直流有刷电机驱动考虑的问题

只看该作者 · 2013-8-19 17:31

直流有刷，24v 63W DC

H桥和 “单桥+一对继电器” 两种控制方式有何优劣？

直流有刷除了考虑赌转还有什么？

堵转，考虑的是办法的过流检测，串联采样电阻，AD采样比较。

还需要考虑其他什么因素？

只看该作者 · 2013-8-20 13:27

这是个难题吗？大家别只看不语啊

3万 · 2013-8-20 21:31

“H桥和 “单桥+一对继电器” 两种控制方式有何优劣？”
所谓“单桥”，是指上下两支管子构成的推挽电路吧？
这种电路，开关电源中通称“半桥”，音频放大器中通称“串联推挽”。

“单桥+一对继电器”
不知道有何优点。若要求可以改变电机旋转方向，用多触点的继电器，一支即可。若要求可以PWM调速，一支管子即可。若要求可以PWM调速同时可以改变旋转方向，才用得上H桥(开关电源中称全桥)，或者一支多触点继电器加一支管子。

只看该作者 · 2013-8-21 10:56

maychang 发表于 2013-8-20 21:31
“H桥和 “单桥+一对继电器” 两种控制方式有何优劣？”
所谓“单桥”，是指上下两支管子构成的推挽电路吧 ...

讲解的很透彻，感谢。

我的需求60W，24V直流有刷电机，出厂前调整好电机转速，使用中需要改变方向。

电机启动的最大电流为 3-5倍额定电流
选用的控制方式是4个MOS管，电流参数按照5倍的额定电流选择元件。
在电机中串联一个电阻，经过AD采样检测是否赌转，如果赌转停止电机。
这里没有问题吧？

此外，又个问题：
1、我同时导通H桥的上臂或者下臂的两个管子，是不是电机会锁死或者运行中紧急刹车？
2、采用一对继电器+一对MOS的组合，有可能出现继电器触点黏住吧？寿命相对MOS会低一点吗？
3、电源用模拟变压器和开关电源哪个更好？为什么？

直流有刷电机驱动，还有哪里需要注意吗？

3万 · 2013-8-21 11:15

dsoyy 发表于 2013-8-21 10:56
讲解的很透彻，感谢。

我的需求60W，24V直流有刷电机，出厂前调整好电机转速，使用中需要改变方向。

MOS管按照5倍额定电流选取，电流容量还嫌小，最好用10倍甚至更大。
在电机上串联电阻来检测电流，不如在全桥上端或者下端串联电阻检测，这样联接比较方便(电阻处于电源电位或者地电位)。

同时导通全桥的上臂或者下臂，前提是全桥的两支下臂均关断或者两支上臂均关断。此时电机不会“锁死”，会“紧急刹车”，刹车的快慢与电机种类有关，永磁电机刹车快。

“采用一对继电器+一对MOS的组合”
不知道这是什么组合。

“有可能出现继电器触点黏住吧？”
不一定。

“寿命相对MOS会低一点吗？”
继电器触点动作次数寿命比MOS管少很多，MOS管动作次数寿命几乎是无限的。

“电源用模拟变压器和开关电源哪个更好？”
不知道什么是“模拟变压器”。

只看该作者 · 2013-8-21 13:29

maychang 发表于 2013-8-21 11:15
MOS管按照5倍额定电流选取，电流容量还嫌小，最好用10倍甚至更大。
在电机上串联电阻来检测电流，不如在 ...

模拟变压器，指的是小的线包式的变压器，之前称为小变压器或者模拟电源，专业术语就不清楚了。

“采用一对继电器+一对MOS的组合”
这是我描述的错误，应该是一个驱动的MOS加一对换向的继电器。

刹车的电流也会很大吗？

今天晚上我画个具体的电路图请您看看，指教一下。

非常感谢！

只看该作者 · 2013-8-21 13:35

普通工频变压器

只看该作者 · 2013-8-22 00:01

本帖最后由 dsoyy 于 2013-8-22 00:04 编辑

maychang 发表于 2013-8-21 11:15
MOS管按照5倍额定电流选取，电流容量还嫌小，最好用10倍甚至更大。
在电机上串联电阻来检测电流，不如在 ...

现将电机驱动部分画出来，请指教。

几个问题：
1、这个驱动电路是否满足我驱动24V，60W的直流电机？
2、AD网络的目的是监测是否堵转，但是R5的取值不知道按照什么原则去计算，所以很随意的放了1K 2W的电阻。

感谢。

3万 · 2013-8-22 00:51

dsoyy 发表于 2013-8-22 00:01
现将电机驱动部分画出来，请指教。

1、管子容量够用。
2、P沟管极性错误。
3、5V电压，不足以令P沟管关断。
4、上下管门极接在一起，用同一个信号驱动，相当危险。因驱动脉冲自高变低和自低变高，必定经过某中间值，例如12V，而该值可以使上下管均导通，称为“共同导通”，管子损耗很大，严重时烧毁管子。驱动信号最好能够加入“死区”。
5、四支二极管D1～D4没有太大必要。

只看该作者 · 2013-8-22 09:31

maychang 发表于 2013-8-22 00:51
1、管子容量够用。
2、P沟管极性错误。
3、5V电压，不足以令P沟管关断。

感谢。
3和4点，我也发现问题了。

我在整理一份出来，今天有些忙，最迟明天将整理后的再请老师过目。

再次表示感谢！
此外注意身体啊，这么晚还在线。

只看该作者 · 2013-8-22 10:11

dsoyy 发表于 2013-8-22 00:01
现将电机驱动部分画出来，请指教。

1、楼主原理图少画一根线，右边MOS管上下桥中间未连接至电机。

2、关于“H桥”和“继电器”方法：
在电机换向频率不高的情况下，继电器控制更为简单，不需要考虑死区问题。楼主这个电机达到额定功率时电流将近3A，采用H桥驱动必须考虑死区问题。

3、直流有刷除了考虑赌转还有什么？
过流保护！应采取硬件过流加软件过流双重保护。

个人意见，供参考！

只看该作者 · 2013-8-22 10:20

草民发表于 2013-8-22 10:11
1、楼主原理图少画一根线，右边MOS管上下桥中间未连接至电机。

2、关于“H桥”和“继电器”方法：

感谢
1、MOS上下桥之间确实少了一根线
2、
电机换向频率确实不高，不过额定3A，瞬间可能达到10A，大电流的继电器体积大，成本高，还可能会出现火花，或者黏住触点，基于这个考虑选择的MOS管H桥。
3、赌转和过流，都是流经电机的电流突然变大，我这个原理图上用AD去检测电流的大小，软件判断是否过六合赌转。
不过硬件处理到没有想到，难道要加过流判断和保护？比如通过比较器判断电流，电流过高启动MOS切断电机通路？

只看该作者 · 2013-8-22 10:28

dsoyy 发表于 2013-8-22 10:20
感谢
1、MOS上下桥之间确实少了一根线
2、

AD检测电流当然可以，可必须建立在单片机正常工作的前提下，万一单片机走神，如何是好?

电机驱动强调安全稳定，如果是做产品建议增加硬件过流保护，楼主已经想到了，可以运用比较器。

只看该作者 · 2013-8-22 10:42

草民发表于 2013-8-22 10:28
AD检测电流当然可以，可必须建立在单片机正常工作的前提下，万一单片机走神，如何是好?

电机驱动强调安 ...

感谢，最迟明天我再发一个原理图，再请您指点。

只看该作者 · 2013-8-22 10:45

dsoyy 发表于 2013-8-22 10:42
感谢，最迟明天我再发一个原理图，再请您指点。

交流经验，指点实不敢当!

只看该作者 · 2013-8-26 00:50

maychang 发表于 2013-8-22 00:51
1、管子容量够用。
2、P沟管极性错误。
3、5V电压，不足以令P沟管关断。

根据您的指点，并找找H桥的死去电路，我做了些调整，电路如下：

修改了5V的三极管不能控制MOS的问题，修改了多余的MOS上的反向二极管，增加了逻辑死区，大电流依旧靠监测R9上的电流并通过软件实现。

电机调速靠调整R9的阻值来实现。

请指点是否可以？

只看该作者 · 2013-8-26 00:51

草民发表于 2013-8-22 10:45
交流经验，指点实不敢当!

也请您指点，谢谢

3万 · 2013-8-26 01:13

dsoyy 发表于 2013-8-26 00:50
根据您的指点，并找找H桥的死去电路，我做了些调整，电路如下：

此图并未解决MOS管门极电压最大可达24V，超过允许值20V的问题。
各三极管根本不必加基极上拉电阻R1R12R13R14，四支电阻叫做画蛇添足。这是从三极管线性放大电路抄过来的。
下面一图，DIR-L和DIR-R是从哪里来的？如果是由单片机产生，那么电机调速，不必调整R9，可以靠软件实现。如果是由某脉冲信号分频得到，那么此电路并不能产生“死区”。

只看该作者 · 2013-8-26 14:06

maychang 发表于 2013-8-26 01:13
此图并未解决MOS管门极电压最大可达24V，超过允许值20V的问题。
各三极管根本不必加基极上拉电阻R1R12R13 ...

1、"MOS管门极电压最大可达24V，超过允许值20V的问题"这个没有考虑，晚些时候做些修改。
2、“R1R12R13R14，四支电阻叫做画蛇添足。这是从三极管线性放大电路抄过来的。”确实是抄过来的，因为有了上拉电阻，这个限流电阻就不需要了。
3、DIR-L\DIR-H，对应于我上面画的IO1、IO2是单片机输出。
IO1，IO2接PWM，调整占空比即可调速。

最后整理后，再次发原理图，感谢!

3万 · 2013-8-26 14:52

dsoyy 发表于 2013-8-26 14:06
1、"MOS管门极电压最大可达24V，超过允许值20V的问题"这个没有考虑，晚些时候做些修改。
2、“R1R12R13R1 ...

“因为有了上拉电阻，这个限流电阻就不需要了。”

限流电阻R2R6R4R8仍需要，将上拉电阻改成接地。

注意后一图ENABLE并不能产生“死区”。要由ENABLE产生“死区”还要增加两个反相器。

直流有刷电机驱动考虑的问题

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