วงจรขับเคลื่อนพื้นฐาน

วงจรขับเคลื่อนพื้นฐาน

วงจรไดรฟ์ถูกใช้ในแอพพลิเคชั่นที่ใช้คอนโทรลเลอร์บางประเภทและต้องการการควบคุมความเร็ว วัตถุประสงค์ของวงจรไดรฟ์คือเพื่อให้ตัวควบคุมมีวิธีการเปลี่ยนกระแสไฟในมอเตอร์ BDC วงจรไดรฟ์ที่กล่าวถึงในส่วนนี้ช่วยให้ผู้ควบคุมสามารถปรับความกว้างของพัลส์ปรับแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ BDC ในแง่ของการใช้พลังงานวิธีการควบคุมความเร็วนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีการควบคุมแบบอะนาล็อกทั่วไปในการเปลี่ยนความเร็วของมอเตอร์ BDC การควบคุมแบบอะนาล็อกแบบดั้งเดิมต้องการวาริสเตอร์เพิ่มเติมในซีรีย์ด้วยขดลวดมอเตอร์ มีหลายวิธีในการขับเคลื่อนมอเตอร์ BDC แอพพลิเคชั่นบางตัวเท่านั้นที่ต้องการให้มอเตอร์ทำงานในทิศทางเดียว รูปที่ 6 และ 7 แสดงวงจรสำหรับขับมอเตอร์ BDC ในทิศทางเดียว อดีตใช้ไดรเวอร์ต่ำสุดและหลังใช้ไดรเวอร์สูง ข้อดีของการใช้ไดรเวอร์ต่ำคือคุณไม่ต้องใช้ไดรเวอร์ FET วัตถุประสงค์ของไดรเวอร์ FET คือ:

1. แปลงสัญญาณ TTL ของ MOSFET ในการขับขี่เป็นระดับแรงดันไฟฟ้า

2. ระบุกระแสไฟเพียงพอที่จะขับ MOSFET (1)

3. จัดระดับการเลื่อนในแอปพลิเคชันครึ่งบริดจ์

หมายเหตุ 1: สำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ของ PIC Chipper จุดที่สองนั้นมักไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากพิน I / O ของไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC สามารถให้กระแส 20mA ได้

โปรดทราบว่าในแต่ละวงจรไดโอดจะเชื่อมต่อกับมอเตอร์เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้า BackElectromagnetic Flux (BEMF) จาก MOSFET ที่สร้างความเสียหาย BEMF ถูกสร้างขึ้นในระหว่างการหมุนของมอเตอร์ เมื่อมอสเฟตถูกปิดการทำงานของขดลวดมอเตอร์จะยังคงมีกำลังและสร้างกระแสย้อนกลับ D1 จะต้องมีการจัดอันดับที่เหมาะสมเพื่อให้สามารถบริโภคกระแสนี้ได้

ตัวต้านทาน R1 และ R2 ในรูปที่ 6 และ 7 มีความสำคัญต่อการทำงานของแต่ละวงจร R1 ใช้เพื่อป้องกันไมโครคอนโทรลเลอร์จากเดือยแหลมในปัจจุบัน R2 ถูกใช้เพื่อให้แน่ใจว่า Q1 จะปิดเมื่อพินอินพุตถูกระบุไว้สามระดับ

การควบคุมแบบสองทิศทางของมอเตอร์ BDC ต้องใช้วงจรที่เรียกว่า H-bridge สะพานเอชนั้นได้รับการตั้งชื่อเพื่อให้มีลักษณะเป็นแผนผังซึ่งช่วยให้กระแสในขดลวดมอเตอร์เคลื่อนที่ได้ทั้งสองทิศทาง เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้สะพานเอชจะต้องแบ่งออกเป็นสองส่วนหรือสองครึ่งสะพาน ดังแสดงในรูปที่ 8, Q1 และ Q2 เป็นสะพานครึ่งหนึ่งและ Q3 และ Q4 เป็นสะพานครึ่งหนึ่ง แต่ละครึ่งสะพานสามารถควบคุมการนำไฟฟ้าและการเลี้ยวของปลายด้านหนึ่งของมอเตอร์ BDC เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่มีศักยภาพหรือศักย์ไฟฟ้าของดิน ตัวอย่างเช่นเมื่อเปิด Q1 และปิดไตรมาสที่ 2 ด้านซ้ายของมอเตอร์จะอยู่ที่แรงดันไฟฟ้า การเปิดไตรมาสที่ 4 การปิดไตรมาสที่ 3 จะทำให้กราวด์ของมอเตอร์ตรงข้าม IFWD ที่มีป้ายกำกับลูกศรแสดงการไหลของกระแสในการกำหนดค่านี้

โปรดทราบว่ามีไดโอด (D1-D4) ในแต่ละ MOSFET ไดโอดเหล่านี้จะป้องกัน MOSFET จากสไปค์ปัจจุบันที่เกิดจาก BEMF เมื่อ MOSFET ถูกปิด ไดโอดเหล่านี้จำเป็นเฉพาะเมื่อไดโอดภายใน MOSFET ไม่เพียงพอที่จะใช้กระแส BEMF ตัวเก็บประจุ (C1-C4) เป็นอุปกรณ์เสริม ตัวเก็บประจุเหล่านี้มักจะไม่เกิน 10 pF และใช้เพื่อลดการแผ่รังสี RF ที่เกิดจากการสับเปลี่ยนกระแสไฟฟ้า

ตารางที่ 1 แสดงโหมดไดรฟ์ที่แตกต่างกันสำหรับวงจร H-bridge ในโหมดไปข้างหน้าและข้างหลังปลายด้านหนึ่งของบริดจ์อยู่ที่ศักย์กราวด์และปลายอีกด้านเป็น VSUPPLY ในรูปที่ 8 ลูกศร IFWD และ IRVS แสดงเส้นทางของวงจรสำหรับโหมดเดินหน้าและถอยหลังตามลำดับ ในโหมด Coastal ขั้วของขดลวดมอเตอร์จะยังคงหยุดทำงานและมอเตอร์จะหยุดจนกว่าจะหยุด โหมดเบรกใช้เพื่อหยุดมอเตอร์ BDC อย่างรวดเร็ว ในโหมดเบรกขั้วมอเตอร์จะต่อลงดิน เมื่อมอเตอร์หมุนจะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การลัดวงจรของสายนำของมอเตอร์นั้นเทียบเท่ากับการโหลดแบบไม่มีที่สิ้นสุดบนมอเตอร์ซึ่งอาจทำให้มอเตอร์หยุดอย่างรวดเร็ว ลูกศร IBRK แสดงถึงสิ่งนี้

เมื่อออกแบบวงจร H-bridge ต้องคำนึงถึงการพิจารณาที่สำคัญมาก เมื่ออินพุตไปยังวงจรไม่แน่นอน (เช่นในระหว่างการเริ่มต้นไมโครคอนโทรลเลอร์) MOSFET ทั้งหมดจะต้องเอนเอียงไปที่สถานะปิด สิ่งนี้จะช่วยให้มั่นใจว่า MOSFETs ในแต่ละบริดจ์ครึ่งหนึ่งของ H-bridge จะไม่เปิดในเวลาเดียวกัน การเปิด MOSFET บนสะพานครึ่งเดียวในเวลาเดียวกันจะทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรในแหล่งจ่ายไฟซึ่งในที่สุดจะสร้างความเสียหายให้ MOSFET และทำให้วงจรไม่สามารถใช้งานได้ ตัวต้านทานแบบดึงลงที่อินพุตของไดรเวอร์ MOSFET แต่ละตัวจะทำเช่นนี้