直流电机正反转驱动电路板

直流电机正反转驱动电路板用专的芯片组成H桥进行可让直流电机执行正反转状态通过特定的电压让上桥臂驱动MOS管导通闭合与下桥臂驱动MOS管导通闭合在与用专的芯片组成H桥进行可让直流电机执行正反转状态自举栅极驱动电路高端和低端的栅极驱动器电源是不同的。低端栅极驱动电压以地为参考因此该驱动由直流电源直接供电。然而高端是悬空的因此需要使用自举驱动电路其工作原理上电后PWM不会立即发生所有MOSFET都处于高阻态直到所有直流电压完成建立在此期间电容C1由直流电源通过路径R1、D1、C1和R3充电。充电后的电容C1提供高端栅极驱动电压。C1充电的时间常数为τ (R1 R3) C1。当MOSFET在PWM信号的控制下切换时低端开关Q3接通高端开关Q1断开。高端的GNDA下拉至地电容C1充电。当Q1接通时Q3开GNDA上拉至直流电源电压。二极管D1反向偏置C1电压将ADuM7234的VDDA电压驱动到约24 V。因此电容C1在ADuM7234的VDDA和GNDA引脚之间保持约12 V的电压。这样高端MOSFET Q1的栅极驱动电压始终参考Q1的悬空源极电压。每次低端驱动器接通时自举电容就会充电但它仅在高端开关接通时才放电。因此选择自举电容值时需要考虑的第一个参数就是高端开关接通并且电容用作栅极驱动器ADuM7234的高端直流电源时的最大容许压降。当高端开关接通时ADuM7234的直流电源电流典型值为22 mA。假设高端开关的导通时间为10 ms50 Hz、50%占空比使用公式CI×ΔT/ΔV如果容许的压降ΔV1VI22mAΔT 10 ms则电容应大于220 μF。本设计选择330 μF的容值。电路断电后电阻R5将自举电容放电当电路切换时R5不起作用。自举启动电阻R3、R4电阻R3启动自举电路。上电之后直流电压不会立即建立起来MOSFET处于断开状态。在这些条件下C1通过路径R1、R3、D1、VS充电其过程如下式所述vC (t) (VS - VD)(1 - e-t/τ)(1)其中vC(t)为电容电压VS为电源电压VD为二极管压降τ为时间常数τ (R1 R3) C1。电路值如下R1 10 ΩC1 330 μFVD 0.5 VVS 12 V。由以上方程式可知当R3 470 Ω时电容充电到最终值的67%需要一个时间常数的时间(158 ms)。电阻值越大则电容的充电时间越长。然而当高端MOSFET Q1接通时电阻R1上将有12 V电压因此如果电阻值过低它可能会消耗相当大的功率。对于R3 470 Ω12 V时该电阻的功耗为306 mW。自举电容的过压保护Z1、Z2如上所述对于感性负载当高端MOSFET断开时电流会流经续流二极管。由于电感和寄生电容之间的谐振自举电容的充电能量可能高于ADuM7234消耗的能量电容上的电压可能上升到过压状态。13 V齐纳二极管对电容上的电压进行箝位从而避免过压状况。高端MOSFET源极上的电压尖峰当Q1和Q4接通时负载电流从Q1经过负载流到Q4和地。当Q1和Q4断开时电流仍然沿同一方向流动经过续流二极管D6和D7在Q1的源极上产生负电压尖峰。这可能会损害某些采用其它拓扑结构的栅极驱动器目前所用到的芯片有IR2104半桥芯片L6384ED半桥芯片所用的感受优点1.自带死区时间无需担心MOS同时导通导致短路问题2.集成芯片外围器件少缺点有1.如长期运动一定时间速度有所减慢问题原因是靠自举电容充放电时间自举电压通过特定的电压让上桥臂驱动MOS管导通闭合与下桥臂驱动MOS管导通闭合在与先简单说下原理图本板子用到两个逻辑芯片每块芯片分别控制上桥臂和下桥臂的逻辑部分上桥臂有点特殊如果用万用表测量以GND为参考平面逻辑芯片电源电压的电平到达24V有点惊讶吧 通常的逻辑芯片最大只能支持8V左右啊怎么可能输入24V电压不会烧掉呢。是的你没听错这里就是让逻辑芯片输出24V通过二个相同的器件就能得到你想要的结果器件就是稳压二极管了嘻嘻。连接方式也是比较特殊的供给的24V电压与之自己连接。先不多说附上原理图可以看到万用表1号测量的门极芯片的电压在5.7V左右通过这样的电路无需其他复杂的部分保证了逻辑芯片输出高电平信号为24V低电平为18V。这样的电平恰好满足MOS管导通与闭合特性。上图整体电路尚未搞清楚原理目前推测的是逻辑芯片连接稳压二极管确实是让其稳点在特殊的电压范围内而右侧的三极管可能是让逻辑输出端提供驱动能力的。MOS管驱动H桥选用MOS管也有个特点就是P、N互补MOS管实现H桥上桥臂使用PMOS管下桥臂使用NMOS管进行区别于其他类型的H桥电路所能的是一致性的管。附上MOS管导通条件PMOS增强型管uG-uS0 , 且 |uG-uS||uGS(th)| uGS|th|是开启电压NMOS增强型管uG-uS0且 |uG-uS||uGS(th)| uGS|th|是开启电压整体的控制管方式类似于L298芯片内部的控制逻辑附上其改造的电路图