较大功率直流电机驱动电路的设计方案 1 引言 直流电机具有优良的调速特性, 调速平滑、方便、调速范围广, 过载能力强, 可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转, 能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求, 因此在工业控制领域, 直流电机得到了广泛的应用。 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。 基于此, 本文详细分析和探讨了较大功率直流电机驱动电路设计中可能出现的各种问题, 有针对性设计和实现了一款基于 25D60-24A 的直流电机驱动电路。 该电路驱动功率大, 抗干扰能力强, 具有广泛的应用前景。 2 H 桥功率驱动电路的设计 在直流电机中, 可以采用 GTR 集电极输出型和射极输出性驱动电路实现电机的驱动, 但是它们都属于不可逆变速控制, 其电流不能反向, 无制动能力, 也不能反向驱动, 电机只能单方向旋转, 因此这种驱动电路受到了很大的限制。对于可逆变速控制, H 桥型互补对称式驱动电路使用最为广泛。可逆驱动允许电流反向, 可以实现直流电机的四象限运行, 有效实现电机的正、反转控制。 而电机速度的控制主要有三种, 调节电枢电压、减弱励磁磁通、改变电枢回路电阻。 三种方法各有优缺点, 改变电枢回路电阻只能实现有级调速, 减弱磁通虽然能实现平滑调速, 但这种方法的调速范围不大, 一般都是配合变压调速使 用 。 因此 在 直流调速系 统 中, 都 是以 变 压 调速为主 , 通过 PWM(Pulse Width Modulation)信号占空比的调节改变电枢电压的大小, 从而实现电机的平滑调速。 2.1 H 桥驱动原理 要控制电机的正反转, 需要给电机提供正反向电压, 这就需要四路开关去控制电机两个输入端的电压。 当开关 S1 和 S4 闭合时, 电流从电机左端流向电机的右端, 电机沿一个方向旋转;当开关 S2 和 S3 闭合时, 电流从电机右端流向电机左端, 电机沿另一个方向旋转, H 桥驱动原理等效电路图如图 1 所示。 图1 H 桥驱动原理电路图 2.2 开关器件的选择及H 桥电路设计 常用的电子开关器件有继电器, 三极管, MOS 管, IGBT 等。 普通继电器属机械器件, 开关次数有限, 开关速度比较慢。 而且继电器内部为感性负载, 对电路的干扰比较大。 但继电器可以把控制部分与被控制部分分开, 实现由小信号控制大信号...