以TL494为“引擎”的直流电机调速系统

2014-11-10 10:08 来源:电子信息网 作者:娣雾儿

H桥功率驱动原理与电路设计

驱动信号在经TL494的脉宽调制后,在直流电机控制中常用H桥电路作为驱动器的功率驱动电路。这种驱动电路可方便地实现直流电机的四象限运行,分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。由于功率MOSFET是压控元件,具有输入阻抗大、开关速度快、无二次击穿现象等特点,满足高速开关动作需求,因此常用功率MOSFET构成H桥电路的桥臂。H桥电路中的4个功率MOSFET分别采用N沟道型和P沟道型,而P沟道功率MOSFET一般不用于下桥臂驱动电机,上下桥臂分别用2个P沟道功率MOSFET和2个N沟道功率MOSFET。其电路图如图6所示。

TL494-7

图中VCC为电机电源电压,输出端并联一只小电容,用于降低感性元件电机产生的尖峰电压。4个二极管为续流二极管,可为线圈绕组提供续流回路。当电机正常运行时,驱动电流通过主开关管流过电机。当电机处于制动状态时,电机工作在发电状态,转子电流必须通过续流二极管流通,否则电机就会发热,严重时甚至烧毁。US来自TL494的输出, -US可通过对US反相获得。当US>0时,VT1和VT4导通,US<0时,VT2和VT3导通。

按照控制指令的不同情况,该功放电路及其所驱动的直流伺服电机可以有以下四种工作状态:

当UI=0时,US的正负脉宽相等,直流分量为零,VT1和VT4的导通时间和VT2和VT3导通时间相等,通过电枢绕组中的平均电流为零,电动机不转。

当UI>0时,US的正脉宽大于负脉宽,直流分量大于零,VT1和VT4的导通时间大于VT2和VT3导通时间,通过电枢绕组中的平均电流大于零,电动机正转,且随着UI增加,转速增加。

当UI<0时,US的直流分量小于零,VT1和VT4的导通时间小于VT2和VT3导通时间,通过电枢绕组中的平均电流小于零,电动机反转,且反转转速随着UI的减小而增加。

当UI≤UTPP/2或UI≤-UTPP/2时,US为正或负的直流信号,VT1和VT4于或VT2和VT3始终导通,电机在最高转速下正转或反转。

总结

直流电机调速系统是以TL494为核心,构成H桥双极式PWM直流电机调速系统,较好地实现对直流电机的速度控制,并具有高精度、响应速度快、稳定性好等优点。从实际应用看,TL494用于直流电机的PWM调速,不仅性能优良,成本也不高,具有很大实用和研究价值。

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电机 TL494

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