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在ROS学习平台中常常使用到的直流电机控制原理与驱动电路

来源:行星减速电机    发布时间:2023-10-24 16:45:16

在使用ROS机器人构建地图的过程中,需要在房间内自主运行,采集地图信息。这样的一个过程中需要控制

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  在使用ROS机器人构建地图的过程中,需要在房间内自主运行,采集地图信息。这样的一个过程中需要控制电机的正反转,电机的转速,以适应机器人直行,转弯等动作。

  正反转控制原理有刷电机的正反转格外的简单,只需要交换电机供电线正负极,便能轻松实现电机正反转控制。在自动控制系统中,我们不可能手动去不停交换电机正负极供电顺序,需要用程序配合硬件电路去实现。

  如下图所示,使用4个功率管(可以为MOS管或者IGBT)搭建成桥式电路,在桥臂中心引出两根导线,连接到电机的供电引脚上。

  当使用单片机控制Q2,Q3导通,Q1,Q4截止时。电流经过过电源正极,经过Q3,电机线流到GND。假设这种状态时电机正转。

  当使用单片机控制Q1,Q4导通,Q2,Q3截止时。电流经过过电源正极,经过Q1,电机线流到GND。假设这种状态时电机反转。

  通过桥式电路的两种状态切换便可以轻轻松松实现电机正反转控制。对于有刷电机的正反转控制还能够正常的使用2个继电器简单实现,但是这样的形式不便于调速控制,这里就不介绍了。

  从公式中能够准确的看出电机转速n和供电电压成正比。所以通过改变电机供电电压能够达到到调速的目的。

  在电力电子中能够最终靠PWM波控制开关管导通与关闭来调制直流电压。并且调制电压满足关系Vout=D*Vin,式中D为PWM波的占空比,等于在一个PWM周期内高电平持续的时间与PWM周期的比值。

  调速方法:在进行晶体管控制时,可以再一次进行选择不同的三种斩波方式HPWM-LON,HON-LPWM,PWM-ON-PWM。我通常使用的为HPWM-LON方式即上管PWM,下管导通。

  H桥电路采用4颗大电流NMOS管,栅极100欧姆电阻起到抑制浪涌电流的作用,10K电阻组成栅源寄生电容泄放回路,栅极二极管提供一个低阻抗MOS管关断路径,加快MOS管关断。(电路中元件参数看结合实际PCB进行调整)

  半桥驱动电路,当MOS管栅源电压高于阈值电压时MOS管开始导通,IRF3710的阈值电压为4V。但是只是使用4V电压进行驱动MOS管时,MOS管Rds比较大,MOS管不能流过过大电流,如下图所示:

  从图中能够准确的看出,随着栅源电压的增大MOS管的通流能力也就随着增大。所以在驱动器设计过程中,我使用了12V电源作为MOS管的驱动,当MOS管导通时,MOS能够有很小的Rds,使MOS管有更大的通流能力。

  电路中C7作为自举电容,当驱动H桥电路中的上桥臂时,由于上桥MOS管源级踩在较高的电压上(24V),所以MOS管G极电压应该比源极高12V时才能够导通(Vgs=36V),这里利用电容两端电压不能突变的特性,半桥驱动芯片内部电路将MOS管栅极抬升至36V,此时MOS栅源电压满足导通条件。由于自举电容C7要一直地间隔进行充电,也就导致了此种电路PWM占空比不能够达到100%,在编程时需要非常注意。

  光偶隔离电路,使用光耦器件将驱动器与主控进行电气隔离,防止电机驱动器对主控制器的干扰。关键字:编辑:什么鱼 引用地址:在ROS学习平台中常常使用到的直流电机控制原理与驱动电路

  在高频PWM开关变换器中,为保证功率MOSFET在高频、高压、大电流下工作,要设计可靠的栅极驱动电路。一个性能好的驱动电路要求触发脉冲应有充足快的上升和下降速度,脉冲前后沿要陡峭;驱动源的内阻要足够小、电流要足够大,以提高功率MOSFET的开关速度;为了使功率MOSFET可靠触发导通,栅极驱动电压应高于器件的开启电压;为防止误导通,在功率MOSFET截止时最好能提供负的栅-源电压。而对于软开关变换器,在设计驱动电路时,还需考虑主开关与辅助开关驱动信号之间的相位关系。 本文以升压ZVT-PWM变换器为例,用集成芯片MC34152和CMOS逻辑器件设计了一种可满足以上要求的软开关变换器驱动电路。 MC34152

  誉为“绿色照明”的 半导体 (LED)照明技术发展迅猛,LED具有功耗低、常规使用的寿命长、尺寸小、绿色环保等优点。通过对高强度蓝光LED的不断研发产生了好几代 亮度 慢慢的升高的器件,在1990年左右推出的基于碳化硅裸片材料的LED的效率大约是0.04lm/W,发出的光强度很少有超过15 mcd的。20世纪90年代中期出现了第一个基于GaN的实用LED。现在还有许多公司在用不同的基底(如蓝宝石和碳化硅)生产GaN LED,这些LED能够发出绿色、蓝色或紫罗兰等颜色的光。高亮度蓝色LED的发明使真彩广告 显示屏 的实现成为可能,这样的显示屏能够 显示 真彩、全运动的视频图像。随技术的慢慢的提升,目前能生产功率高达100 W, 光通量

  设计方案 /

  1引 言 目前电起动摩托车上起动电机和磁电机是2立的电机。起动电机为有刷永磁直流电动机,工作转速高,需经减速机构和超越离合器与发动机曲轴相连。磁电机飞轮永磁转子与发动机曲轴直接相连,起到发电和给发动机点火系统提供点火触发信号的作用。发动机结构较为复杂,超越离合器打滑时会极度影响摩托车的起动特性;起动电机通过电刷换向,电刷磨损严重,需要经常维护。 直流无刷起动磁电机是将直流无刷起动电机与磁电机合二为一。它省掉了减速机构和超越离合器,简化了发动机结构,提高了运行可靠性。使用它可轻易地将脚踏摩托车改装成电起动摩托车。但摩托车的价格越来越低,这就要降低直流无刷起动磁电机成本,电机磁瓦应选用铁氧体磁钢,而不采用钕铁硼材料。 2总体结构

  上一回我们介绍了压电蜂鸣器的原理与制程,并说明了电声组件对空气的「阻抗转换」观念。这回我们要探讨如何驱动压电蜂鸣器以及 驱动电路 上该注意的事。 驱动一个 电容器 我们上次说过,压电蜂鸣器从结构上来看,它就是一个 电容 器:两片电极中间夹着不导电的陶瓷。如果不考虑线性度,而只需要够大的 电流 来驱动传统的电磁扬声器,我们一般能这样做: 电磁扬声器是一个直流电阻很小的电感性组件,因此我们大家可以轻易地用一颗 晶体管 控制电流流过它,来驱动它发声,但如果我们直接把上面那个电路中的电磁扬声器换成压电蜂鸣器: 这个电路是行不通的。 最主要的原因是,压电蜂鸣器是一个电容性的负载,上面这个电路只能对这个电容器充电,却不能帮

  原理 /

  近几年来随着白光LED, 特别是大功率白光LED的出现, LED 作为一种新型绿色照明 光源 具有体积小、机械强度大、功耗低、寿命长, 便于调节和控制以及无污染等特征, 目前被应用到了汽车灯、交通灯、背光和照明等领域。由于LED具有工作电压低, 电流随电压指数增加等特点, 传统电源一般都不能直接给LED供电。LED驱动器应具有直流控制、高效率、调光、过压保护、负载断开、小型及简易使用等特点。笔者设计大功率LED 驱动电路是基于2THL 系列恒流二极管的恒电流驱动方式。通过引入高频控制信号缩短单位时间内的通电时间以减小LED 芯片发热量, 提高LED发光效率。 1 LED工作特性 目前市面上的大功率LED

  设计方案 /

  因自身的高效节能等优点LED 照明是照明领域的发展趋势。传统上用于LED 驱动的BUCK 电路采取 电解电容 滤除纹波,效果不够理想,且由于电解电容自身因素轻易造成电源故障,其寿命与LED 长寿命不匹配。针对这一问题,提出了一种有源补偿电感纹波电流的拓扑结构,分析了这种拓扑结构的工作原理。该拓扑将开关电源和线性电源结合起来,取消了电解电容滤波,电流输出恒定,使得LED 驱动电源寿命有效提升,而且利于集成化和小型化。 目前世界各国正在积极发展LED 照明技术,大功率LED 由于自身的高效节能等优点,现在已被大范围的应用于景观照明、建筑照明、汽车照明及其他领域。LED 驱动电源是LED 照明不可或缺的部件,开关电源输出的纹波

  2×2点阵驱动电路 简单的2×2点阵驱动电路结构,对交流电路实现方案加以说明,如图3所示。图中C1和C2分别接行扫描信号产生电路的第1行和第2行的输出端,L1和L2分别接列数据信号产生电路的第1列和第2列的输出端。Vcc为固定电源,Vcc1和Vcc2为经过电压补偿后的第1列和第2列的源电压。硬件逻辑定义:被选中行的行扫描输出端为高电平,其他行为为低电平。需要显示的列数据输出为高电平,非显示的列为低电平。整个电路的主要部分为后端推动级的功率放大电路,采用了单电源的PNP-NPN互补三极管推挽功放结构,简称OTL功放,如图4所示。 假设现在扫描行选中了第1行,即C1为高电平,C2为低电平。第1列的列数据

  驱动电路的作用是将单片机输出的脉冲进行功率放大,以驱动 IGBT ,保证IGBT的可靠工作,驱动电路起着至关重要的作用,对IGBT驱动电路的基础要求如下: (1) 提供适当的正向和反向输出电压,使IGBT可靠的开通和关断。 (2) 提供足够大的瞬态功率或瞬时电流,使IGBT能迅速建立栅控电场而导通。 (3) 尽可能小的输入输出延迟时间,以提升工作效率。 (4) 足够高的输入输出电气隔离性能,使信号电路与栅极驱动电路绝缘。 (5) 具有灵敏的过流保护能力。 驱动电路EXB841/840 EXB841工作原理如图1,当EXB841的14脚和15脚有10mA的电流流过1us以后IGBT正常开通,VCE下降至3V左右,6脚电压被钳制在

  和保护方法 /

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  摘要:在当下的实际应用中,特别是电动汽车领域,由于该领域的加快速度进行发展导致功率半导体器件需要更高的性能要求。自功率半导体诞生以来,技术 ...

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