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
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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 /
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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
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