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电机驱动器简介:H桥拓扑和方向控制

电机驱动器:H桥拓扑和方向控制
电机驱动器:H桥拓扑和方向控制

在任何电子设备/机器中,最常用的执行机构将是电磁阀、气动和液压旁边的电机。从手机内的简单振动电机到复杂的步进电机在数控机床中,这些直流机床随处可见。用电动机控制电动机微控制器或者我们需要一种叫做电机驱动器电机控制器. 根据所需的电机类型和控制类型,电机驱动器的类型也会发生变化。在本文中,我们将只关注直流电动机以及如何使用最流行的H桥拓扑的电机驱动器控制直流电机。这项技术将帮助我们驱动小型或大型直流电机,并控制其方向。

什么是马达驱动IC

电机驱动IC是一种集成电路芯片,在自主机器人和嵌入式电路中用作电机控制装置。L293DULN2003是最常用的电机驱动IC,用于简单机器人和RC汽车。电机驱动器无疑是使电机按照给定的指令或输入(高和低)移动的部件。它监听来自控制器/处理器的低电压,并控制需要高输入电压的实际电机。简单地说,电机驱动器IC根据从控制器接收的命令或指令控制电机的方向。许多电机驱动器遵循不同的拓扑结构,在本文中,我们将重点介绍流行的H桥拓扑用于L293D电机驱动IC中。

为什么我们需要马达驱动集成电路

世界每天都在见证新技术的发展,自主机器人就是其中之一。我们在自主机器人中使用这些IC主要是为了控制它们。与电机不同,微处理器在低电平电压/电流下工作。例如,流行的Arduino微控制器或PIC微控制器的工作电压为5V或3.3V,但一台像样的直流电机需要5V或12V才能工作。188金宝搏官方网站

电机驱动器框图

在这种情况下,如果我们想给电机供电,我们需要一个高电压。但我们知道微处理器的输出很低,它不能从I/O引脚提供足够的功率来驱动电机。为了从微处理器向电机提供电压/电流,我们需要在电机和控制器之间安装电机驱动IC。

电机驱动器的工作原理

电机驱动器接收来自微处理器的信号,并最终将转换后的信号传输给电机。它有两个电压引脚(VCC1和VCC2),其中一个用于打开电机驱动器,另一个引脚用于通过该电机IC向电机施加电压。该电机IC将根据从微处理器接收的输入波连续切换输出信号。

小型IC发送其接收的信号,但不会改变信号的值。例如,如果微处理器向驱动器Ic发送一个高输入(1),那么驱动器Ic将通过相同的高输入(1),尽管它是一个输出引脚。这个H桥电路在下面的图片中看起来像这样。四个开关将构成一个开关“H”形,这四个开关用于启用/禁用电源。

电机驱动器工作电路

顺时针旋转

现在,在第一种情况下,当S1S4开关闭合,并且S3S2如果断路,则电压将从S1切换至电机,然后切换至发动机S4. 因此,我们有一个完整的电路,允许电流从V流向M,通过S1和S4。在S1和S4开关条件下,该状态将为短路。在这种情况下,电机将处于接通状态,电机的方向将处于a顺时针旋转。

逆时针旋转

进入下一个状态,当我们启用S3S2通过提供电压输入,然后S1S4开关将闭合,电压从S3和S2传输。通过启用两个并联开关,这也是一种正连接,但电机的旋转将处于一个平衡状态逆时针方向.

如何关闭电机(制动)

要关闭电机,我们可以关闭电源,也可以打开电机中的所有开关。请注意,一次只能打开两个并联开关。当我们关闭S1和S3开关时,电机只接收来自两侧的正极信号,而没有方向发送接地信号。因此,电机将进入'货摊"条件。电机旋转方向将基于我们提供的输入以及我们在电路中打开的开关。

电机驱动集成电路的优点

  • 高级功能和更好的性能
  • 该电路易于操作。因此,我们可以很容易地使用输入控制机器人。
  • 它也可用于自主式和商用机器人。
  • 这台电动机能处理大电流。由于这种电流,IC被加热,我们需要一个散热器来减少加热。
  • 我们在这个电路中使用了4个电容器,以避免在一个方向上使用电机时电压的波动,以及在相反方向上使用电机时电压的突然波动。这是一个无损耗的方向变换器。

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