出变为L,并会关断供给电流的电源侧的功率晶体管。在供给或停止电流时,晶体管的ON/OFF状态会因工作模式(例如正转或反转)而异,但是不管怎样,

  PWM驱动方法的H桥恒流驱动 /

  逐渐取代传统白热灯泡与荧光灯的发光二极管(LED),具备低污染、低消费电力、高发光效率、长寿命、无水银成分等优势,它的发展动向已经成为全球关注的焦点。最近几年随着LED发光效率甚至超越传统荧光灯,一般认为未来提高照明灯具整体的综合效率越来越重要,然而实际上不论是哪种型式的LED灯驱动电路,都会有10~20%左右的消费电力损失,因此改善电源的转换效率,再度成为重要课题。 以往使用AC100V平顺化后的DC140V电源方式,极容易发生突波电流。所谓「突波电流」突波电流是指开启电源后,流入平顺化电容器的巨大充电电流。具有平顺化电容器、可以驱动复数个LED的驱动电路,点灯时可能会造成断电器跳脱,此外电源切换器高温融溶附着,以及

  探索 /

  测试环境:MPLAB IDE v8.73 测试芯片:PIC16F877A 所需器件: PIC16F877A单片机最小系统板 L298N电机驱动模块 4P杜邦线 最终的主要的电路实物连接图 最终测试图 电路连接图: 对应程序一的电路原理图 程序一:简单实现两个电机的正反转,未加调速。 #include pic.h //调用头文件,可以去PICC软件下去查找PIC16F87XA单片机的头文件 __CONFIG(XT&WDTDIS //定义配置字,晶振类型:XT,关闭

  脉宽调速 /

  Allegro MicroSystems, LLC发布全新大电流集成式

  美国马萨诸塞州伍斯特市 – Allegro MicroSystems,LLC宣布推出用于直流电机脉冲宽度调制(PWM)控制的全新电机驱动器IC A5950,该产品峰值输出电流达±3A,工作电压高达40V,新器件主要面向汽车市场,包括平视显示器、变速驱动、车门关闭和发动机热管理等应用。此外,它还可以在商业市场针对ATM自动取款机、机器人吸尘器、打印机、复印机、票务和售货机等应用来驱动无刷直流电机。 A5950具有输入端接设计,用于通过外部PWM控制信号来控制直流电机的速度、方向和转矩。A5950还集成有内部同步整流控制电路,以降低PWM运行期间的功耗,并能提供低电流待机模式以提高效率。内部电路保护包括过流保护、电机对地或电源短路

  驱动器IC /

  在照明应用电子变换器实现中,成本制约因素驱动着技术的选择。除下文要介绍的创新的纵向智能功率(VIPower)解决方案外,市场上还存在另外两种不同的经典方法。第一种方法是基于IC器件,与若干个外部无源器件一起,驱动两个高压(通常高于400V)功率MOS晶体管,实现一个半桥变换器。第二种方法基于两个高压双极晶体管和大量的无源器件,但是只能实现前文提到的另外两个解决方案集成的具体功能中的部分功能。双极解决方案被用于成本极其低廉、性能中低的应用中。 相对于经典的方法,本文提出了一个创新的解决方案,它的成本具有很强的竞争力,而且性能也可得到增强。 VK06TL采用意法半导体(ST)独有的智能功率VIPower M3-3制造技术,这项技

  设计 /

  #include reg52.h sbit KEY1 = P3^1; //定义调速按键 sbit PWM = P1^5; //定义调速端口 unsigned char CYCLE; //定义周期T=x*0.1ms unsigned char PWM_ON ; //定义高电平时间 void delay(unsigned int cnt) { while(--cnt); } main() { unsigned char PWM_Num; TMOD =0x01; TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; IE= 0x82;

  电力MOSFET驱动功率小,采用三极管驱动即可满足要求,驱动电路如图4所示。 由于单片机为弱电系统,为保证安全需要与强电侧隔离,防止强电侧的电压回流,烧坏MSP430,先用开关光耦进行光电隔离,再经三极管到MOSFET的驱动电路IR210l。MSP430产生的PWM波,经过光耦及后面的IR2101芯片,在芯片的5管脚输出的PWM波接到MOS—FET的门极G端,使其工作。IR2101是专门用来驱动耐高压高频率的N沟道MOSFET和IGBT的。它是一个8管脚的芯片,其具有高低侧的输出参考电平。门极提供的电压范围是10~20 V。

  1 引言 电荷耦合器件(CCD.Charge(Couple Device)是20世纪60年代末期出现的新型半导体器件。目前随着CCD器件性能不断提高.在图像传感、尺寸测量及定位测控等领域的应用日益广泛.CCD应用的前端驱动电路成本价格昂贵,而且性能指标受到生产厂家技术和工艺水平的制约.给用户带来很大的不便。CCD驱动器有两种:一种是在脉冲作用下CCD器件输出模拟信号,经后端增益调整电路进行电压或功率放大再送给用户:另一种是在此基础上还包含将其模拟量按一定的输出格式进行数字化的部分,然后将数字信息传输给用户,通常的线阵CCD摄像机就指后者,外加机械扫描装置即可成像。所以根据不同应用领域和技术指标要求.选不一样型号的线阵CCD器件,设

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