理论与实际的差距(第一次做东西的心得)

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shisizai|  楼主 | 2016-11-30 19:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
楼主是一本二流学校的研究生,学的是电子与通信工程。今年6月份大导师把我叫到办公室给了我一个任务——做直流电机的驱动板。当时我就懵逼了,“这个和我的专业有关系么?”,“没关系,就是个小项目。”   “噢噢,好的。” 就这样,我就接下了研究生以来的第一个项目。经过几个月的煎熬,前几天终于完成了,在这里要特别感谢这个论坛,做的过程中在论坛上提了很多问题,得到了坛友的热情帮助,特别是@maychang@chunyang 两位版主,先感谢一下!接下来说正题,小半年过去了,也没有一个好好总结,借此机会准备把这一阵子做过的东西梳理一下,总结一下,可能会有些乱套,楼主尽量有点逻辑……首先,任务要求:做一个直流有刷电机驱动板,工作电压24V,工作电流最大20A,要有保护功能,要有外部使能引脚,要能调速,要稳定。

做电机驱动,最先想到的就是PWM调速,但是大导师紧接着就跟我说,咱们不用PWM(后来还是用了,原因后面说明),那个容易受到干扰,电机工作环境比较复杂,加上电机的干扰容易让PWM信号发生器死机,另外用PWM担心最后验收的时候EMC测试过不去。于是我就蒙圈了,那应该用什么呢?大导师指了一条路,你可以控制MOS管的导通沟道,从而调节电流,从而调速!我一想好有道理!然后就去写方案了。

第一版方案:
通过VCO输出脉冲控制计数器加/减,同时计数器输出结果做为D/A转换器的输入,实现将数字量转换为模拟量,最后D/A输出经过驱动电路放大后就可以调节mos管的导通沟道,从而控制直流电机。电机转速实时反馈到电脑中,电脑通过比较当前转速与目的转速后,调整计数器计数方式(增或减),并通过控制VCO的输出脉冲个数就可以实现对输出电压的控制,继而达到控制电机转速的要求。设计图如图1。

大导师来了……今天先到这,明天继续把东西写完……

图1

图1
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ankeseng + 2 很给力!

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xxzouzhichao| | 2016-11-30 21:14 | 显示全部楼层
这个线性电源有点猛,不怕热坏了吗?

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maychang| | 2016-11-30 21:51 | 显示全部楼层
24V20A,近0.5kW输出,线性调整,你的驱动部分赛如小电炉。

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世界心 2016-12-9 12:58 回复TA
这是要炸管子的节奏。。。哎呀,好怕,躲远点 
ccmc 2016-11-30 23:04 回复TA
你是在嘲笑我大导师吗? 
shisizai|  楼主 | 2016-11-30 23:01 | 显示全部楼层
接上文,刚刚回来一看就有大神说出了这个电路的问题,散热!这个也是最终放弃这种方案的原因,在电机低速转的过程中,mos管由于没有完全导通,会严重发热,楼主最先加散热片,结果烫手;后来换上制冷片,结果还是烫手,然后发现制冷片的效果还没有散热片好,制冷片虽然温度很低但是mos管依然很热。最后丧心病狂的楼主加了一个大散热片又在散热片上加了两个风扇不停地吹才勉强可以。
但是这都是后来的事了,在方案一提出之后,需求方跟我说他们没有反馈电路,不需要对电机转速的精确控制。他们的目的是,输入0-5V的控制信号,能够改变转速就可以了。于是问题就简单了,楼主直接把控制信号放大,驱动mos管就可以了。然后画板、测试,接下来的就是一开始说的那样,每次实验必烫手,mos管烧了多少个我已经数不过来了。测试的过程也比较曲折:mos管的位置从电源和电机之间,改成在电机和地之间;mos管换成功率型mos管,降低开启电压;在21IC发了好几个帖子,找大神……经过不懈的努力,最终的驱动板也是出来了,不过体积超大,大到惨不忍睹,图2仅仅是驱动板的mos管和散热器部分,用了4个功率mos管并联分流,下面四个黄金电阻是为了均流的,保证每路mos管流过的电流大致相同。当我拿着这个去需求方的场子里做实验的时候(学校的电机没有那么大的,之前是拿1欧电阻做的负载),人家跟我说:“我们装驱动板的地方是封闭的……封闭的…闭的………”由于散热问题无法解决,因此这个方案最终没有通过,还是选择了PWM调速,所以明天开始总结pwm调速板的制作调试过程。
写到这,我发现3个月的制作调试仅仅用几百个字就能说完了,挺后悔当时没有写调试记录的习惯,等到过后想要分享都不知道说点什么,只是流水账的说事,希望看到的坛友能吸取这个教训,做好文字记录。
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cjseng 2016-12-1 11:28 回复TA
用胶带固定电阻,电阻不发热吗?我怀疑电阻引脚上的焊锡都要融化 
zhaoyu2005 2016-12-1 08:48 回复TA
且不说其他的,每个管子约5A,你用的线有0.5平方么。 
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chunyang| | 2016-11-30 23:41 | 显示全部楼层
唉,既便是仅通过理论分析也该知道控制导通率的办法-会导致多高的额外功耗,又不是微功率电机……

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皈依| | 2016-12-1 08:29 | 显示全部楼层
24V 20A 选型起码要在60-80A 这样的管子3块钱一个。。。炸了不少钱啊看来
等等看楼主的驱动是不是H桥

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宇容创行| | 2016-12-1 09:10 | 显示全部楼层
你们导师真水

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gunaaaa| | 2016-12-1 09:41 | 显示全部楼层
信大导师吧,有时候做错的事情比做对的事情经验来的宝贵。

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2365031858| | 2016-12-1 10:31 | 显示全部楼层
shisizai 发表于 2016-11-30 23:01
接上文,刚刚回来一看就有大神说出了这个电路的问题,散热!这个也是最终放弃这种方案的原因,在电机低速转 ...

黄金电阻是啥玩意 看着好高档啊

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cauhorse 2016-12-1 11:13 回复TA
铝壳水泥电阻器 
皈依| | 2016-12-1 10:36 | 显示全部楼层
2365031858 发表于 2016-12-1 10:31
黄金电阻是啥玩意 看着好高档啊

铠装电阻 功率大 散热不错

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JY-DX-JY| | 2016-12-1 10:41 | 显示全部楼层
楼主很厉害

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123654789| | 2016-12-1 11:06 | 显示全部楼层
做电机驱动,最先想到的就是PWM调速,但是大导师紧接着就跟我说,咱们不用PWM(后来还是用了,原因后面说明),那个容易受到干扰,电机工作环境比较复杂,加上电机的干扰容易让PWM信号发生器死机,另外用PWM担心最后验收的时候EMC测试过不去。于是我就蒙圈了,那应该用什么呢?大导师指了一条路,你可以控制MOS管的导通沟道,从而调节电流,从而调速!我一想好有道理!然后就去写方案了。

你们的大师叫什么名字,是那个学校的大师 ???

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逍遥李 2016-12-5 09:49 回复TA
曾经有个导师给我说过“你不要去想这个方案行不行,领导(大导师)说行就行,不行你想办法让它行!”,最后,真的是想办法让它行了…… 
charrijon 2016-12-1 12:58 回复TA
还是让该导师去做理论研究吧,没半点实践经验。 
jqbkl007| | 2016-12-1 11:15 | 显示全部楼层
坐等楼主下文

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maychang| | 2016-12-1 11:19 | 显示全部楼层
2365031858 发表于 2016-12-1 10:31
黄金电阻是啥玩意 看着好高档啊

“看着好高档啊”
你看到的不过是个散热用的铝质外壳。既然是铝质,那就可以经阳极氧化染色,想染成什么颜色就染成什么颜色,红色绿色蓝色黄色黑色都可以。作为散热器,最常见的是染成黑色。

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北斗stone| | 2016-12-1 11:30 | 显示全部楼层
有刷的不需要做电流环吧,不过这样驱动也太非主流了。

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hameyou| | 2016-12-1 11:49 | 显示全部楼层
楼主NB啊

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刘东君| | 2016-12-1 11:54 | 显示全部楼层
等下文

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PIGYONG801| | 2016-12-1 12:19 | 显示全部楼层
用心做过,你就明白了

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ctsdswk| | 2016-12-1 12:36 | 显示全部楼层
线性调速也不是不可以,但要调节电源的输出而不是用mos管在后级调节。调节前级的效率会高很多。

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longquanshuang| | 2016-12-1 13:03 | 显示全部楼层
做错的事情比做正确的事情更加正确

要是我碰见这个人:不用PWM你是**吗

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